蒸滲儀的研究與選型
蒸滲儀(Lysimeter)是測(cè)量土壤蒸發(fā)和植物蒸騰所散失總水量的儀器,底部設(shè)有排水裝置并能測(cè)定滲水量。其基本思想是通過(guò)監(jiān)測(cè)限定土體(蒸滲土筒)的質(zhì)量變化,來(lái)反推水分變化。
自稱(chēng)重式蒸滲儀的核心原理是稱(chēng)重。通過(guò)測(cè)量前后兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)土柱的質(zhì)量差,來(lái)確定這一時(shí)段內(nèi)土柱的水分損失量。早期的稱(chēng)重式蒸滲儀主要包括直接稱(chēng)重式和浮動(dòng)測(cè)重式兩大類(lèi)。隨著技術(shù)進(jìn)步,發(fā)展出了集成高精度傳感器和數(shù)據(jù)自動(dòng)采集的現(xiàn)代高精度自動(dòng)稱(chēng)重式蒸滲系統(tǒng)。
自稱(chēng)重式蒸滲系統(tǒng)的應(yīng)用方向,可以參考以下幾點(diǎn):
1. 水文循環(huán)過(guò)程分析
利用蒸滲儀研究土壤水分運(yùn)動(dòng),包括蒸散發(fā)(蒸發(fā)+植物蒸騰)和下滲等關(guān)鍵過(guò)程。
2. 農(nóng)業(yè)與生態(tài)水文
探究不同灌溉制度、作物種類(lèi)、土壤質(zhì)地對(duì)蒸散量和土壤水動(dòng)態(tài)的影響。指導(dǎo)農(nóng)業(yè)精準(zhǔn)灌溉、提高水資源利用效率,服務(wù)于節(jié)水農(nóng)業(yè)和生態(tài)保護(hù)。
3. 物質(zhì)運(yùn)移研究
研究化肥、農(nóng)藥等溶質(zhì)隨水分在土壤包氣帶中的運(yùn)移、轉(zhuǎn)化和淋溶規(guī)律。為面源污染防治、地下水環(huán)境保護(hù)提供科學(xué)依據(jù)。
蒸滲儀的尺寸選擇,可以參考以下幾點(diǎn):
1. 小型蒸滲系統(tǒng)(表面積通常 < 0.5 m2,深度 < 1 m)
典型應(yīng)用:
實(shí)驗(yàn)室基礎(chǔ)研究:在高度控制的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下,研究土壤水分特征曲線(xiàn)、基本入滲過(guò)程、微生物過(guò)程等。
溶質(zhì)遷移初步研究:用于研究化肥、農(nóng)藥等在均質(zhì)土壤中的遷移規(guī)律。
教學(xué)示范:由于其成本低、易于操作,非常適合大學(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)。

2. 中型蒸滲系統(tǒng)(表面積 0.5 m2 ~ 2 m2,深度 1 m ~ 2.5 m)
典型應(yīng)用:
農(nóng)業(yè)水文與灌溉研究:這是很常用、普遍的尺寸。適用于研究大田作物(如玉米、小麥、棉花)的蒸散量、作物系數(shù)、以及優(yōu)化灌溉制度。
草地/草坪生態(tài)水文研究:用于研究牧草或城市草坪的耗水規(guī)律。
廢棄物覆蓋層評(píng)價(jià):用于評(píng)估垃圾填埋場(chǎng)覆蓋層的性能。


3. 大型/原狀土蒸滲系統(tǒng)(表面積 > 2 m2,深度 > 2 m)
典型應(yīng)用:
森林生態(tài)水文研究:研究樹(shù)木的耗水規(guī)律和深層土壤水分的動(dòng)態(tài)變化。
地下水與溶質(zhì)運(yùn)移:研究污染物(如硝酸鹽、重金屬)穿過(guò)包氣帶進(jìn)入地下水的長(zhǎng)期過(guò)程。
礦區(qū)修復(fù)與邊坡穩(wěn)定:用于評(píng)估植被恢復(fù)對(duì)深層土壤水的影響。
氣候變化對(duì)水文過(guò)程的影響:大型系統(tǒng)能更好地緩沖短期天氣波動(dòng),反映長(zhǎng)期氣候趨勢(shì)。



