第4章 土石混合介质水分入渗特性试验研究

因成土过程和人类活动的影响，许多土壤中含有一定量的碎石，粒径在2～76mm之间。通常出于碎石的惰性及碎石对土样处理结果影响很小的考虑，利用除去碎石的土样研究土壤入渗特征。近年来，一些学者指出，土壤水分入渗是相当复杂的过程，镶嵌在地表和土壤剖面中的碎石能够改变土壤持水特性、影响土壤水分入渗以及耕作土壤的水分含量和植物生长、有助于提高干旱和半干旱地区的土壤生产力。因此，国内外学者对含碎石土壤的水分运动特性进行了大量研究，有的研究成果表明土壤剖面中的碎石可增加入渗量，而有些试验结果表明碎石含量与入渗量呈负相关，还有研究成果表明土壤有效保水能力与碎石体积含量呈正相关。在0～40cm，稳定入渗率随碎石体积含量的增加呈先增加后减小趋势，拐点出现在15%～20%的碎石含量，40cm以下，稳定入渗率随碎石体积含量的增加始终呈增加趋势。可见，碎石对土石混合介质入渗特性的影响，目前的研究结果仍不统一，有待于进一步研究。此外，鉴于饱和导水率是反映土壤水力特性的一个重要参数，许多学者对土石混合介质的饱和导水率进行了研究，Peck-Watson和Barkensiek分别给出了纯土和含碎石土壤饱和导水率的关系式，这样用纯土的饱和导水率就可以推求出土石混合介质的饱和导水率，但其精确性仍需验证；Green-Ampt入渗公式、Philip入渗公式、垂直一维代数模型通常用于描述均质土壤入渗过程，对土石混合介质是否适用以及其中的参数与碎石特性的关系仍值得研究。