土壤调查技术规范.doc

1 1、土壤调查技术规范、土壤调查技术规范 简介：简介：土壤是农作物生长环境的基本因素之一暗管排水系统可以通过降低地下水位增强土壤通透性，通过减少毛细作用、加强淋洗来降低土壤中的含盐量暗管排碱系统的最优设计需要一系列土壤状况信息，主要包括土质、土层和不同层面土壤渗透性（设计管位以上及以下） 要想在暗管排碱系统安装完毕后，能够恰当地控制水位，充分发挥该系统的有效作用，预先搞好田间调查，弄清铺管前土壤含盐量、地下水的水位和其含盐量是非常必要的钻孔土壤调查法是一种最简单、最快捷的方法，很容易反映出土壤情况和渗透性钻孔的田间位置是具有代表性的；钻孔时钻出的土样需分别加以描述，并取部分土样带回实验室测定土壤含盐量和土壤粒径级配，钻到预定的深度后还要进行土壤渗透性的测量同时，还需记录下地下水位和地下水的含盐量（测 EC） 这份手册供田间调查人员的田间实际操作和田间数据分析作参考其主要内容如下： 田间调查 田间土质判定 土壤渗透性的测定 土壤分析 调查数据处理应注意的问题1 1、、1 1 田间调查钻孔法田间调查钻孔法1 1、、1 1、、1 1 资料资料：地形图 1 1、、1 1、、2 2 工具：工具：卷尺、方便袋、铅笔、秒表、标签、EC 表、读数架、响坠、记录板、调查表、水桶、交通、工具1 1、、1 1、、3 3 钻孔法步骤：钻孔法步骤：１）布点：根据地形图的情况，采用规则布点、星型布点或之字型布点。

设计钻孔点分布布局，使布点能最好地反映出土层断面变化趋势每 500 m-1000m 取一点（取决于该地区实际特点和取点时间） 通过土层的变化和 K 值来确认这套布点设计是否能反映该地区的变异性依据以上分析，如果从原布点设计获得的数据不能完全反映该地区的变异性，则需进一步弥补原设计变化性大，每 5公顷取一点；变化性不很大，每 10-15 公顷取一点；变化性很小，每 25 公顷取一点选点时注意： 距最近的渠、沟、路至少 10 米； 在自然地平或接近自然地平处取点２）钻孔取样钻孔前，两人先要将点的位置测量好，并将表层土清理平整要避免表层舒松的土壤、植物等杂物掉入孔中还应在钻孔左前方另平整一块 2×2 米的平地，用来成列排放钻出的不同层面土壤，以便描述按顺时针方向转动钻柄，稍稍向下用力如遇到硬且干的层面时，可加大向下钻的力度通常经完全的 2-3 转之后，钻头即可装满，注意每次尽量不要多钻，否则将会给孔深的测量带来不便，精确度难以保证3）向上提钻时，可仍慢慢按顺时方向转动提出，以免土壤从钻头中掉下4）如遇湿的粘土层，注意要经常清理钻孔往孔中下钻时，轻轻转着放入，不要向下施力，清理到底部再将钻提出。

清理出的土壤扔掉即可5）钻出的粘土需人工将其从钻头上取下，这样可以保证取出的粘土块内部结构不受破坏6）每次钻出的土，一般顶层的 1/3 属混合土，因为每次钻时难免都会从地表或上层孔壁带下一点土故顶层的 1/3 是不能用来取样的，通常把它扔掉7）正常操作，每次钻出的深度平均为 10cm8）取样时，钻出的上 1/3 要扔掉，最下面的 1/3 取样，中间1/3 供描述用取的土样放入袋中后，贴上标签，并注上防水的标记，写明日期、田地号、孔编号、孔深9）用来描述的土需按列在平整的地上排开，每列放 10 个，即每列１米从距钻孔最远的那段开始放，以免钻头上掉下的土混入其它层面土如图土样土样孔孔 10）每 10cm 需计下以下数据，填入表中（土壤调查表） （假如遇有几个连续的 10cm 深度层面特征一样，可将它们合并在一起作描述 ） 土质：这个特征的描述对整个排碱系统的设计有着至关重要作用判定时力求精确 （尤其要注意不透水层面） 土壤颜色：主要的区别灰色：表示排水情况很差褐色、红色或黄色：表示排水情况很好红色斑点，灰色斑点：表示地下水位浅，并有大量水曾在此停滞 土壤的湿度：通过观察，记下土壤的湿度（干、微湿、湿） 。

