目錄實驗一土壤水分特徵曲線測定
實驗二非飽和帶土壤水力傳導率測定
或水平土柱法測定擴散度試驗
實驗三瀰散試驗
實驗四汙染物的吸附解吸實驗
實驗一土壤水分特徵曲線測定（張力計法）
一、實驗目的及要求
1．土壤水分特徵曲線表示在平衡條件下，土壤水的能量和數量之間的關係，它是由實測土壤水基模勢或吸力與相應的土壤含水量得到的土壤水在脫水(乾燥)和吸水(濕潤)過程中的水分特徵曲線。因為土壤水的滯後現象，得到的兩條曲線並不完全相同，分別是脫水曲線和吸水曲線。實踐中必須注意土壤幹-溼的歷史過程而區別應用。
本實驗目的在於確定高基模勢〔低吸力範圍(0～-0.08mpa))的脫水曲線和吸水曲線。
2．通過本次實驗，要求學生學會利用張力計法測定土壤水分特徵曲線，初步了解土壤含水量和土壤基質勢之間的內在關係。
二、實驗原理
張力計工作原理。內部充滿無氣水的張力計(陶土頭先飽和)，安設於土壤中，要使陶土頭與土壤緊密接觸。從熱力學觀點來分析，可以把張力計與土壤看作乙個系統，這個系統中張力計內的水通過陶頭多孔壁(或稱膜)與土壤孔隙中的水相聯通。
在平衡過程中有少量的水從陶頭流入土壤或從土壤流進陶頭內。當達到平衡時，土壤水的化學勢()與張力計內水的（）相等。即：
在不考慮溫度影響時，得
式中：，在標準狀態下純自由水的化學勢；，土壤水壓力勢；，土壤基模勢；，土壤水溶質勢；，張力計中水的溶質勢；，水的密度(在-範圍內假定不發生變化)。
，張力計內水承受的壓力。＝1個大氣壓。在此情形下：
τ是張力計表頭上的讀數，稱之為土壤水張力是土壤基模勢相反的數，土壤水張力是正值。
張力計系統平衡時，在有基模勢存在時土壤水壓力勢＝0，土壤水與張力計內水中溶質通過水的交換達到平衡而內外溶質勢相等即：
進而得到：
取＝1g/cm3 ，則上面方程變為：
所以張力計在系統達到平衡時測得的是土壤基模勢。張力計內水承受的壓力在測定土壤基模勢時都低於乙個大氣壓，必然有空氣通過陶頭和壓力計水銀或水往壓力計不斷地擴散到張力計中去，這是因為氣體在不同壓力下在溶液中的溶解度不同和分壓不同所致。
三、儀器裝置
試驗裝置主要由有機玻璃多孔土盒、張力計杆、瓷頭、毛細玻璃管、水銀槽、尼龍管、支架等組成(見圖2)。
尼龍管(h)
初始脫溼過程毛細玻璃管
張力計杆
主要脫溼過程有機玻璃多孔土盒
支架主要吸濕過程水銀槽
土壤含水率（θ）
陶土頭圖1. 土壤水分特徵曲線圖2. 土壤水分特徵曲線測定裝置
四、操作步驟
1．將乾土搗碎過篩，去掉石子，加入少量的水，使土壤達到5~10%含水率，按土盒體積和土容重，計算所需土壤重量，取其一半裝入土盒中壓實，從張力計孔插入一支13mm鑽頭，再裝填另一半土壓實，取出鑽頭，插入張力計杆，旋緊固定螺帽。
2．開啟張力計後蓋，用注射器給張力計內注入無氣水，使張力計杆、尼龍管、毛細管內充滿水沒有氣泡為止，加橡皮塞旋緊。
3．安裝完畢後，將土盒放入水中從下往上飽和後，取出土盒稱重。
4．初始脫溼過程讓土壤水自然蒸發，每天早、晚各稱重一次並讀負壓值，一直到負壓讀數不能繼續公升高為止，即完成初始脫溼過程。
5．吸濕過程給土均勻加入少量的水，加蓋防止水蒸發，第二天稱重讀數，重複上述過程，直到負壓為零，即可測得主要吸濕過程。
6. 主要脫溼過程再進行土壤脫水蒸發，每天稱重讀負壓值，直到負壓值達到最大值，取土烘乾，求得殘餘含水率，即完成了主要脫溼過程。
7.繪製水分特徵曲線。
五、注意事項
1．按圖2安裝水分特徵曲線測定裝置，加入300克水銀。
2．使用之前給張力計注滿無氣水，用乾吸紙（或幹細土）包張力計瓷頭，使水銀上公升到650mm汞柱以上。
3． 如試驗過中水銀上公升不到650mm汞柱，更換瓷頭。然後重新檢測，再使用。
六、問題與思考
1．從土壤水分特徵曲線分析土壤的孔徑分布。
2．測試高基模勢下的水分特徵曲線要用原狀土的意義。
2．脫水與吸水曲線在實踐中的應用。
實驗二非飽和帶土壤水力傳導率測定
一、實驗目的及要求
