水土流失土壤因子評價野外測試方法

1、水土流失土壤因子評價野外測試方法第一節(jié) 入滲試驗一、 試驗方法與目的要求本試驗用雙環(huán)法。入滲試驗用以測試土壤的入滲速率。土壤入滲速率是指單位時間內(nèi)的水分入滲量，其單位為mm/min。一般用土壤的初滲速率和穩(wěn)滲速率來具體描述。土攘初滲速率是指試驗時間為1min末時的土壤入滲速率；土壤穩(wěn)滲速率是指土壤累計入滲量增加到最大值并保持穩(wěn)定時的速率或是入滲時間足夠大（80 min）土壤入滲速率相對比較穩(wěn)定時的入滲速率，它決定區(qū)域產(chǎn)流機制的不同。二、 試驗設備 環(huán)刀：內(nèi)環(huán)直徑為355mm，高為200mm；外環(huán)直徑為505mm，高為200mm。 供水桶（兩只）：桶內(nèi)徑為252mm，外徑為253mm，桶高為10

2、00mm,并具備進水和出水裝置。 溫度計：量程050，分度值為1. 其它設備：秒表、大鐵錘、小鐵鏟、水桶、水瓢等。三、 操作步驟與結(jié)果計算1 測試步驟 在試驗地區(qū)預選一典型樣地，并用小鐵鏟將之輕輕整平（保持土壤結(jié)構(gòu)不被破壞）。 分別先后將內(nèi)環(huán)、外環(huán)輕輕打入整平后的土壤中，環(huán)入土150mm。 同時向內(nèi)、外環(huán)中供水，放水時保持內(nèi)外環(huán)水層厚30mm，注意外環(huán)水面始終與內(nèi)環(huán)水面保持平齊以防側(cè)漏。內(nèi)環(huán)用供水桶供水，以便記錄外環(huán)用事先預備好的水桶供水。 當內(nèi)、外環(huán)中的水層厚度同時達到30mm時開使用秒表記錄時間，測試歷時統(tǒng)一規(guī)定為80min，并分別在0.0 min、0.5 min、1 min、2 min、

3、3 min、5 min、7 min、10 min、15 min、20 min、25 min、30 min、40 min、50 min、60 min、70 min和80 min時刻讀取水分入滲量（用供水桶上的刻度值表示，mm）和水溫，若在未滿80 min時供水桶中的水用完，則另外換一桶已經(jīng)加滿水的供水桶繼續(xù)供水止80 min。記錄時，為方便可按供水桶上刻度記；計算時，注意供水量的累加。 一場試驗做完并認真檢查無遺漏后，在同一地塊中另外選擇一點重復一次。兩點的距離要控制在50100m內(nèi)。2 表格填寫及計算 表格設計及填寫見表一土壤入滲速率試驗記錄表。 用如下公式計算土壤穩(wěn)滲速率：式中：RS為10標

4、準水溫時土壤的入滲速率，mm/min； h為某一時段t中的供水桶讀數(shù)差值，mm； t為時段，min； T為某時段上的平均水溫，。第二節(jié) 土壤崩解試驗一、 試驗方法與目的 試驗用靜水崩解法。 土壤崩解反映土壤顆粒結(jié)構(gòu)對水力浸潤解體的性質(zhì)或反映土壤結(jié)構(gòu)體被雨水分散解體的難易程度。土壤崩解速率是指土樣在浸水后單位時間內(nèi)崩解掉的試樣體積，它反映土攘體在水中發(fā)生分散的能力，決定給徑流攜帶提供松散物質(zhì)的多少。本試驗目的為測試土壤崩解能力。二、 試驗設備 浮筒：圓筒體。直徑約30mm,高約200mm。（浮筒高與筒體直徑有關，高度與能浮起試驗土體而不下沉至水下為準。） 網(wǎng)板架：10cm×10cm。內(nèi)

