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土壤入渗速度测定实验

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实验一 土壤入渗速度的测定实验

一、实验目的

1.测定特土壤的垂直入渗特性曲线。

2.掌握测定土壤吸渗和入渗速度的操作方法。

二、实验原理

考斯加可夫公式:it=i1t-a ---------------------------- (1) it——入渗开始后时间t的入渗速度;

i1——在第一个单位时间土壤的渗透系数,相当于t=l时的土壤下渗速度; a—指数。 对公式(1)取对数得

lgit=lgi1-a·lgt ----------------------- (2)

实测的lgit,lgt点应成直线关系,取t=1时的i值,极为i1,该直线的斜率为a值。

计算时ta,tb时刻对应ia,ib,代入下式得

algialgib ----------------------- (3)

lgtalgtb 若已知i1,a值也可以按下述方法推求,有式(1)积分得

ttIidti1tadt00i11at1a----------------------- (4)

I为时间t内总入渗量(累积入渗量),由实测数据得出,由于i1已知,故a可以求出。该法的缺点时很难测定第一个单位时间的入渗强度。 三、实验设备 1.土壤入渗仪:一套; 2.秒表:一只 3.量筒、滤纸、烧杯 4.排水管 5.接渗瓶 四、实验步骤

1.装土:将玻璃管从入渗仪上取下,底部放入一片滤纸,然后装土,在装土期间,用木棒稍捣,要求土样均匀,装土至玻璃管即可,再在土样上部放入一张滤纸,把玻璃管与入渗仪连接好。

2.加水:关闭水阀,打开排气阀,用烧杯向加水槽加水,使量桶里的水位到达到一定刻度处,然后关闭排气阀。

3.建立水头开始实验:用烧杯迅速向玻璃管加水至玻璃管上标线,水头建立后,立即打开供水阀,同时打开秒表计时,三者要求同时进行,动作要迅速、准确、细心。

4.记数:实验开始后秒表不能中断,要求每隔1分钟1次,共读10次,再每隔2分钟读1次,共读10次,再每隔3分钟读1次,共读5次,以后每隔5分钟读1次,直到两相邻时段内,读数差值相等,说明土壤入渗已经达到稳定,即停止实验,记录项目为记录表中的第l项和第2项。

土壤非饱和垂直入渗率测定表

日期: 土质: 垂直入渗仪横断面面积(mm2): 马氏瓶横断面面积(mm2): 入渗计时(min) 1 马氏瓶水位刻度(mm) 2 入渗间隔时段(min) 3 时段入渗量 (mm3) 4 平均入渗通量(mm3/ min) 5 累计入渗量 (mm) 6 时段入渗量=马氏瓶水位刻度差×马氏瓶断面面积 平均入渗通量=时段入渗量/(入渗仪断面面积×入渗时段) 累计入渗量=∑(时段入渗量/入渗仪断面面积)

五、实验资料整理

1.根据实验数据,将记录的马氏瓶读数算为毫升,再计算为水层深度。 2.计算时段平均入渗速度。

平均入渗通量=时段入渗量/(入渗仪断面面积×入渗时段)

3.绘制土壤入渗过程线:

根据第1项和第5项书取对数,在方格纸上绘制曲线散点,纵坐标代表入渗速度,横坐标代表入渗时间,确定这种土壤的间隔使水能够自由进入稳定入渗速度i值。有式(3)计算a值。

第l项和第5资料绘入双对数纸,确定这种土的il及a值(结果如下图)。

六、思考题

1.根据实验数据在方格纸上点绘入渗过程典线,即入渗速度~入渗时间关系曲线,确定a,il值。

2.根据实验数据在双对数纸上点绘入渗曲线,确定a,i及i0的值,写出这种土壤的入渗公式。

3.略述土壤入渗过程,入渗性强弱,分析影响土壤入渗的因素。 4.试述供水平水箱如何起到供水样并维持一定水位的原理。

5.在考斯加公式中,讲到取第1个单位时刻的之值,如何理解这第一个单位时刻的意思?它是根据初始的取值单位还是根据绘图时的取值单位?

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