盛 丰，文 鼎，熊祎玮，王 康

基于电阻率层析成像技术的农田土壤优先流原位动态监测

盛 丰1,2,3，文 鼎1,2，熊祎玮1,3，王 康4

（1. 长沙理工大学水利工程学院，长沙 410114；2. 水沙科学与水灾害防治湖南省重点实验室，长沙 410114；3. 洞庭湖水环境治理与生态修复湖南省重点实验室，长沙 410114；4. 武汉大学水利水电学院，武汉 430072）

针对现有观测技术无法原位监测和判别农田土壤优先流类型、发育位置和演化过程的问题，该研究采用电阻率层析成像技术对野外大尺度条件下的NaCl溶液入渗过程进行原位监测，根据不同时刻监测的剖面视电阻率分布对试验区域的土壤结构分布特征进行分析，对优先流通道发育位置、优先流类型和演化过程进行识别，同时对电阻率层析成像技术识别优先流的精度进行研究。结果表明，试验区域的土壤结构性质不均匀，水平方向5.0～10.0 m范围内的土壤较水平方向0～5.0 m范围内的土壤更为密实；入渗过程中在试验区域土壤疏松区水平方向4.0～5.0 m区间中有非均质指流形成；该指流通道在灌入NaCl溶液9～14 min完全形成，在灌入NaCl溶液60 min时完全退化成基质流；幂函数模型可用来建立剖面视电阻率与Cl-浓度之间的关系。研究成果对农田土壤优先流发育位置与演化过程的原位监测与识别以及防治因水和溶质优势入渗而引起的资源浪费、环境污染和工程地质灾害等具有参考价值。

入渗；土壤；农田；电阻率层析成像；视电阻；优先流；指流；原位监测

0 引 言

优先流又称优势流、非均匀流，是指“水和溶质沿某些特定的路径（优势路径）运动而绕过部分多孔介质的现象”[1]，是土壤中常见的水流运动和溶质运移形式。……