5、為金屬方格網(wǎng)，5cm×5cm，孔眼為1cm2,可掛在浮筒的下端。 透明玻璃水槽：長方體，長30cm，寬15cm，高70cm。 崩解取樣器：方形環(huán)刀，內(nèi)邊凈長為5cm，為扣狀，扣深5mm，厚1.5mm。 其它設備：秒表、切土刀、鐵錘、小鐵鏟、包裝膜。三、 試驗步驟與結(jié)果計算1 操作步驟 在試驗地區(qū)按預定要求開挖面積約為1.0m×1.5m的試坑，分別于0cm，20cm，40cm的深度留三個成階梯狀的平面，并用小鐵鏟將之輕輕整平（保持土壤結(jié)構(gòu)不被破壞）。 用崩解取樣器分別在各層上采集原狀土樣，并用包裝膜包好。 崩解試驗時，先將試樣放在網(wǎng)板上，然后將試樣懸掛在有刻度的浮筒上，隨即將

6、試樣放入盛水崩解缸中。 一次土樣的崩解觀測時間為30min，崩解過程中分別在0min、0.5min、1 min、2 min、3 min、4 min、5 min、7 min、10 min、15 min、20 min和30 min讀取浮筒的讀數(shù)。但當中途土樣已全部崩解，則記錄下全部崩解時的浮筒讀數(shù)和相應的時間。 一次試驗完成并檢查無遺漏后，重復上述過程、，在作一次。如果各種試驗條件具備?？赏瑫r做重復試驗。2 表格填寫及計算 表格設計及填寫見表二 土壤崩解速率試驗記錄表。 土壤崩解速率公式：式中：B為崩解速率，表示單位時間內(nèi)崩解掉的原狀土土樣體積，cm2/min； S為浮筒底面積，cm2；設備改制后

7、的兩個浮桶底面積皆為30.22； r為各土層的容重，g/cm2; l0、lt分別為崩解開使（已放土樣）和不同時刻的浮桶刻度初使值和末讀數(shù)，cm； t為崩解時間，min。 在測試過程中，除要定量測驗崩解速率外，還應定性描述土樣崩解分散情況，特別應注意有的土樣體呈塊狀崩解，此時崩解已出現(xiàn)，但浮筒上指示刻度無變化反應。這是由于崩解的塊體物質(zhì)較大，不能通過網(wǎng)孔所致。應仔細觀察，詳細描述崩解過程。第三節(jié) 土壤抗沖試驗一、 試驗方法與目的試驗用原狀土抗沖槽沖刷法。土壤抗沖性就是土壤抵抗水的沖擊分散的性能。評價土壤抗沖性指標是土攘抗沖刷系數(shù)，定義為每沖刷走1g干土所需的水量和時間乘積，單位為L·m

8、in/g，它直觀地反映了土壤抵抗徑流沖刷破壞的能力大小。二、 試驗設備 抗沖槽：長為1304mm，內(nèi)寬為35mm，外寬為41mm。 坡度架：為一鋁合金支架，用以調(diào)節(jié)抗沖槽坡度，一般可調(diào)坡度5°、15°、25°、30°。 取樣長條刀：內(nèi)寬為30mm，內(nèi)邊長為200mm；外寬為34mm,外邊長為204mm；高為40mm。 供水桶及其支架：桶內(nèi)徑為252mm，外徑為253mm，桶高為1000mm,也可與入滲試驗使用同一供水桶，支架高1000mm。 天平：稱量1000g，分度值0.1g。 其他設備：秒表、小土盒、切土刀、小鐵錘、小鐵鏟、包裝膜、高濃度酒精（95%