 备注：还有其它明显特征如：斑点（红锈斑点或灰斑点） 、盐晶体、固结物、大的根系、贝壳等 土样：记录取样编号和深度11）每孔在埋管深度取一个土样，用标签记录好编号、深度、日期及 PS 字样，送到专业机构作土壤粒级分析，该数据用于沙滤料的设计，以确定土壤的粗边界和细边界，来选择适宜的沙滤料1 1、、2 2 田间土质的判定田间土质的判定田间土质描述最通用的标准是美国农业部 USDA 标准土质判定最简便的方法就是先将微湿的土壤撺成一个 3cm 小球，然后滴点水混合，直至变粘稠最后根据土壤形成的形状来判定它的质地以下是土壤分类的标准：A 沙土：比较疏松，颗粒分明，只能堆成一个金字塔式的小丘B 壤沙：含大量的粉沙和粘土颗粒，带有一点粘合度，可以很容易撮成球状，但是也很容易散开C 沙壤：与壤沙相比，粘合度更大一些，不容易散开D 壤土：可以滚成一个细而长的圆柱状，但一弯即裂E 重壤：同样可以滚成一个细而长的圆柱状，并能弯成 U 形，但不能继续再弯F 轻粘土：滚成圆柱状后，可弯成环状，但会出现裂缝G 重粘土：滚成圆柱状后，可弯成环状，并不会出现裂缝田间调查者可将田间估测情况与实验室土壤粒径分布分析作比较，以提高估测水平。

根据田间土壤调查的土质判定结果，用计算机将每一个孔的土层情况剖面图反映出来，包括的信息有土壤的分类，每层土的厚度及具体位置等将所有孔的土壤调查剖面图集中反映，就形成了一个由点到面信息图表，反映出该地区的整个的土层的状况对暗管的设计具有指导意义附：野外鉴定土壤结构图土壤剖面图样图 1 1、、3 3 土壤渗透性的确定土壤渗透性的确定土壤渗透性 K 值是一个非常重要的变量，暗管排碱系统中的一个主要公式就要用这个值它分两种情况：ⅠⅠ、、土壤地下水在 3 米以内；ⅡⅡ、、土壤地下水很深，无法用钻孔法获得地下水ⅠⅠ、土壤地下水在、土壤地下水在 3 3 米以内，确定米以内，确定 K K 值的测量方法：值的测量方法：１）首先要有一个钻好的孔这个钻孔通常３米深，至少要钻到地下水位以下 60cm２）用钻清理孔 2-3 次３）如出现不稳定的淤泥层面，可把防护筒放下去，放到这个层面，以防淤泥层流入孔中４）下防护筒时，注意不要往下压５）通过防护筒，用提桶将孔中淤泥和部分水提取上来，以便干净水继续渗入到孔中６）将带响坠的卷尺下到孔中，一旦地下水位恢复到平衡状态，即可测出地下水位（W 表示， cm） （如果地下水位上升很慢，恢复到平衡状态需很长时间，为节省时间，也可第二天再来测量记录。

）７）量孔深 （D 表示，cm）８）计算孔中水的深度 （H 表示，cm）H=D-W９）装一个水平的支架，保证测量时尺子是垂直的10）将带浮子的卷尺下入孔中，量出始水位（包含支架高度） 11）将带浮子的卷尺提上来12）用提桶从孔中提水，使得地下水位下降 20-40cm通常提1-2 次即可特殊情况下也可多提13）赶紧将带浮子的卷尺下到孔里，开始测量水位的升高情况这一步，动作越快越好14）有效取值范围的确定方法：提水后水位下降的高度（Y0，cm）至少应当是孔中水深度（H）的 1/5 （假如提１次水不奏效，可视情况多提几次） ，提水后的位置为 y0有效值范围（dy/dt,cm/sec）：取从 y0开始水位上升 25%Y0，在这个范围内水位上升的速度基本上是一个常量一般情况下每 10 秒读一次数如果水位上升很快，可缩短时间间隔相反如果水位上升慢，可延长时间间隔尽量使时间间隔内保持水位变化 1cm 左右差值以防浮子粘在孔壁上，可时常抖动卷尺15）将每次读数记在表中相应位置16）每组测量大约需 5 次读数假如每组测量的第一次读数很高、不合理，可将此数忽略，这有可能是提水后从孔壁流下的水造成的17）完成第一组测量后，待地下水位恢复到平衡状态（约需 15分钟） ，再按以上步骤进行第二组测量。

