2.2.4　试验方案

为了模拟冻结期外界气温变化条件下地下水浅埋区土壤剖面水热变化规律及潜水蒸发规律，将模拟池分为两部分，底部铺设厚度约2cm的石英砂，模拟控制潜水位埋深为87.5cm。根据原状土的容重和土壤含水率等参数，将砂壤土和粉质粘壤土均匀充填于模拟池中，并在垂向上埋设智能温度传感器，分别独立供水直至剖面水分稳定，此过程需要约11d。当剖面水分稳定时，模拟池就是一个地下水浅埋区土壤剖面。

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日分别按方案1、方案2和方案3进行了室内不同冻结气温降幅的单向冻结试验。

方案1（小幅降温Δ3℃）　起始冻结气温（指零度以下的气温）约为－5℃，当土壤剖面温度稳定时降低Δ3℃，经过6次变温一直降至－23℃，剖面温度稳定时停止冻结，历时42d。

方案2（中幅降温Δ5℃）　起始冻结气温为－5℃，当土壤剖面温度稳定时降低Δ5℃，经过5次变温一直降至－30℃，剖面温度稳定时停止冻结，历时45d。

方案3（大幅降温Δ7℃）　起始冻结气温为－5℃，当土壤剖面温度稳定时降低Δ7℃，经过4次变温一直降至－33℃，当土壤剖面温度稳定时停止冻结，历时41d。

室内冻结模拟理论试验方案详见表2.7。由于冻结温度是由人工调节冰箱控制的，所以实际的冻结温度与理论方案的冻结温度不完全一致。土壤含水率的监测采用人工土钻取土，称重烘干法测定，重量测量精度达到0.01g。每次调节冻结气温之前进行一次含水率监测，取样点深度分别为0、5cm、15cm、25cm、35cm、45cm、55cm、65cm、75cm和85cm。土壤温度监测点深度设置情况见表2.8。