孔隙水的导电率水分含量及温度课件.ppt

1、一.摘要二.研究方法及材料三.實驗結果與討論大綱內容這項研究主要針對不同的滴水灌溉試驗在砂質的壤土環境中，採用田間試驗和數值模擬的方式，藉由觀察染劑入滲時所產生的圖案，來調查土壤水分和鹽度分佈。在乾旱國家，灌溉與農業措施及水質對於土壤退化及土壤永續性有重大之影響藉由這個試驗，我們可以研究，在土壤中的土壤水分、鹽度分佈以及汙染物質的傳播情形。滴水灌溉試驗分為三類型:第一組為地表滴水灌溉不含塑膠覆蓋物(T(T1 1)第二組為地表滴水灌溉含塑膠覆蓋物(T(T2 2)第三組為地表下滴水灌溉(T(T3 3)，其灌溉水管設於地表下10cm10cm處DepthDepthBulkBulk densityden

2、sityClayClay SiltSiltSandSandcmgcm-3-%-0201.564415520401.693336440801.6233562801001.6522771試驗土壤性質:每組試驗皆採每日灌溉(D)(D)以及雙週灌溉(W)(W)兩種型態。在設置滴水灌溉系統前，在不擾動土壤結構的前提下，土壤上的植生皆被移除，表面稍微整平。而土壤初始的水分含量皆控制為一常數。每次灌溉時間分別為2 2小時(每日灌溉)，6 6小時(雙週灌溉)，總共試驗時間為7272小時。長4m,4m,管直徑13mm13mm試區間隔2.5m2.5m沖洗閥閥門幫浦染劑入滲所產生之圖案由數位相機拍攝紀錄，土壤水及孔

3、隙水的導電度由WET-sensorWET-sensor所測量。The WET sensorThe WET sensor的探針是由三根鐵桿所構成，每根長0.068m0.068m，直徑0.003m0.003m，每根之間隔0.015m0.015m。能用來量測電容率、孔隙水的導電率、水分含量及溫度。HYDRUS-2D/3DHYDRUS-2D/3D是個精確且有效率的評估工具軟體，主要用於模擬二維或三維空間內的水分及鹽分移動，適用於一立地擁有相同的土壤狀態。採取每日灌溉型態下，各組最大染劑入滲深度分別為67.5cm(T67.5cm(T1 1)、73cm(T73cm(T2 2)、89cm(T89cm(T3

4、3)。採取雙週灌溉型態為98.5cm(T98.5cm(T1 1)、88cm(T88cm(T2 2)、99cm(T99cm(T3 3)。試驗結果顯示，最大的染劑入滲深度和染劑體積覆蓋程度，發生於採取雙週灌溉型態的第三組試驗(T(T3 3)。Dye coverage area with depth for different Dye coverage area with depth for different treatments.treatments.但值得注意的是，觀察到的染劑試驗結果並非有效適用於所有的有機汙染物(ex:(ex:殺蟲劑、除草劑)，僅有效適用於類似試驗用染劑成分之有機化合物。每

5、日灌溉相較於雙週灌溉型態，最上層之土壤層較為濕潤，且富含充足之土壤水。此外第二組試驗(T(T2 2)相較於另外兩組試驗，有較高的土壤水含量在土壤內，模擬結果顯示，模型預測對於土壤水分在流域內之分佈是良好的。二.研究法及材料Soil water content distribution for different treatments after 72 h of initiating the irrigation(black circle represents the location of the dripper;units:m3 m3).雖然 Wet sensor Wet sensor可以測

6、量土壤域內測量點的水分含量，它似乎不是一個合適的電磁裝置，用於測量孔隙水的電導率在相對乾燥的沙質壤土環境下。土壤鹽分模擬結果顯示，受鹽分影響之區域，該鹽度主要與濕球維度及土壤水分的狀態有關。此外，T2相較於T1或T3其表土層含有較低的土壤鹽分。而採取雙週灌溉型態之試驗相較於每日灌溉型態，有較高的表層土壤鹽分。因此，每日灌溉型態對於減少土壤表面之鹽分累積有好的效果。所以T T2 2試驗適用於乾旱地區，其不僅可以避免土壤表面的鹽分累積，導致種子發芽困難，還可以增進土壤長期經濟的永續利用性。土壤水分分佈在不同之灌溉形態下，採取每日灌溉型態相對於雙週灌溉型態之試驗擁有較高之土壤濕度。每日灌溉型態使得土

7、壤有充足的水分。在另一方面，較高的濕度含量及較大的側延伸濕潤區可以於第二試驗組(T(T2 2)觀察到，因此有塑膠覆蓋物的試驗適用於乾旱國家，其可維持較高的土壤水分含量於流場中。水分均衡計算顯示，採取雙週灌溉型態之水分流失(ex:(ex:蒸發散、深層排水)，會稍微高於每日灌溉型態。T T2 2相較於其他試驗擁有較大量的土壤水含量。最後要注意的是，這個試驗所得之結果的屬於短時間操作下，所以對於長時間試驗結果並沒有很明確的結論。綜合以上結果，採用每日灌溉型態之滴水灌溉試驗適用於乾旱地區，能有效減低土壤基質中之污染源傳播以及最小化地下水受汙染的風險，特別於較淺之地下水處。基於田間試驗以及數值模擬的結果，有覆蓋物的試驗(T2)，且採取每日灌溉型態，相比於其他滴水灌溉試驗及灌溉型態，較適用於乾旱地區，能有效降低地下水受汙染的風險、減少土壤表層的鹽分累積，並改善土壤內水的狀態，此外也能使土壤達到長期且經濟的永續利用性。