[发明专利]用压力板/压力膜出流法测定非饱和土壤水动力学参数的方法

权利要求书

1.一种用压力板/压力膜出流法测定非饱和土壤水动力学参数的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，将土样饱和后放在压力板提取器或压力膜提取器内，加压至设定的最大压力；

步骤2，加压过程中加压值的大小根据水分特征曲线变化特性，控制每次加压值，开始时每次加压值小于0.1Bar，以后每次加压值逐渐加大至0.5Bar～1.0Bar；

步骤3，每次加压后，土样开始排水；仅测定水分特征曲线的情况下，则一直加压至土样不再排水为止，测定在该压力下总排水量即可；若要求扩散度D或水力传导度K，则必须要量测排水过程；在观测排水过程时，加压初期，排水量较大，观测次数和时间间隔应满足精确测定排水通量的需要；

步骤4，在加压至设定最大压力时，停止加压，将土样取出并称重，称重后烘干，再称重，可求得最后压力时的含水率；

步骤5，测定水分特征曲线h～θ，扩散度D，水力传导度K及容水度c，具体实现如下：

①测定水分特征曲线：

由步骤4可求得在设定最大压力时的含水率，根据最后一个压力与前一个压力之间的排水量，则可推算这一压力下的含水率，并逐步向前推算不同压力下含水率，从而求得h～θ曲线，即水分特征曲线，h表示压力，θ表示含水率；

②测定扩散度D，水力传导度K及容水度c，具体实现如下：

当加某一压力时，量测其不同时刻t的排水量W_t及排水总量W_∞，绘制关系曲线，其中l为测试土样的长度，当Rl为定值时，则在半对数纸上呈直线关系，求得直线的斜率tanβ′和直线在轴上的截距值，由测定的值根据由解析解确定的标准曲线，其中，K_p，l_p分别为多孔板渗透系数和厚度，K(θ)为土壤含水率为θ的水力传导度，求得相应的Rl值，再由Rl值根据tanβ～Rl标准曲线求得tanβ值，进一步根据公式求得D(θ)值，D(θ)值即为该压力和含水率下的扩散度；

然后求每一个压力及其相应含水率下的D(θ)值，即可绘制出D～θ曲线；

求得每一个压力及其相应含水率下的D(θ)后，根据公式式中，V和Δh分别代表土样的体积以及压力的变化量，B为平均容水度，和公式k(θ)＝D(θ)c(h)，求得每一个压力及其相应含水率下的c(h)和k(θ)，最终绘制出c～θ曲线以及K～θ曲线。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

步骤1中，按一定容重配制好土样，直接用扰动土样或原状土样即不扰动土样进行试验，将土样放在多孔陶土板上，使其饱和；饱和方法为，先将多孔陶土板浸泡在水中1～2天，使其充分饱和，然后放上土样，通过下边界渗析的方法，使土样饱和，同时在饱和过程中充分的排出土壤中的气体。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

步骤1中，若要做土壤基质势中低压区实验，所述中低压是指压力﹤5Bar，将土样放置在多孔陶土板上，然后一同放入5Bar压力板提取器内，多孔陶土板置于氯丁橡胶隔膜之上，封闭压力板提取器后加压；若要做土壤基质势高压区试验，所述高压是指压力为5～15Bar，将土样放在多孔陶土板上，陶土板置于纤维素薄膜上，放到15Bar压力膜提取器内，封闭压力膜提取器后加压。