土壤持水曲线实验报告
土的含水率实验报告
土的含水率实验报告一、实验目的。
本实验旨在通过实验方法测定土壤的含水率，从而了解土壤的水分含量对土壤性质的影响，为土壤的科学管理和合理利用提供依据。
二、实验原理。
土壤的含水率是指单位质量的土壤中所含水分的质量占土壤干重的百分比。
含水率的计算公式为：含水率（%）=（土壤湿重-土壤干重）/土壤干重×100%。
三、实验步骤。
1. 取一定质量的土壤样品，并记录其湿重；2. 将土壤样品放入干燥器中，干燥至质量不再变化，记录土壤的干重；3. 根据实验原理计算土壤的含水率。
四、实验数据。
1. 土壤样品质量，100g。
2. 土壤湿重，150g。
3. 土壤干重，120g。
五、实验结果。
根据实验数据计算得出土壤的含水率为：（150g-120g）/120g×100% = 25%。
六、实验分析。
通过本次实验，我们得出了土壤的含水率为25%。
这表明土壤中含有较多的水分，水分对土壤的性质有一定的影响。
土壤的含水率会影响土壤的孔隙度、渗透性、保水性等性质，进而影响土壤的透气性、保肥性和保水性。
因此，合理控制土壤的含水率，是土壤管理和农业生产中的重要环节。
七、实验总结。
通过本次实验，我们了解了测定土壤含水率的实验方法，并对土壤的含水率对土壤性质的影响有了更深入的认识。
在今后的土壤管理和农业生产中，我们应该根据土壤的实际情况，科学合理地控制土壤的含水率，以提高土壤的肥力和改善土壤的物理性质，从而更好地为农业生产服务。
八、参考文献。
1. 《土壤学实验指导》，XXX，XXX出版社，200X年。
2. 《土壤学导论》，XXX，XXX出版社，200X年。
以上就是本次土的含水率实验报告的全部内容，希望对大家有所帮助。
土壤中有水实验报告
土壤中有水实验报告1. 实验目的本实验的主要目的是了解土壤中的含水量，并通过实验来测量土壤中的水分含量。
2. 实验原理土壤中的含水量是衡量土壤湿度的重要指标之一。
在本实验中，我们将采用干燥法来测量土壤中的水分含量。
具体原理如下：1. 取一定质量的土壤样品，并通过风干或烘干的方式将土壤中的水分蒸发掉。
2. 然后将土壤样品进行称重，记录下质量。
3. 根据土壤样品的质量变化，计算出土壤中水分的含量。
3. 实验步骤本实验的具体步骤如下：1. 取一块干净的盘子，并将其称重。
记录下盘子的质量，记为m1。
2. 从所研究的土壤中采集一定质量的土壤样品，并将其放在盘子中。
3. 将盘子放置在通风良好的地方，利用自然风或加热等方法加速土壤中水分的蒸发。
蒸发的时间根据实际需要而定。
4. 在土壤样品完全干燥后，将盘子取出并再次称重。
记录下盘子和干燥后的土壤样品的质量，记为m2。
5. 计算土壤中的水分含量。
水分含量（%）= [(m2 - m1) / m1] ×100%。
4. 实验数据与结果在本次实验中，我们采集了一份质量为100g 的土壤样品，并通过蒸发的方式将其完全干燥。
通过称重，我们得到了如下的数据：- 盘子的质量m1 = 10g- 干燥后的盘子和土壤样品的质量m2 = 9g根据实验数据，我们可以计算出土壤中的水分含量：水分含量（%）= [(m2 - m1) / m1] ×100% = [(9g - 10g) / 10g] ×100% = -10%根据计算结果可知，水分含量为负数，这意味着我们的计算可能存在误差。
可能是由于实验过程中存在一些未考虑到的因素，导致土壤中的水分含量计算结果不准确。
5. 实验总结与改进通过本次实验，我们了解到了土壤中的含水量是可以通过干燥法来测量的。
然而，在实际操作中，我们发现存在计算结果不准确的问题，可能是由于实验步骤不完善或环境因素未考虑到。
为了提高实验的准确性，我们可以在未来的实验中做出以下改进：1. 更加精确地称重：在实验中使用更加精确的天平来称重，以减小误差。
土壤水分特征曲线实验
土壤水分特征曲线实验
土壤水分特征曲线实验是一种常用的研究土壤水分运动规律的方法。
该实验通过测量土壤含水量与土壤水势之间的关系，得出土壤水分特征曲线，从而了解土壤水分的分布和运移特性。
在实验中，首先需要采集待测土壤样品，并进行筛分、烘干等处理，以去除杂质和调整土壤质量。
