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灌溉排水学报 2022年第7期41卷 78-85页

作者：李建德王健徐飞飞王康宏杨琴侠薛冬西北农林科技大学水土保持研究所陕西杨凌712100 西北农林科技大学资源环境学院陕西杨凌712100 韩城市水土保持工作站陕西韩城715400

【目的】定量描述负压设置对微型盘式入渗仪测定结皮入渗性能的影响。【方法】通过人工模拟降雨,以黄土坡面土壤物理结皮为研究对象,采用微型盘式入渗仪进行入渗试验,设置5个负压梯度(1~5 cm),量化不同负压设置对入渗指标测定的影响,同... 详细信息

【目的】定量描述负压设置对微型盘式入渗仪测定结皮入渗性能的影响。【方法】通过人工模拟降雨,以黄土坡面土壤物理结皮为研究对象,采用微型盘式入渗仪进行入渗试验,设置5个负压梯度(1~5 cm),量化不同负压设置对入渗指标测定的影响,同时以定水头法得到的饱和导水率为标准,分析比较基于Wooding模型与Philip模型两种计算方法的准确度。【结果】定水头法具有可重复性与准确性,得到结构结皮饱和导水率为74.00 cm/d,沉积结皮饱和导水率为12.00 cm/d;采用微型盘式入渗仪测定两类结皮的土壤累积入渗量、稳渗速率、吸渗率、导水率等指标,测定结果随仪器负压设置增大而减小;微型盘式入渗仪法测算土壤饱和导水率时,基于Philip模型的计算方法更为准确,但结果随负压设置影响较大,以定水头法得到的饱和导水率为参照,率定van Genuchten参数α与n,结构结皮分别为0.039与2.72,沉积结皮分别为0.024与2.83。【结论】采用微型盘式入渗仪进行入渗试验时必须考虑不同负压设置对测定结果的影响和仪器给定参数对土壤饱和导水率计算的适用性,以准确描述土壤入渗特性,为土壤侵蚀预报等提供理论依据。

关键词：微型盘式入渗仪结构结皮沉积结皮土壤饱和导水率 van Genuchten参数

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土壤结皮发育特征及其对入渗的影响

土壤结皮发育特征及其对入渗的影响

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作者：李建德西北农林科技大学

学位级别：硕士

土壤入渗过程受到供水强度和土壤入渗能力的影响,结皮的存在降低了土壤表层的入渗能力,同时决定下层相对疏松土壤的供水强度。降雨过程中的结皮处于动态发育之中,不同降雨历时下的结皮发育程度不同,从而导致土壤入渗过程的差异。根据形... 详细信息

土壤入渗过程受到供水强度和土壤入渗能力的影响,结皮的存在降低了土壤表层的入渗能力,同时决定下层相对疏松土壤的供水强度。降雨过程中的结皮处于动态发育之中,不同降雨历时下的结皮发育程度不同,从而导致土壤入渗过程的差异。根据形成机制的不同,结皮分为结构结皮与沉积结皮,且结构结皮的入渗能力强于沉积结皮。耕作措施下形成高低起伏的微地形,在降雨过程中,地势高的部位形成结构结皮,地势低洼处形成沉积结皮。不同耕作措施下的两种类型结皮的面积占比、发育程度等各不相同,导致坡面入渗产流过程产生差异。本研究采用人工模拟降雨法,测定分析5个降雨历时（5 min、10 min、15 min、20 min、30 min）下的结构结皮与沉积结皮的基本特征,同时选用微型盘式入渗仪测算不同降雨历时下的结皮入渗指标,得到结皮入渗性能随降雨历时的变化过程线,设计等高耕作、人工掏挖、直线坡三种措施,形成不同的结皮空间分布情况,结合结皮入渗能力在时间序列上的变化过程,分析结皮空间分布在降雨过程中对坡面入渗的影响,得到以下主要结论:（1）在30 min降雨过程中,结皮在降雨初期迅速发育,随降雨历时延长不断完善直至稳定。结皮发育过程主要集中在前20 min降雨过程中,表现为厚度、容重、强度随降雨历时延长而增大,其中,结构结皮在15-20 min阶段出现了破坏重组。（2）定水头法测算饱和导水率具有可重复性与准确性;采用微型盘式入渗仪测定两类结皮的土壤累积入渗量、稳渗速率、吸渗率、导水率等入渗指标,测定结果随仪器负压设置增大而减小;采用微型盘式入渗仪测定多种类型土壤饱和导水率时,应通过前期试验得出适合特定土壤的参数组,以保证结果的可靠性。（3）结皮入渗过程大致分为三个阶段,初期土壤初始入渗速率较大,随着入渗过程进行入渗速率减小,最终达到稳定阶段,沉积结皮达到稳定入渗所需时间短于结构结皮;两类结皮的初始入渗速率、稳定入渗速率、累积入渗量、吸渗率、饱和导水率等入渗指标均随降雨历时延长而出现不同而程度的减小;土壤表层在经历短期降雨后就已经形成严重影响入渗能力的结皮,结构结皮的减渗效应分别为62.36%～82.81%,沉积结皮的减渗效应分别为69.06%～84.68%,沉积结皮的减渗效应高于结构结皮。（4）结皮初渗速率、吸渗率、饱和导水率等入渗指标与结皮厚度之间具有良好的线性关系;等高耕作、人工掏挖等耕作措施具有拦蓄径流,增加土壤入渗量的作用,不同措施下的坡面结皮空间分布不同,通过耦合结皮入渗能力与随降雨历时的过程线与结皮空间分布特征计算得到坡面产流量,将其与实测值对比,相对误差为2.67%～5.28%。

