[发明专利]一种土壤导气率原位高效测量方法

摘要

本发明公开了一种土壤导气率原位高效测量方法，通过引入已知导气率的低渗透性参照样品，在同样的供气压力下能够有效降低气体的流量，从而提高了野外土壤导气率的测量效率；根据土壤空气传导基本理论，依据体积守恒原理得到基于低渗透性参照样品导气率的土壤导气率计算模型，为本方法的应用奠定了坚实的理论基础。

主权项

1.一种土壤导气率原位高效测量方法，采用如下装置，装置包括供气源（1），供气源（1）通过导气软管连通储气筒（3）上的第一导气管（5），储气筒（3）上的另一支第二导气管（4）通过导气软管连通测筒（7）上的第三导气管（10），测筒（7）上另一支第四导气管（11）通过软管连通气压测量计（8）；所述的第一导气管（5）和第二导气管（4）穿过密封在储气筒（3）上的第一橡皮塞（6）与储气筒（3）相通，第三导气管（10）和第四导气管（11）穿过密封在测筒（7）上的第二橡皮塞（12）与测筒（7）相通；其特征在于，测量方法包括以下步骤：1）将内径为D（m）的测筒（7）垂直打入到待测位置土壤表面一定的深度L2(m)处，打入之前在测筒（7）外表面均匀涂抹石蜡或者凡士林，以防止测筒与土壤之间存在漏气的缝隙；2）将直径为D(m)、高度为L1(m)、已知导气率为Ka1(m2)的低渗透性参照样品(9)放置于测筒（7）内土壤之上，并在测筒（7）内壁均匀涂抹一薄层石蜡或者凡士林，防止测筒（7）与低渗透性参照样品（9）之间存在漏气的缝隙；3）利用供气源向测筒（7）供气，当气压测量计测定的测筒（7）内相对压强值即测筒内空气压强减去外界大气压达到某一预定值△P(pa)时停止供气；4）停止供气同时开始计时，并观测气压测量计所测测筒内空气压力的变化，按照先疏后密的原则记录测筒内空气压力P(t)变化过程对应的累积时间t，当测筒（7）内的空气压力P(t)接近外界大气压时，停止观测；5）以时间t为因变量，测筒（7）的相对压强即测筒空气压力P(t)减去外界大气压Patm即P(t)‑Patm）的自然对数值Ln（P(t)‑Patm为自变量，以二者确定的直线斜率作为被测土壤的空气传导特征参数S；6）将得到的空气传导特征参数S代入公式即可计算土壤的导气率K_a2(m²)，公式中V是储气筒和测筒内空间所占的容积m³，A表示直径为D的低渗透性参照样品的横截面积m²；为空气粘滞系数，与所处环境温度T有关，代表周围的大气压力，；G为与有关的形状系数；D、L₁、L₂的含义同步骤1)、2)；7）换到下一个测量点，重复步骤1）—6）即可测算下一个位置处的土壤导气率。