2.2.4　試驗(yàn)方案

為了模擬凍結(jié)期外界氣溫變化條件下地下水淺埋區(qū)土壤剖面水熱變化規(guī)律及潛水蒸發(fā)規(guī)律，將模擬池分為兩部分，底部鋪設(shè)厚度約2cm的石英砂，模擬控制潛水位埋深為87.5cm。根據(jù)原狀土的容重和土壤含水率等參數(shù)，將砂壤土和粉質(zhì)粘壤土均勻充填于模擬池中，并在垂向上埋設(shè)智能溫度傳感器，分別獨(dú)立供水直至剖面水分穩(wěn)定，此過(guò)程需要約11d。當(dāng)剖面水分穩(wěn)定時(shí)，模擬池就是一個(gè)地下水淺埋區(qū)土壤剖面。

2009年5月18日至7月1日、8月13日至9月28日和10月30日至12月11日分別按方案1、方案2和方案3進(jìn)行了室內(nèi)不同凍結(jié)氣溫降幅的單向凍結(jié)試驗(yàn)。

方案1（小幅降溫Δ3℃）　起始凍結(jié)氣溫（指零度以下的氣溫）約為－5℃，當(dāng)土壤剖面溫度穩(wěn)定時(shí)降低Δ3℃，經(jīng)過(guò)6次變溫一直降至－23℃，剖面溫度穩(wěn)定時(shí)停止凍結(jié)，歷時(shí)42d。

方案2（中幅降溫Δ5℃）　起始凍結(jié)氣溫為－5℃，當(dāng)土壤剖面溫度穩(wěn)定時(shí)降低Δ5℃，經(jīng)過(guò)5次變溫一直降至－30℃，剖面溫度穩(wěn)定時(shí)停止凍結(jié)，歷時(shí)45d。

方案3（大幅降溫Δ7℃）　起始凍結(jié)氣溫為－5℃，當(dāng)土壤剖面溫度穩(wěn)定時(shí)降低Δ7℃，經(jīng)過(guò)4次變溫一直降至－33℃，當(dāng)土壤剖面溫度穩(wěn)定時(shí)停止凍結(jié)，歷時(shí)41d。

室內(nèi)凍結(jié)模擬理論試驗(yàn)方案詳見(jiàn)表2.7。由于凍結(jié)溫度是由人工調(diào)節(jié)冰箱控制的，所以實(shí)際的凍結(jié)溫度與理論方案的凍結(jié)溫度不完全一致。土壤含水率的監(jiān)測(cè)采用人工土鉆取土，稱重烘干法測(cè)定，重量測(cè)量精度達(dá)到0.01g。每次調(diào)節(jié)凍結(jié)氣溫之前進(jìn)行一次含水率監(jiān)測(cè)，取樣點(diǎn)深度分別為0、5cm、15cm、25cm、35cm、45cm、55cm、65cm、75cm和85cm。土壤溫度監(jiān)測(cè)點(diǎn)深度設(shè)置情況見(jiàn)表2.8。

表2.7　凍結(jié)試驗(yàn)方案

注　凍結(jié)氣溫為冰柜空載條件下調(diào)試的。

表2.8　土壤溫度監(jiān)測(cè)點(diǎn)深度設(shè)置情況　　　單位：cm