然后，将土壤样品装入特制的容器中，并按照一定的加水量进行灌溉，使土壤达到不同的含水状态。
接着，使用仪器测量不同含水状态下的土壤水势和含水量，记录数据并进行统计分析。
最后，根据实验结果绘制出土壤水分特征曲线图。
通过分析土壤水分特征曲线，可以得出以下结论：
1. 土壤水分特征曲线呈现出一个“S”形曲线，即随着土壤含水量的增加，土壤水势先逐渐降低，然后迅速升高，最后趋于稳定。
这是因为土壤中的水分分子会形成不同的聚集体，如单粒团、微团粒等，这些聚集体会影响土壤水的运动和分布。
2. 土壤水分特征曲线可以分为两个阶段：第一阶段是快速下降期，此时土壤含水量较高，但土壤水势仍然较低；第二阶段是缓慢下降期，此时土壤含水量较低，但土壤水势已经趋于稳定。
这两个阶段的转折点称为“拐点”。
3. 土壤水分特征曲线的形状和位置受到多种因素的影响，如土壤类型、质地、温度、湿度等。
因此，在进行实验时需要严格控制这些因素的变化范围，以确保实验结果的准确性和可靠性。
土壤含水量、土水势和土壤水特征曲线的测定
土壤含水量、土水势和土壤水特征曲线的测定3.1测定意义严格地讲，土壤含水量应称为土壤含水率，因其所指的是相对于土壤一定质量或容积中的水量分数或百分比，而不是土壤所含的绝无仅绝对水量。
土壤含水量的多少，直接影响土壤的固、液、气三相比，以及土壤的适耕性和作物的生长发育。
在农业生产中，需要经常了解田间土壤含水量，以便适时灌溉或排水，保证作物生长对水分需要，并利用耕作予以调控，达到高产丰收的目的。
近几十年来的研究表明，要了解土壤水运动及土壤对植物的供水能力，只有土壤水数量的观念是不够的。
举一个直观的例子：如果粘土的土壤含水量为20%，砂土的土壤含水量为15%，两土样相接触，土壤水应怎样移动？如单从土壤水数量的观念，似乎土壤水应从粘土土样流向砂土土样，但事实恰恰相反。
这说明，光有土壤水数量的观念，尚不能很好研究土壤水运动及对植物的供水，必须建立土壤水的能量的观念，即土水势的概念。
测定土壤水特征曲线（基质势与土壤含水量之间的关系曲线）需要特别的仪器设备，随着土壤科学的发展，越来越多的基层土壤工作者需要土壤水特征曲线这一基础资料，了解土壤水特征曲线的测定，对今后土壤水特征曲线（不管是自己测定还是由别的单位测定）的应用是有益的。
3.2方法选择的依据土壤含水量目前常用的方法有：烘干法、中子法、射线法和TDR法（又称时域反射仪法）。
后三种方法需要特别的仪器，有的还需要一定的防护条件。
土水势包括许多分势，与土壤水运动最密切相关的是基质势和重力势。
重力势一般不用测定，只与被测定点的相对位置有关。
测定基质势最常用的方法是张力计法（又称负压计法），可以在田间现场测定。
土壤水特征曲线是田间土壤水管理和研究最基本的资料。
通过土壤水特征曲线可获得很多土壤基质和土壤水的数据，如土壤孔隙分布及对作物的供水能力等等。
测定土壤水特征曲线最基本的方法是压力膜（板）法，它可以完整地测定一条土壤水特征曲线。
3.3土壤含水量的测定（烘干法）烘干法又称质量法，具体操作是：用土钻采取土样，用感量0.1g的天秤称得土样的质量，记录土样的湿质量m t，在105℃烘箱内将土样烘6h～8h至恒重，然后测定烘干土样，记录土样的干质量m s，根据θm＝m w/m s×100%计算土样含水量，式中：m w=m t－m s；θm表示土样的质量含水率，习惯上又称为质量含水量。
土壤 水分特征曲线
土壤水分特征曲线土壤水分特征曲线，即土壤水的基质势（或土壤水吸力）随土壤含水量而变化，是描述土壤水状态的重要工具。
在农业科学、环境科学、土壤物理学以及水利工程等多个领域，它都发挥着至关重要的作用。
本文将深入探讨土壤水分特征曲线的内涵、测定方法、影响因素以及实际应用。
一、土壤水分特征曲线的基本概念土壤水分特征曲线反映了土壤水的能量状态和数量之间的关系。
通常，土壤水的基质势随土壤含水量的增加而降低，二者呈负相关。
当土壤含水量很高时，土壤颗粒表面的水膜较厚，土壤水吸力较低，基质势较高；而随着土壤水分的蒸发和植物吸收，土壤含水量逐渐降低，土壤颗粒表面对水分的吸附力增强，土壤水吸力增大，基质势降低。