1、土的水分非飽和導水率是土層水分研究中的重要引數，是土的水分定量研究中關鍵性測定專案之一，在水平衡研究中，非飽和導水率是計算土層入滲水量，地下水補給水量，及測滲水量的必要引數。
2、通過本次實驗，要求學生學會利用穩定流法測定包氣帶非飽和土的導水率（滲透係數），初步掌握包氣帶地下水運移基本規律及有關基本概念。
3、掌握利用土壤非飽和導水率測定儀測定包氣帶土層的導水率（滲透係數）方法。
4、要求學生學會利用所觀察的包氣帶非飽和土層的含水率變化、水銀柱上公升高度差等試驗資料，計算包氣帶非飽和土層地下水的導水率（滲透係數）。
二、儀器裝置
1、土壤非飽和導水率測定儀
儀器主要由一端帶有刃口的圓柱形取樣筒乙個；有孔、無孔筒蓋各乙個；張力計一套組成。如右下圖：
圖1 試驗裝置簡圖
2、精度0.01g電子天平
3、燒杯
三、測定原理
在一短水平土柱中，假設土柱的一端保持相對穩定的蒸發條件，水流便通過一定長度的土柱以穩定流速向蒸發面傳去。則土柱的非飽和水的運動規律與飽和水的運動規律一樣也符合達西定律，即土的水流通量與作用的土水勢梯度成正比。
當蒸發水量與下部補給水量相等時，則土壤水運動已達穩定狀態。準確測定土柱剖面各點的負壓，求出相應點的負壓坡降，即可按式(1)計算水力傳導度。
1)式中：——蒸發強度，可自土柱下部供水裝置中測得。
四、測定方法
1．該試驗應在恆溫或溫度變化小的條件下進行。土柱的一端是封閉的，土柱中的水會由於另一端的蒸發而向蒸發面流動，蒸發面的有孔蓋用以控制蒸發速率，使蒸發保持相對穩定。只要逐級測得土樣的吸力（由張力計測出），兩點的吸力差（由示差張力計測出），同時稱得整套裝置重量，便可根據上述測量計算出張力計測量範圍內的逐個與吸力相對應的導水率。
2．測定過程中，應根據導水率的大小，控制不同的蒸發速率。隨著土樣由溼變幹，導水率便由大變小。試驗初始時，要給予較強的蒸發條件，可讓土樣蒸發面敞開，任其自由蒸發。
隨著土樣變乾，導水率隨即變小，蒸發速率亦須相應減弱，可在蒸發麵加有孔蓋遮蔽，蓋子要蓋得鬆些，讓蓋與土面間保持一定間隙。再往後可用膠帶貼住部分小孔，使蒸發速率再行減弱。總之測定過程必須不斷調節、控制蒸發速率，以免吸力過大，超過示差張力計的測量範圍。
每次重調速率後要待幾小時，讓水流趨於穩定後再進行測定。
3．測定時，只要記錄下時間、汞柱差（h1，h2）及整套裝置重量（用稱量5公斤，感量0.1克天平）就行，過幾小時再測量一次。通過前後兩次測量值便可計算出土柱樣處於該吸力下的導水率。
此法可測得吸力為0～800厘公尺水柱間的土柱各級吸力下的導水率。
4．該測定需時較長。由於樣品中吸力分布不勻，測得的導水率為平均值。
表1 水力傳導率
五、計算
土樣非飽和導水率根據下式進行計算：
式中：k一一導水率 (厘公尺／小時)
δw一兩次稱重差 (克)
l一一張力計二陶土頭間的距離 (厘公尺)
δt一兩次測量的時間間隔 (小時)
a一一蒸發面積 (平方厘公尺)
δs—兩次測量的平均吸力差 (厘公尺水柱)
實驗二水平土柱法測定擴散度試驗
在測得容水度c()和水力傳導度係數k ()後，擴散度d()即可求得。因為，所以，從理論上講，這三個引數中，只要測得其中兩個引數，第三個即可推算出來。直接測定擴散度的方法很多，除壓力板或壓力膜出流法外，在低負壓區，有比較簡單的水平土柱法和砂性漏斗法。
一、實驗目的及要求
用水平土柱法測定擴散度
二、實驗原理
水平土柱法是以土壤水分在較長的(理論上說是水平半無限邊界)均質土柱中發生水平運動的情況下進行分析計算的。已知一維土壤水水平運動(忽略重力作用)微分方程為：
1)式中：——與輸入端(即進水邊界)的水平距離為x處的土壤含水率。
初始條件和邊界條件分別為：
x>0, t=0
x=0, t>0
式中：——水平土柱初始含水率：
——飽和含水率(開始試驗後在邊界處瞬時形成)。
為了求解方程式(1)，採用boltmann變換法。以乙個新的變數（含x和t兩個分離變數）代入方程使之變為常微分方程。
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