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溫度對土壤水分運動(dòng)的影響研究是在中國科學(xué)院水土保持研究所數控恒溫恒濕密閉實(shí)驗室內進(jìn)行。采用土壤水分溫度測量?jì)x和高速恒溫冷凍離心機(離心槽內可調控溫度)獲取土壤水分特征曲線(xiàn)數據。
      按設定容重(1.35 g/cm3)稱(chēng)取一定量供試土壤填裝離心機專(zhuān)用環(huán)刀(環(huán)刀容積為100 cm3),將填裝好的環(huán)刀放入離心杯之后充分飽和、稱(chēng)重后放入離心槽內在不同溫度條件下按設定轉速做高速離心,每次改變離心轉速之前將離心土樣(含離心杯)迅速取出稱(chēng)重并放回,在下一階段離心之前將土壤在離心槽內平溫一定時(shí)間(≥20min)。離心結束后將離心機轉速轉換為吸力值,結合稱(chēng)重值獲得不同溫度下供試土壤的水分特征曲線(xiàn)(SWCC)。采用定水頭垂直土柱入滲實(shí)驗測定不同溫度下實(shí)驗土壤非飽和導水率和飽和導水率。實(shí)驗前將供試土壤按預設容重(1.35 g/cm3)分層裝入內徑為10cm,長(cháng)為40cm的有機玻璃柱(柱壁開(kāi)有小孔,孔徑為1.5cm,孔間距為2 cm);每層裝土高度為5 cm,層裝土質(zhì)量按預設容重計算稱(chēng)取,總裝土高度為30cm,用馬氏瓶向土柱供水。
      實(shí)驗之前將所有實(shí)驗裝置放入溫控室恒溫一定時(shí)間(≥3h),實(shí)驗過(guò)程中盡量減少實(shí)驗室受外界環(huán)境的干擾以保證室溫恒定。測定非飽和導水率入滲過(guò)程中記錄入滲時(shí)間t、累積入滲量ms、濕潤鋒距離d;入滲結束后通過(guò)柱壁小孔迅速挖取土樣后稱(chēng)重、烘干以測定土柱剖面含水量。飽和導水率測定則在土柱充分飽和后記錄一定時(shí)間段內接取的水量。土壤水分擴散率采用一維水平土柱吸滲法測定,實(shí)驗裝置及過(guò)程與上述非飽和導水率測定過(guò)程基本相同。
      在土壤水分測定的實(shí)驗過(guò)程中，土柱進(jìn)水端需要維持一個(gè)接近飽和狀態(tài)的穩定土壤含水狀態(tài),因此馬氏瓶供水孔要略高于進(jìn)水孔；實(shí)驗結束后從濕潤鋒處迅速取土并烘干稱(chēng)重,測定剖面含水量。上述所有實(shí)驗除土壤水分特征曲線(xiàn)測定過(guò)程外,其它實(shí)驗過(guò)程均在密閉溫控室內進(jìn)行。實(shí)驗室設定試驗溫度為6℃、18℃、24℃、36℃(△T≤0.5℃),離心機設定溫度與此相同。所有實(shí)驗均有重復。