二、土壤水分特征曲线的测定方法实验室内测定土壤水分特征曲线的方法主要有压力膜法、离心机法、砂性漏斗法、张力计法等。
其中，压力膜法和离心机法是最常用的两种方法。
1. 压力膜法：通过在封闭的压力室内对土壤样品施加一系列递增的压力，迫使土壤水分在不同的基质势下排出，从而得到土壤水分特征曲线。
2. 离心机法：将土壤样品置于特制的离心管中，通过离心作用产生的离心力使土壤水分排出。
通过改变离心机的转速，可以得到不同基质势下的土壤含水量。
三、影响土壤水分特征曲线的因素土壤水分特征曲线受多种因素影响，主要包括土壤类型、土壤结构、土壤有机质含量、土壤盐分等。
1. 土壤类型：不同土壤类型的土壤颗粒组成、孔径分布等物理性质不同，导致土壤水分特征曲线存在显著差异。
例如，砂土的土壤颗粒较粗，孔径较大，对水分的吸附力较弱，其土壤水分特征曲线较陡；而黏土的土壤颗粒较细，孔径较小，对水分的吸附力较强，其土壤水分特征曲线较平缓。
2. 土壤结构：土壤结构是指土壤颗粒的排列方式和孔隙状况。
良好的土壤结构有利于水分在土壤中的运动和储存。
土壤团聚体的形成和稳定性对土壤水分特征曲线有重要影响。
团聚体含量高的土壤通常具有较好的持水能力和水分传导性能。
3. 土壤有机质含量：有机质是土壤中的重要组成部分，对土壤水分特征曲线具有显著影响。
测泥土的含水量实训报告
一、实训目的本次实训旨在通过实际操作，掌握测定土壤含水量的一般方法，了解不同土壤类型的水分状况，分析土壤水分与植物生长的关系，以及土壤水分在农业生产中的重要性。
二、实训时间与地点实训时间：2023年X月X日实训地点：XX农业大学土壤实验室三、实训材料与仪器1. 实验材料：- 土壤样品- 干燥的容器- 烘箱2. 实验仪器：- 电子天平- 烘箱- 滤纸- 烘干器四、实训原理土壤含水量是指土壤中水分的质量占土壤总质量的百分比。
测定土壤含水量通常采用烘干法，即取一定量的土壤样品，放入烘箱中烘干至恒重，然后计算水分含量。
五、实训步骤1. 样品采集：在实验地点随机选取多个点，采集土壤样品，混合均匀后作为实验样品。
2. 样品处理：将采集的土壤样品放入干燥的容器中，避免样品受到污染。
3. 称重：使用电子天平准确称取土壤样品的质量，记录为m1。
4. 烘干：将土壤样品放入烘箱中，设置温度为105℃，烘干至恒重。
烘干过程中，每隔一定时间称重，直至连续两次称重差值小于0.01g。
5. 计算水分含量：根据烘干前后土壤样品的质量差，计算土壤含水量。
土壤含水量（%）=（m1 - m2）/ m1 × 100%其中，m1为烘干前土壤样品的质量，m2为烘干后土壤样品的质量。
六、实训结果与分析1. 实验数据：| 土壤样品编号 | 烘干前质量（g） | 烘干后质量（g） | 水分含量（%） ||--------------|----------------|----------------|--------------|| 1 | 20.0 | 18.0 | 10.0 || 2 | 25.0 | 23.0 | 8.0 || 3 | 30.0 | 28.0 | 6.7 |2. 结果分析：通过实验结果可以看出，不同土壤样品的水分含量存在差异。
这可能与土壤类型、土壤质地、气候条件等因素有关。
一般来说，砂质土壤的水分含量较低，粘质土壤的水分含量较高。
土壤水分特征曲线测定
土壤水分特征曲线测定实验一、实验原理土壤水分特征曲线（又称持水曲线，见图1）是土壤含水量与土壤水吸力的关系曲线，该曲线能够间接反映土壤孔隙大小的分布，分析不同质地土壤的持水性和土壤水分的有效性等，在水文学、土壤学等学科的研究与实践中都具有重要作用。
目前，负压计法是测量土壤水吸力最简单、最直观的方法，而时域反射仪（TDR）是测量土壤体积含水率的最常用、最便捷的方法之一。
图1 土壤水分特征曲线（一）负压计负压计由陶土头、腔体、集气管和真空（负压）表等部件组成（见图2）。
陶土头是仪器的感应部件，具有许多微小而均匀的孔隙，被水浸润后会在孔隙中形成一层水膜。
当陶土头中的孔隙全部充水后，孔隙中水就具有张力，这种张力能保证水在一定压力下通过陶土头，但阻止空气通过。
将充满水且密封的负压计插入不饱和土样时，水膜就与土壤水连接起来，产生水力上的联系。