18）经比较，假如第二组测量结果（dy/dt）不到第一组测量结果的 50%或超过它的 200%，则有必要进行第三次测量数据处理和土壤渗透性1）通过以上钻孔测量法，我们可以得出土壤渗透性，由以下公式计算：K=C*dy/dt 其中：K：土壤渗透性（m/day） ；C ：该值取决于钻孔的几何形状、钻孔以下的不透水层（S） ，地下水位（W）和提水后的出始地下水位（Y0） ；dy：有效值范围内水位的上升值（cm） ；dt ：与 dy 相应的时间间隔2）提水后 dy 值在一定范围内，dy≤0.25* Y0，这种测量方法才有效如果 dy 的第一次读数太高，则应将此数忽略不计，因为这有可能是提水后钻孔孔壁流下的水造成的如果一组测量中最后的读数很低，那也不能采用这可能是由于随时间变化，钻孔周围地下水位形成漏斗状在这种情况下，K值计算公式无效由于浮子很容易粘在孔壁上，或加之其他原因，测量时出现误差是难免的检查数据时，一定要注意那些很明显的有大偏差数据是不能用作分析数据的3）通过以下公式也可计算得出比较精确 C 值：S>0.5HS>0.5H 时：时：C=[4000*(r/y)]/[(20+H/r)(2-y/H)] 其中：C：K 值判定的一个重要因素；H：孔中水深（cm） ，r：孔半径（cm） ；y：dy 上升过程中地下水位上升平均值。

S=0S=0 时时（即土壤的不透水层无穷大）：C=[3600*(r/y)]/[(10+H/r)(2-y/H)] 要用以上公式，需以下数据：a)孔底与不透水层间距（S） ，钻孔中地下水深（H） ，以便选用恰当公式；b)孔半径（r） ；c)dy 上升时产生的地下水位平均值 y, y=Y0-0.5*dy4)将数据输入到工作表中，工作表可以公式算出 K 值用工数量及定额：用工四人，每天完成四孔在钻孔过程中，一个工人钻孔，一个工人取土样，一名技术人员判定土样，一名技术人员记录在测定 K 值过程中，一名工人提水，一名工人收拾、清洗工具，一名技术人员读数，一名技术人员记录ⅡⅡ、土壤地下水很深，无法用钻孔法获得地下水，、土壤地下水很深，无法用钻孔法获得地下水，K K 值的测定值的测定方法：方法：当有这种情况发生时，我们采用泊斯特法测定 K 值，也就是通常所说的反渗法，测定步骤如下：１）首先要有一个钻好的孔这个钻孔通常３米深２）用钻清理孔 2-3 次３）如出现不稳定的淤泥层面，可把防护筒放下去，放到这个层面，以防淤泥层流入孔中４）下防护筒时，注意不要往下压５）用桶往孔里灌水，水位到要测量土层以上 60 厘米是灌水的上限。

等待水完全浸润土层时，再加水至原水位６）将带响坠的卷尺下到孔中，即可测出地下水位，用 h/(t1)表示， 单位 cm７）量孔深 （D/表示，cm）８）计算孔中水的深度用 h(t1)表示，单位 cm9）将带浮子的卷尺下入孔中，测量单位时间内水位的下降幅度，并记录利用以下公式计算 K 值：K=1.15*r*tanα其中：tanα 取决于㏒(ht+0.5r)r 为钻孔半径，单位厘米ht 单位为厘米K 单位厘米/秒下面举一个实例演示一下公式：（见反渗法测定图）钻孔半径为 4 厘米读数情况：t(s) 0 140 300 500 650 900 1300 1520 ht(cm) 19 18 17 16 15 14 12 11㏒(ht+0.5r) 1.32 1.3 1.28 1.26 1.23 1.2 1.15 1.1tanα 值见实例图其值为 1.37×10-4将值带入公式中K=6.3×10-4厘米/秒=0.54 米/天1 1、、4 4 土壤分析土壤分析介绍介绍通常土壤含盐量是通过测土壤 EC 值（导电性）来确定。

确定土壤 EC 值的最好办法是测饱和提取液的 EC（ECe） 饱和提取液是从土壤饱和液中提取出来的但是对于大量的田间。