9、以上）。三、 試驗操作步驟與結(jié)果計算1 試驗操作步驟 在試驗地區(qū)按預定要求開挖面積為1.0m×1.5m的試坑，分別于0cm、20cm、40cm的深度留三個成階梯狀的平面，并用小鐵鏟將之輕輕整平（保持土壤結(jié)構(gòu)不被破壞）。 將取樣器（長條刀）水平放置并請輕壓于土中，分別在各層上采集原狀土樣，并用包裝膜包好樣品。同時，用小土盒在相同的地點采集適量土樣以作含水量測定。若土壤層干燥過硬時，可適當灑水使其軟化，不可猛打取樣刀，以免損壞刀口和破壞體結(jié)構(gòu)。 用天平及時稱出沖前長條刀及濕土重。 用天平及時稱出沖前小土盒及濕土重，烘干，再稱出小土盒及干土重，計算出沖前土壤含水量。 沖刷試驗時，將供水桶放

10、置在木制支架上，抗沖槽坡度調(diào)至5°，并放置好樣品、調(diào)節(jié)流量后開使沖刷，沖刷流量為0.183L/s（該值為依據(jù)供水桶出口、抗沖槽支架及坡度設計算出的常數(shù)值），并同時開使用秒表記錄時間。 沖刷時間以一供水桶中的水用完為標準的（約30C），待供水桶中水用完后，記錄時間，并稱出長條刀及剩余濕土重。 用小土盒取適量沖后剩余土樣，稱重，烘干，再稱重，計算沖后剩余土樣及含水量。 為避免剩余土樣太少無法計算時，規(guī)定若取樣器（長條刀）中土樣被沖掉約2/3而供水桶中的水未用完時，停止試驗并記錄供水桶中的剩余水量及沖刷時間。2 表格填寫及計算結(jié)果 表格設計及填寫見表三 土壤抗沖刷系數(shù)試驗記錄表 土壤抗沖計

11、算公式：式中：Kc為抗沖系數(shù)，L·min/g； h為沖后與沖前供水桶的水位差，cm； t為沖刷時間，min； k為沖刷掉的土重，g。第四節(jié) 土壤抗剪試驗一、 試驗方法與目的試驗用抗剪儀法。抗剪強度指標是反映土壤抗剪切能力的指標，反映土壤在受到外力(降雨沖刷、重力等)作用時，抗拒發(fā)生剪切破壞而脫離母土體的一種強度指標性能。土壤抗剪強度試驗旨在測量土壤抗剪能力。二、 試驗設備1410型三頭抗剪儀：共三個旋頭，分別為CL102型（小號）、CL100型（中號）、CL101型（大號）。三、試驗操作與結(jié)果計算1操作步驟 在試驗地區(qū)按預定要求開挖面積約為1.0m×1.5m的試坑，分別于0

12、cm、20cm、40cm的深度留三個成階梯狀的平面，并用小鐵鏟將之輕輕整平（保持土壤結(jié)構(gòu)不被破壞）。 將抗剪儀指針調(diào)零后，輕輕將其水平壓于土中，扭動儀柄旋頭旋轉(zhuǎn)直至土壤破壞，記錄抗剪儀指針讀數(shù)。 測試時，建議黏質(zhì)土類用CL102型（小號）旋頭；壤質(zhì)土類用CL100型（中號）旋頭，砂質(zhì)土類用CL101型（大號）旋頭。 為保證測定結(jié)果的可靠性，抗剪強度的測定要求每層至少3個重復。2表格填寫及計算 表格設計及填寫見表四 土壤抗剪試驗記錄表。 土壤抗剪強度計算式： 根據(jù)抗剪儀（1410型三頭抗剪儀），使用說明書所給的3個“實測值與結(jié)果值之間的轉(zhuǎn)換關系曲線”，可以求出分別使用三個抗剪儀旋頭（大號、中號、

