单探针热脉冲法对红壤土失水过程的监测OA北大核心CSTPCD

实现土壤失水过程的原位监测,对红壤区水土资源管理、自然灾害预警及防灾减灾具有重要意义。热脉冲法是目前土壤水热特性原位测量的常用方法,但红壤土失水时极易产生裂缝,单探针热脉冲法能否准确测定失水过程目前尚不清楚。通过室内模拟土壤从饱和到干燥的连续失水过程,用时域反射法(TDR)作为标准对照,验证热脉冲方法测定土壤失水过程的准确性,并评估土壤裂缝产生后对单探针热脉冲法的影响。结果表明:随着土壤失水,土壤热导率K值由1.8 W/(m·K)减小到1.1 W/(m·K),热扩散率α值由1.0×10^(-8)m^(2)/s增加到3.0×10-8 m 2/s,比热容C值由1.8×108 J/(kg·K)减小到0.4×10^(8)J/(kg·K);接触热导率H值随着土壤失水具有台阶状变化特征,与土壤含水率变化速率的转折相吻合;与TDR测定结果相比,MAE和RMSE值分别为1.66和1.94 cm 3/cm^(3),R^(2)值为0.96;单探针热脉冲法能提供可靠的红壤土失水过程测定结果,且H值的变化能指征土壤裂隙的产生,可为土壤干湿循环过程、边坡和堤坝稳定性的动态监测提供技术和理论支撑。