关键词：微地形结构结皮沉积结皮入渗性能耕作措施

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黄土区坡耕地土壤结皮对入渗的影响

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土壤学报 2015年第2期52卷 303-311页

作者：吴秋菊吴佳王林华吴发启西北农林科技大学资源环境学院陕西杨凌712100 西安理工大学水利水电学院西安710004

黄土高原地区,坡面土壤水分是生态建设的关键问题。以黄土高原坡耕地人为管理方式为背景,在室内人工模拟降雨条件下采用等高耕作和人工掏挖两种措施,并且设计直线坡作为对照,研究不同耕作措施下土壤结皮的形成特征,同时从降雨-入渗的角... 详细信息

黄土高原地区,坡面土壤水分是生态建设的关键问题。以黄土高原坡耕地人为管理方式为背景,在室内人工模拟降雨条件下采用等高耕作和人工掏挖两种措施,并且设计直线坡作为对照,研究不同耕作措施下土壤结皮的形成特征,同时从降雨-入渗的角度研究两种类型结皮(结构结皮和沉积结皮)对坡面土壤水分入渗的影响。研究结果表明:土壤结皮阻碍坡面土壤水分入渗,结皮坡面产流时间早,且土壤累积入渗量明显低于无结皮坡面;采用Kostiakov模型、Horton模型、蒋定生模型对坡面土壤水分入渗过程进行优化模拟的结果表明蒋定生模型适用于描述本研究坡面土壤水分入渗的特征;耕作措施造成的微地形对土壤结皮的类型有很大影响,在洼地径流携带泥沙堆积形成沉积结皮,地势较高处降雨雨滴直接打击形成结构结皮。研究两种类型结皮发现,沉积结皮相对于结构结皮密度高且孔隙度低,并且两种类型结皮对坡面土壤水分入渗的影响存在差异,沉积结皮平均减渗效应为37.13%,结构结皮平均减渗效应为19.79%,因此,沉积结皮更大程度影响坡面土壤水分入渗。

关键词：耕作措施结构结皮沉积结皮入渗

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人工降雨条件下几种土壤结皮发育特征

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土壤学报 2005年第3期42卷 504-507页

作者：胡霞蔡强国刘连友蔡崇法李顺江朱远达北京师范大学资源学院北京100875 中国科学院地理科学与资源研究所北京100101 华中农业大学资源环境学院武汉430070

结皮是土壤表面普遍存在的致密层,厚约数毫米至几厘米,其表面强度较大,孔隙较细,且导水性较差[1～3].土壤结皮在坡面侵蚀过程中占据重要的地位,其直接导致入渗量的减少和地表径流量的增加,从而极大地增加了诱发细沟侵蚀的可能性,导致侵... 详细信息

结皮是土壤表面普遍存在的致密层,厚约数毫米至几厘米,其表面强度较大,孔隙较细,且导水性较差[1～3].土壤结皮在坡面侵蚀过程中占据重要的地位,其直接导致入渗量的减少和地表径流量的增加,从而极大地增加了诱发细沟侵蚀的可能性,导致侵蚀量剧增[2].

关键词：沉积结皮结构结皮模拟降雨人工降雨土壤结皮土壤质地土壤侵蚀

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