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雨水到哪里去了?它可能流入小溪和江河、排水沟和下水道、形成水坑或者渗入大地。虽然岩石、沙子和土壤都是固体,但其材料的颗粒之间都存在空隙,这些空隙叫做孔隙。水可以流入这些孔隙。度量固体中空隙多少的量叫做固体的“孔隙度”。(要了解更多孔隙度方面的知识,请参阅“岩石的吸收能力”实验。)
另一个重要的测量标准是渗透率,它是指流体可以流过固体的孔隙的速度。如果土壤的渗透率高,雨水会很容易渗入其中。如果土壤的渗透率低,雨水往往会积存在土壤表面,而如果地面不平坦,雨水会在其上流动。
在本实验中,要测量土壤的渗透率。将一个无底的金属罐放入土壤中,然后向罐中倒水,观察水流入金属罐下面的土壤中的速度有多快。
为了进行比较,可在多个区域或用多种类型的土壤做实验。也可与做过这个实验的其他人共享实验结果,比较来自世界不同地区、不同类型土壤的渗透率。
所需物品:
- 一个果汁或蔬菜汁罐,1.5 升或更大,去掉底和盖
- 一把锤子
- 一块木板
- 一把直尺
- 一个能装 1 到 2 升水的桶、罐或瓶子
- 一块手表
- 一段 10 厘米长的不透明胶带或电工胶带
- 铅笔和纸或一台计算机,用来记录观测数据和结果
实验步骤:
- 在对土壤进行试验前,请尽量详细地描述一下土壤的情况。可以描述其位置(牧场、河堤、海滩等等),夹杂的植物(草、苔藓、落叶等等)以及土壤条件(干燥/潮湿、沙质、散粒状、硬质粘土等等)。将观察结果记录下来。
- 将罐放在地上,并将木板放在罐的顶上。用锤子击打木板,使罐嵌入土壤中约 5 厘米深。
- 将胶带贴在罐的内侧靠近罐顶的地方,使它与罐的顶边平行。
- 测量胶带的底部到地面的距离,并记录下来。
- 将水倒入罐中,直至水面到达罐内胶带底部所处的水平面,记下此时的时间。

- 随着水不断渗入土壤,水平面会下降。通过测量水面开始高度标记与实际水面的距离,能够确定有多少厘米的水渗入了土壤。从最初向罐中倒水开始算起,到 30 分钟和 60 分钟时,用直尺测量这个距离。
- 将测量结果记录在数据表中。
- (如果在实验过程中水完全渗入土壤,请立即将水重新加到胶带标记处。此后的高度测量结果应记为从地面到胶带的全部距离加上从水面到胶带的距离之和。如果不得不再次加水,一定要在测量结果中再加一次从地面到胶带的距离。)
- 将一小时内所吸收的水量除以 60,即得到一小时内以每分钟厘米数计量的渗透率。
- 将 30 分钟内吸收的水量除以 30,即得到在前半个小时内以每分钟厘米数计量的渗透率。这个速度与整个小时中的速度相同吗?

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