[實用新型]一種土壤脫濕及凍結特征綜合測試裝置

有效

• 申請號: 201621074433.2
• 申請日: 2016-09-23
• 公開（公告）號: CN206132756U
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 張明義;張熙胤;裴萬勝;路建國;晏忠瑞
• 申請（專利權）人: 中國科學院寒區旱區環境與工程研究所
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24
• 代理公司: 蘭州中科華西專利代理有限公司62002
• 代理人: 張華芳

技術領域

本實用新型涉及一種試驗測試裝置，具體是指一種土壤脫濕及凍結特征綜合測試裝置。

背景技術

土壤水分特征在農業生產中的農田土壤水分平衡、與包氣帶有關的水資源開發利用和生態環境保護問題、預測滲流帶污染物的遷移和工程實踐中非飽和土的固結與沉降等的研究中具有重要的作用和意義。劉蘇峽等人在2013年《植物生態學報》第37 卷第1期發表的“中國根層與表層土壤水分關系分析”一文中指出“土壤水分因其作為連接地球表面土壤-植被-大氣的紐帶的特殊地位而日益受到各相關學科的關注。氣候變化、地球表面過程、天氣預報、洪澇災害、農業和水資源管理在很大程度上依賴于對土壤水分的正確認識”。為描述土壤中的水分特征，我們用土壤中的基質吸力（或水頭）和表征土壤中含水量狀況的物理量（如液態水質量、液態水體積和飽和度等）作為變量來進行土壤水分研究工作，并把這兩種變量之間的關系稱之為土壤水分特征曲線。通過土壤水分特征曲線，可以推導計算非飽和土滲透特性、非飽和土的抗剪強度、非飽和土帶水分分布及污染物遷移等所提及的一系列問題。這就要求我們能對表征土壤水分特征的基質吸力、含水量等物理量進行準確而有效的測量，從而繪制出各種土質條件和不同外部環境下的土壤水分特征曲線。鑒于現場試驗觀測周期長、費用高、不確定性因素大等缺點，室內脫濕試驗在土壤水分特征的研究工作中有著具足輕重的作用。

近年來，土壤水分特征曲線的概念從非凍土逐漸向凍土領域擴展，因為土的凍結過程與脫濕過程具有很多相似性，具體表現在凍結過程中隨著液態水分的減少，土中孔隙逐漸被相變而來的固態冰所填充，而在脫濕過程中隨著液態水的逐漸耗散，土中孔隙則被隨之進入的空氣所填充。雖然兩個過程中土孔隙中的填充物有所差異，但必然存在某種內在的聯系。Spaans, E.J.A. 等人在1996年在《Soil Science Society of America Journal》第60卷第1期發表的“The Soil Freezing Characteristic: Its Measurement and Similarity to the Soil Moisture Characteristic”一文中就指出土壤的凍結和脫濕過程具有一定的相似性，并從理論上研究了兩者之間具有的關聯性，但是由于試驗條件有限，并未得到充分的試驗驗證。因此，在同一裝置中分別開展脫濕和凍結試驗及其兩者之間的相關性試驗研究是非常必要。