13、小號）時的轉(zhuǎn)換數(shù)學關系式，即：大號：y=0.02x中號：y=0.11x小號：y=0.27x式中：x為實測值；y為轉(zhuǎn)換后的結(jié)果，kg/cm2。將記錄的的讀數(shù)（x）代入上式中相應的計算式（視旋頭型號而定）計算出抗剪強度。注意：由于土壤性質(zhì)變異較大，而測驗僅是“點”測驗，代表性較差，應在相鄰地作多點平行測驗，取其平均值。第五節(jié) 土壤容重、含水量測定一、 測驗方法與目的常規(guī)烘干法。土壤的干容重、含水量也是反映土壤因子指標之一。二、 測驗設備 環(huán)刀：土壤容重測定，使用標準環(huán)刀，其內(nèi)徑為5cm，高5cm或2.5cm。 天平：稱量500g，分度值0.1g； 烘箱：可采用電熱烘箱或溫度能保持105110的其他

14、能源烘箱； 其他設備：小土盒，切土刀，酒精。三、 測驗操作與結(jié)果計算1 操作步驟 在試驗地區(qū)按預定要求開挖面積約為1.0m×1.5m的試坑，分別于0cm、20cm、40cm的深度留三個成階梯狀的平面，并用小鐵鏟將之輕輕整平（保持土壤結(jié)構(gòu)不被破壞）； 將環(huán)刀水平壓于土中取樣，然后用天平稱出濕土重。 烘干土樣（溫度105，8h以上）并稱重。2 表格填寫及計算 表格設計及填寫見表五 土壤容重、含水量測定記錄表； 土壤干容重計算式： (g/cm3)含水量計算式：表一 土壤入滲速率試驗記錄表時間： 年 月 日 天氣狀況： 樣點號： 采樣地點： 省 市（縣） 鎮(zhèn) 村土壤名稱： 類 亞類 土地利用

15、類型： 坡度： °緯度： N 經(jīng)度： E 海拔： m 水溫： （試驗過程中的水溫平均值） 重 復入滲時間(min)00.512357101520253040506070801讀數(shù)（mm）差值(mm)入滲量(mm)入滲速率(mm/min)2讀數(shù)（mm）差值(mm)入滲量(mm)入滲速率(mm/min)平 均入滲速率(mm/min)表二 土壤崩解速率試驗記錄表時間： 年 月 日 天氣狀況： 樣點號： 采樣地點： 省 市（縣） 鎮(zhèn) 村土壤名稱： 類 亞類 土地利用類型： 坡度： °緯度： N 經(jīng)度： E 海拔： m 土壤容重： g/cm3試驗剖面取樣深度（cm）項 目崩解時間mi

16、n)00.5123457101520301020讀數(shù)（cm）差值崩解速率2040讀數(shù)（cm）差值崩解速率4060讀數(shù)（cm）差值崩解速率2020讀數(shù)（cm）差值崩解速率2040讀數(shù)（cm）差值崩解速率4060讀數(shù)（cm）差值崩解速率表三 土壤抗沖刷系數(shù)試驗記錄表時間： 年 月 日 天氣狀況： 樣點號： 采樣地點： 省 市（縣） 鎮(zhèn) 村土壤名稱： 類 亞類 土地利用類型： 坡度： °緯度： N 經(jīng)度： E 海拔： m 試樣剖面取樣深度(cm)取樣長條刀號取樣長條刀重（g）沖前樣品重（g）沖后樣品重（g）含水量測定沖走土壤重量沖刷時間(min)沖前水位(mm)沖后水位(mm)抗沖系數(shù)濕重+長條刀重濕土重干土重濕重+長條刀重濕土重干土重沖前重量(g)沖后重量(g)土盒編號盒重濕土重量+盒重干土重量+盒重含水量土盒編號盒重濕土重量+盒重干土重量+盒重含水量(21)(22)(23)(24)(25)計算方法直接記錄直接稱重直接稱重-直接稱重-直接記錄直接稱重直接稱重直接稱重直接記錄直接稱重直接稱重直接稱重-直接記錄直接記錄直接記錄102020404060202020404060表四 土壤抗剪試驗記錄表時間： 年 月 日 天氣狀況