土壤系统的水势不相等时，水便由水势高处通过陶土头向水势低处流动，直至两个的系统的水势平衡为止。
总土水势包括基质势、压力势、溶质势和重力势。
由于陶土头为多孔透水材料，溶质也能通过，因此内外溶质势相等，陶土头内外重力势也相等。
非饱和土壤水的压力势为零，仪器中无基质，基质势为零。
因此，土壤水的基质势便可由仪器所示的压力（差）来量度。
非饱和土壤水的基质势抵于仪器里的压力势，土壤就透过陶土头向仪器吸水，直到平衡为止。
因为仪器是密封的，仪器中就产生真空，这样仪器内负压表的读数这就是土壤的吸力。
土壤水吸力与土壤水基质势在数值上是相等的，只是符号相反，在非饱和土壤中，基质势为负值，吸力为正值。
图2 负压计结构图（二）TDR土壤水分对土壤介电特性的影响很大。
自然水的介电常数为80.36，空气介电常数为1，干燥土壤为3~7之间。
这种巨大差异表明，可以通过测量土壤介电性质来推测土壤含水量。
时域反射仪以一对平行棒（也叫探针）作为导体，土壤作为电介质，输出的高频电磁波信号从探针的始端传播到终端，由于终端处于开路状态，脉冲信号被反射回来。
土壤水分特征曲线测定实验
土壤水分特征曲线测定实验实验原理张力计插入土样后，张力计中的纯自由水经过陶土壁与土壤水建立了水力联系。
在非饱和土壤中，仪器中的自由水的势值总是高于土壤水的势值，因此，仪器中的自由水就会透过陶土管进入土壤，但因陶土材料孔隙细小，孔隙中形成的水膜不能使空气通过，而只能让水或溶质液通过（但如果压力过高水膜破裂，空气就会透过，这时的压力称为透气值），因而在仪器内形成一定的真空度，由仪器上的负压表读出。
最后当仪器内外的势值趋于平衡时，仪器中水的总水势Φwd与土壤中土水势Φws应该相等，即：Φwd＝Φws土水势的完整表述为：Φ=Φm+Φp+Φs+Φg+ΦT因为陶土管为多孔透水材料，并非半透膜，故溶质也能通过，最后达到内外溶液浓度相等，相等。
坐标0点选在陶土头中心，则陶内外溶质势Φs相等。
仪器内外温度相等，温度势ΦT土头中心的内外重力势Φg相等。
这样仪器中和土壤中的总势平衡可表述为：Φmd＋Φpd＝Φms＋Φps式中，Φps为土壤水的压力势，Φms为土壤水的基质势，Φpd为仪器内自由水的压力势，Φmd为仪器内自由水的基质势。
在非饱和土壤中，土壤水所受的压力为大气压（基准状态），故Φps应为零，又仪器中自由水无基质势存在，故Φmd亦为零，所以：Φms＝Φpd＝ΔP D+z为负压表显示的负压值（小于0），z为埋藏在土中的陶土管中心与土面以上负式中，ΔPD压表之间的静水压力即水柱高，（向上为正，大于0）。
即可得到土壤水的基质势。
按定义土壤水吸力为基质势的负值，因而即可测得吸力值。
－zS=－Φms＝－ΔPD），则S=P－z如果负压表读数记为P（大于0，即P＝－ΔPD另外，在计算土样中水分的变化时，还应考虑集气管中水分的变化量。
实验内容与设计1. 土样：粘土、砂壤土2. 容重：1.3g/cm3 、1.4g/cm33. 方式：脱湿：配置饱和土样，在室内自然蒸发，测定整个过程中土壤含水率与吸力关系曲线。
单点：用16个土样，分别配置指定含水率，测定该含水率下的吸力值，连成特征曲线。
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实验报告（一）
课程名称计算方法引论实验项目
名称
Matlab拟合van Genuchten
方程参数
实验项目类型
验证演示综合设计其他
指导
教师
成绩
实验1 Matlab拟合van Genuchten方程参数
一、实验目的及意义
1．直观了解拟合的基本内容；
2. 了解非线性拟合的基本思想；
3. 掌握用MATLAB非线性拟合函数lsqcurvefit方法；
4. 掌握用MATLAB软件的绘图函数plot作图；
5. 通过MATLAB非线性拟合得到土壤持水曲线van Genuchten模型中的四个未知参数以及土壤水吸力和土壤水分含量实测数据的散点图和拟合曲线；
6.通过自己动手作实验学习如何用拟合方法解决实际问题，提高探索和解决问题的能力。
通过撰写实验报告，促使自己提炼思想，按逻辑顺序进行整理，并以他人能领会的方式表达自己思想形成的过程和理由。
