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土壤结构12项参数

已有 6254 次阅读 2014-6-10 09:29 |系统分类:科研笔记

 一化验室化验获得3项重要参数:

1  土粒密度 $\rho _{s}$ ;

2  土壤容重 $\rho _{b}$ ;

3  颗粒大小和百分含量。

  通过土粒密度与土壤容重可以计算出土壤孔隙度。 $k=\frac{\rho _{s}-\rho _{b}}{\rho _{s}}$ ×100            (1)

土壤孔隙度的大小说明了土壤颗粒在土壤中排列组合的疏松程度及水分与空气所能利用的土壤体积的大小,很明显土壤孔隙度随着土壤容重 $\rho _{b}$ 的变化而变化。土壤容重 $\rho _{b}$ 增加土壤总孔隙度K%减小。相反,土壤容重 $\rho _{b}$ 减小时土壤总孔隙度K%增加。通过式(1)得到的土壤孔隙度K%反映了自然界真实土壤的结构特征,土壤孔隙度是土壤中相对的孔隙体积,它反映了真实土壤孔隙的分布状况。显而易见,百分百的团粒结构才能形成土壤孔隙度最大值,通过观察我们了解到几乎所有的土层都不是百分百的团粒结构,个别的表土层除外。从土壤结构理论值表可以清楚的看到,土壤孔隙度随土壤颗粒单粒的增加而减小,随土壤颗粒团粒的增加而增加。土壤在外力的作用下,土壤孔隙度随外力的增加而减少,由于外力的作用,使大土粒形成的大孔隙被小土粒填实,土壤孔隙度变小。土壤孔隙度是土壤结构的一个重要参数,最重要的用处是计算土壤渗透率,计算大土粒形成的大孔隙被小土粒填实的数量,评价土壤水分和空气的通透情况,评价土壤养分的供应和储存情况等。

二通过规定的程序可以获得9项土壤结构参数

 

  1  孔隙半径R与土粒半径r的比例系数A


           R= Ar                                                                                             (2)

   A=0.4142﹙ε%+δ%γ%+0.7013δ%β%

   K%=〔0.2146ε%+δ%﹙0.5354γ%+0.6501β%〕〕100%

2  ε—土壤中单粒百分含量。

3  δ—土壤中团粒百分含量。

4  β—土壤中55式团粒百分含量。

5  γ—土壤中45式团粒百分含量。

6  土壤孔隙最大值 $k_{max}$ ,从土壤结构理论值附表中可以看出,百分之百的团粒结构形成土壤孔隙度最大值。

7   大土粒形成的大孔隙被小土粒填实的大土粒数量

 

λij%=  $\frac{k}{k_{max}}$   ╳100%                                                  (3)                              

Kmax—百分之百的团粒结构孔隙度最大值;

K—实测土壤孔隙度百分数。

实际应用时,按土层土粒密度和土壤容重计算孔隙度,土壤结构理论值表所列各种组合类型中,必有一个组合类型的孔隙度与实测土层孔隙度相同或之差最小,利用这个组合的β%δ%γ%ε%值,计算出A值,在百分之百的团粒结构一行栏目中,与计算出的A值相同这个组合对应的土壤孔隙度就是Kmax

8  每一个径级土粒形成的孔隙数量为Ni,那么全部土粒形成的有效孔隙数量就是每一个径级土粒形成的孔隙数量之和N,即:N= $\sum_{i=1}^{n}\frac{k\lambda _{i}}{\pi R^{2}10000}" style="line-height:110%;font-family:'times new roman', serif;$                                                                         (4)

9  水流距离l与路程L的数量关系,

$L=l\frac{A+0.5\pi }{A+1}$                                                        (5)

                             

                                             

 

式中:l—水流通过的土层厚度,也可以理解为水流垂直向下流动的距离;

      $\pi$ —3.1415;

     A—土粒半径与孔隙半径的比例系数。











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