单探针热脉冲法对红壤土失水过程的监测

作     者：韦昊延 耿宁 成静清 孔琼菊 胡优 李敏 

作者机构：江西省水利科学院江西省鄱阳湖水资源与环境重点实验室 西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室 

出 版 物：《水资源与水工程学报》 (Journal of Water Resources and Water Engineering)

年 卷 期：2024年第5期

页      面：201-208页

核心收录：

学科分类：09[农学] 0903[农学-农业资源与环境] 090301[农学-土壤学] 

基　　金：江西省鄱阳湖水资源与环境重点实验室开放基金项目(2021SKSH07) 国家自然科学基金项目(42307392) 国家重点研发计划项目(2021YFD1900700) 

主　　题：红壤土 失水过程 热脉冲方法 含水率 单探针 

摘      要：实现土壤失水过程的原位监测，对红壤区水土资源管理、自然灾害预警及防灾减灾具有重要意义。热脉冲法是目前土壤水热特性原位测量的常用方法，但红壤土失水时极易产生裂缝，单探针热脉冲法能否准确测定失水过程目前尚不清楚。通过室内模拟土壤从饱和到干燥的连续失水过程，用时域反射法（TDR）作为标准对照，验证热脉冲方法测定土壤失水过程的准确性，并评估土壤裂缝产生后对单探针热脉冲法的影响。结果表明：随着土壤失水，土壤热导率K值由1.8 W/（m·K）减小到1.1 W/（m·K）,热扩散率α值由1.0×10-8m2/s增加到3.0×10-8m2/s,比热容C值由1.8×10～8 J/（kg·K）减小到0.4×10～8 J/（kg·K）;接触热导率H值随着土壤失水具有台阶状变化特征，与土壤含水率变化速率的转折相吻合；与TDR测定结果相比，MAE和RMSE值分别为1.66和1.94 cm3/cm3,R2值为0.96;单探针热脉冲法能提供可靠的红壤土失水过程测定结果，且H值的变化能指征土壤裂隙的产生，可为土壤干湿循环过程、边坡和堤坝稳定性的动态监测提供技术和理论支撑。