HOODIL-2700土壤入渗仪入渗速率的测定方法

李 娟

入渗是土壤的一个基本物理性状，是指水分由地表进入土壤形成土壤水的过程，是降水、地面水、土壤水和地下水相互转化的一个重要环节。快速、准确地测定土壤的入渗速率对发展节水农业和减少水土流失都具有重要的意义。土壤入渗仪HOODIL-2700因其省时、省水、轻便、易于野外试验、不扰动表土等特性被越来越多的科研院所和研究机构引进用于土壤入渗速率测量，下面就其使用方法及使用心得做详细介绍。

1. 仪器的组成和测量原理

土壤入渗仪HOODIL-2700由“马里奥特”供水系统、导水管路、大/小渗透室、U型管压力计、UGT数据采集器等几部分组成。HOOD入渗仪常用于在田间测量土壤导水率，测量通过用一个充满水的HOOD水罩放在地表来实现，水罩下面充满水的圆形土壤表面就是入渗开始的地方。导水压力由HOOD里的MARIOTTE（马氏瓶）供水系统提供,1个U型管装置用以压力的精确测量，1个压力水头和MARIOTTE供水系统组成标准的张力入渗系统，在入渗测量时，采用双环法，即面积比例为1∶2的两个环型罩用来测量和计算导水率。基于WOODING理论：WOODING1968年建立了圆形区域入渗（半径a）到无限远土壤内部的稳态流速Q，入渗测量由不同张力（ψ）或用相同的张力，不同的半径获得。

也就是说，我们在测量时，通过调节调压管不同的高度，即可得到不同的土壤表面张力，用来测量入渗速率R（cm/s），最终得到稳态入渗速率h。

2. 仪器的使用步骤

在比较平坦的地方安装钢圈，安装前要清理地面的碎石块并进行地表植被处理，在进行植被处理时尽量不要扰动土壤表层，最好把植被切割到5mm高，然后用手把钢圈压入土壤一部分。在HOOD水罩和钢圈之间用干砂密封，干砂的直径要小于2mm。然后给U型管注水，注意不要注进气泡，如果不小心注进了气泡要倒出来重新注水。在所有的阀门都处于关闭状态下连接管路，管路连好后先给内管注水，注水完成后在内管中插入调压管，这时调压管可放在较低的位置，此时不要拧紧调压管；后给外管注水，外管的水面要略低于内管水面，注水完成后用胶塞塞紧外管注水口，并拧紧调压管。

图1 HOOD土壤入渗仪的整体结构图

参照土壤入渗仪的整体结构图（图1）慢慢打开支架底部的阀门V1，让外管水注入HOOD水罩中，其后整个测量过程中阀门V1都是处于打开状态（除非补水：补水时先将V1关闭，补水完成后打开）。再慢慢打开阀门V2，水面上升到HOOD水罩上的水面标记时关闭V2，打开阀门K。用吸气球吸气，把HOOD水罩中间的水柱的水面吸上来，最好吸到刻度的中间高度，记下这个高度Hs。调节内管中的调压管的高度（一般是往上拔），U型管的水面就会随之变化，U型管水面间的高度差为Us，该值可在U型管中准确读出，仔细调整调压管的高度使Hs=Us，这时HOOD水罩内水会下渗。然后按数据采集器上的ON键打开，按STEP键选择记录时间间隔，按START键进入压力选择界面，因为已经调整使Hs=Us，两者差值为0，即选择压力Tension1为0，再次按下START键，数采就开始记录，稳定后再继续记录数分钟至十几分钟，即可进行Tension2的测量。调整调压管高度即可调整HOOD水罩中施加在土壤表层的压力值，一次测量需进行3次不同压力值测定，最终得到稳态入渗速率。

3. 测量结果的分析与建议

在试验区利用HOOD入渗仪进行入渗测量，测量结果见图2。由图2我们可以看出，测量时选取入渗压力分别为 Tension1=0mmWC、Tension2=8mm WC、Tension3=31mmWC，在这3个压力下经计算入渗的稳渗速率为0.251 cm/s。

图2 HOOD土壤入渗仪测量结果图

HOOD入渗仪测出的入渗速率是一个土壤饱和状态下的稳渗速率和传统双环法相比无法呈现出从初渗到稳渗的整个入渗过程。并且HOOD入渗仪的测量面积较小，其测量结果的代表性较差，所以要想测量结果具有代表性，就要求进行大量的样本测量。在具体的测量过程中一定要保持系统的密闭性，才能更好的保证测量值的准确性。