入渗蒸发条件下的水量平衡探究

成绩 评 定 教师 签 名

水利水电学院农水系

研究生课程--土壤分析方法

实验报告三

实验名称：一维土柱入渗蒸发条件下的水量平衡探究 实验地点：水电学院灌排实验室 年 级：2012级硕士研究生 姓 名：胡 中 科 学 号：

实验时间： 2012 年 11 月 08 日

一、实验目的：通过进行土壤入渗试验，了解土壤入渗规律，并在同一土

柱中进行蒸发实验，掌握蒸发过程中土壤水分的运动规律，并能找出蒸

实验过程与结论

发和入渗过程中的零通面，验算水量平衡。

二、实验仪器及材料：直径20cm的马氏瓶、直径9cm高度200cm的土柱、

取土铲、铝盒、烘箱、天平、直尺、滤纸、秒表、疏松土壤、自来水

三、实验原理：土壤入渗速率是反映土壤透水性能的重要指标，它是农田

水量平衡计算的重要依据。水分通过马氏瓶入渗到土柱后，随着时间的推移，入渗深度不断增加，当入渗稳定后，关闭马氏瓶，用灯光置于土柱上方进行蒸发，此时土柱中一部分水分蒸发到大气，另一部分继续入渗，土柱中入渗的水量和蒸发的水量即为马氏瓶减少的水量，由此便可验证水量平衡和模拟出自然条件下农田水分运动及水量情况。

四、实验步骤：

（1） 取半径为4.5cm，高度为200cm左右的圆形土柱筒。

（2） 按照固定的容重向土柱内装均质土，为了保证其均匀，需分层

填装，每填装5厘米左右，压实一次。

（3） 用铝盒任取土柱中的土，测其初始含水率。

（4） 将装好的土柱与装好水的马氏瓶连接，并记录马氏瓶初始读数。 （5） 在初始时刻用量筒量取210ml水灌入土柱，同时，打开阀门，记录

此时时间。

（6） 当入渗到土柱深度70%左右时，关闭马氏瓶止水阀，并记录此时土

柱顶部积水厚度和湿润锋距土柱底部的距离。

（7） 待土柱顶部积水完全入渗完后，记录此时时刻。

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实验过程与结论

（8） 用取土铲在该湿土柱每隔8cm取适量湿土于铝盒中, 每盒约取40g左右。

（9） 不同铝盒编号对应不同土层湿土，并用天平分别称量记录。 （10）将称好的铝盒置于已预热至105±2℃的烘箱中烘烤12h。取出，盖好，移入干燥器内冷却至室温（约需30min），再立即称重并记录。 （11）打开土柱上部蒸发灯进行蒸发实验，并记录此时时间，大约120h后关闭蒸发灯。

（12）关灯后，在土柱另一侧相应土层深度取样，称重，烘干，再称重并记录。

五、实验数据记录与处理

实验开始前土柱加入210ml水，实验结束后土柱内水层变为0ml

马氏瓶读数变化记录表

测定地点 土质 内环内径 内环面积 试验开始时刻 时间 时分秒 灌排实验室 1.28g/cm3 9 cm 63.585cm2 12:00 间隔时间 △t（min） 累计时间 （min） 日期 2012-11-01 土壤含水量 马氏瓶内径 马氏瓶面积 马氏瓶初始读数 马氏瓶读数 （cm） △t时段内 入渗水量（ml） 试验人 胡中科 0.008cm3/cm3 20cm 314cm2 85.5cm 累积入渗 水量（ml） 土柱入渗深度z cm ① 12:00 12:07 12:19 12:44 13:25 15:55 21:41 第二天09:51

② 0 7 12 25 41 150 346 710 ③ 0 7 19 44 85 235 581 1291 ④ 85.5 85.0 84.5 84.2 84.0 82.6 80.5 77 3

⑤ 0 157 157 94.2 62.8 439.6 659.4 1099 ⑥ 0 157 314 408.2 471 910.6 1570 2669 ⑦ 0 4.2 7.0 9.7 14.1 28.5 56.5 103 实验过程与结论

12:59 188 1479 77 0 2669 113 烘干法测定土壤初始含水率为0.008cm3/cm3，已知蒸发率为无灯蒸发

盒号 取土深度盒加湿土盒加干土盒子重干土重含水重重量含0.036mm/h，有灯蒸发

0.86mm/h。

土壤入渗后蒸发前含水率记录表（一）

盒号 取土深度（cm） 盒加湿土重（g） 43.6 盒加干土重（g） 37.9 盒子重（g） 23.9 干土重（g） 含水重（g） 重量含水率（%） 37.7 35.6 34.2 32.5 31.9 31.7 30.4 30.0 28.9 28.8 28.4 27.5 27.1 25.3 15.7 2.5 1.5 1.1 1.3 0.8 0.8

54 15 41 46 64 137 79 108 107 130 125 103 151 70 136 162 84 183 196 124 170 2 10 18 26 34 42 50 58 66 72 80 88 102 110 118 126 134 142 150 158 166 41.2 38.8 43.4 42.4 43.8 39.0 43.2 38.5 41.7 41.5 41.7 42.7 37.0 35.9 37.2 38.4 41.2 40.5 36.6 37.0 36.5 34.9 38.5 38.0 39.0 35.6 38.7 35.5 38.1 37.7 37.0 39.2 34.5 34.3 36.9 38.2 41.0 40.3 36.5 36.9 23.6 23.5 23.7 24.2 24.3 24.4 24.2 23.9 23.8 24.1 23.8 23.7 24.6 24.0 24.8 24.9 23.5 24.4 24.2 24.1 15.1 13.2 11.4 15.1 13.8 14.7 11.2 14.5 11.6 14.3 13.6 13.2 15.5 9.9 10.3 12.1 13.3 17.5 15.9 12.3 12.8 5.7 4.7 3.9 4.9 4.4 4.8 3.4 4.5 3.0 3.6 3.8 4.7 3.5 2.5 1.6 0.3 0.2 0.2 0.2 0.1 0.1

蒸发结束后土层含水率记录表（二）

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