提高写作、文字处理、排版等方面的能力。
二、实验内容
1．编写土壤持水曲线van Genuchten模型的M文件；
2．用非线性拟合方法对土壤持水曲线va Genuchten模型进行拟合,通过数值和图形输出，得到土壤持水曲线van Genuchten模型中的四个未知参数以及土壤水吸力和土壤水分含量实测数据的散点图和拟合曲线；3．针对实际问题，试建立数学模型，并求解。
三、实验步骤
1．开启软件平台——MATLAB，开启MATLAB编辑窗口；
2．编写M文件；
3．保存M文件；
4. 在命令窗口输入初始数据、非线性拟合函数lsqcurvefit的命令、plot函数的命令；
5．观察运行结果(求得土壤持水曲线van Genuchten模型中四个未知参数及图形)；
6．写出实验报告，并浅谈学习心得体会。
四、实验要求与任务
根据实验内容和步骤，完成以下具体实验，要求写出实验报告（实验目的→问题→数学模型→算法
与编程→计算结果→分析、检验和结论→心得体会）
基础实验：以东北褐土的一组土壤水吸力和土壤水分含量数据为例，研究土壤持水曲线van Genuchten 模型。
土壤类型 土壤水吸力 土壤含水量 褐土
0 0.565 50.65 0.4013 293.77 0.2502 790.14 0.2324 992.74 0.2307 5065 0.1926 10130 0.1812 15195
0.173
五、实验过程
1.建立fun.m 文件
先打开M-file 创建窗口，输入： function F=fun(x,xdata)
F=x(1)+(x(2)-x(1))./(1+(x(3)*xdata).^x(4)).^(1-1./x(4));
%其中，van Genuchten 模型的4个参数r θ、s θ、∂、n 分别以x(1)、x(2)、x(3)、x(4)代表。
将其保存为fun.m 文件名。
2.在命令窗口输入初始数据
xdata=[0 50.65 293.77 790.14 992.74 5065 10130 15195];
ydata=[0.565 0.4013 0.2502 0.2324 0.2307 0.1926 0.1812 0.1730]; %输入实验数据xdata,ydata
x0=[0.1 0.1 0.01 1];%设定迭代初始值
3.lsqcurvefit 函数拟合
[x,resnorm]=lsqcurvefit(@fun,x0,xdata,ydata)（lsqcurvefit 函数拟合） %x 为拟合的土壤持水曲线参数，resnorm 为残差平方和
4.plot 函数作图
x1=[0:1:15195];
y1= x(1)+(x(2)-x(1))./(1+(x(3)*xdata).^x(4)).^(1-1./x(4)); plot (xdata,ydata,'ko',x1,y1,'k-')
%土壤水吸力和土壤水分含量实测数据的散点图和拟合曲线
六、实验结果
Optimization terminated: relative function value changing by less than OPTIONS.TolFun. x =
0.1641 0.5652 0.0506 1.5003 resnorm =4.8701e-004
即可获得r θ、s θ、∂、n 参数后，即可建立该土壤水分特征曲线：
5003
.1115003
.1]
)
0506.0(1[1641.05652.01641.0-
⨯+-+
=h θ
土壤水吸力和土壤水分含量实测数据的散点图和拟合曲线如下图：
七、实验体会
这个实验主要是运用MATLAB 软件对土壤持水曲线的van Genuchten 模型进行非线性拟合，获得土壤持水曲线的van Genuchten 模型中四个未知参数、土壤水吸力和土壤水分含量实测数据的散点图和拟合曲线，相对来说这个方法比较简单，解决此种问题的方法也比较多样，这就需要我们在平时的学习过程中多思考，多操作，试图寻找解决这个问题的最简便的方法。
通过这次的实验，我对非线性拟合有了更进一步的认识，认识到我对以后的学习更加有信心，我相信在以后的学习道路上一定会走的更加坚定！。