土壤水资源的特性及若干指标

在分析作物生长条件下土壤水均衡要素的基础上，探讨了土壤水资源的概念，深入分析了土壤水资源的特性（对降水的依赖性与相关性、不易保存性、不可开采性、就地利用性和可调控性）。提出了土壤水理论无效库容、土壤水最大次调节量、土壤水可利用量等指标，并初步探讨了河北王瞳试验场土壤水资源的特征。王瞳试验场土壤水理论无效库容为３５５ｎｍ，土壤水最大次调节量为３１４ｍｍ；土壤水储存量和土壤水可利用量随气象条件、灌溉以     

土壤水研究在流域生态—水文过程中的作用、现状与方向

阐述了土壤水在生态系统和人类社会发展中的作用,论述了土壤水研究由形态学向能量学转变发展的历程、土壤水资源近几年研究的现状以及土壤水研究测定的方法及存在的问题,提出今后几年流域土壤水研究的重点领域应为:流域土壤水含量测定与动态监测;土壤水循环与水平衡;土壤水与生态系统关系的研究和流域土壤水预测模型的建立与完善等方面。     

地下水浅埋区土壤水的矿化度变化规律及其影响因素浅析

土壤水的研究对农田水利、水文地质、生态与环境等都具有很重要的意义 ,本文概略介绍了在黄河三角洲地区开展包气带水分运移试验研究过程中 ,野外获取土壤水的方法及设备。在对水样分析结果进行总结的基础上 ,对试验点土壤水的矿化度变化规律及其影响因素进行了初步的分析。主要结论为 ,在地下水浅埋区 ,地下水与土壤水矿化度变化关系密切 ;蒸发作用与蒸腾作用对土壤水矿化度的影响效果是不同的 ,蒸发作用使上层土壤水的矿化度加大 ,而植被在其生长期降低土壤水的矿化度 ;地下水、植被和土壤性质是影响土壤水矿化度的重要因素     

土壤水研究进展与评述

土壤水是联系地表水与地下水的纽带,在水资源的形成、转化及消耗过程中有重要作用,与农业、水文、环境等领域都有密切联系。所以土壤水研究越来越引起人们的重视,有了长足的进步。目前,土壤水研究走向多学科的交叉,如水热盐的耦合运移,冻结土壤中水分的运移,土壤-植物-大气连续体中的水热运移等。土壤水运动机理研究也更加深入,如优先流、土壤水参数的测定及确定、土壤水参数的空间变异性等。土壤水研究的数值模拟方法也有一些突破,如有限解析法、特征有限元法、交替方向有限元法等。土壤水研究的应用也更加广泛,如用于水资源评价、土壤水分与作物的关系、水环境评价等。     

断陷盆地高原面典型岩溶洼地旱季土壤水氢氧同位素时空差异特征

以云南省蒙自断陷盆地东山山区典型岩溶洼地为研究区,通过野外采集土壤样品与实验室测试分析相结合的方法,运用稳定同位素技术研究旱季不同深度土壤水氢氧同位素组成,揭示区内土壤水氢氧同位素时空变化特征,为进一步研究云南断陷盆地山区土壤水分运移机制和当地农业合理利用和管理水资源提供科学依据。结果表明:(1)土壤水δD、δ18O同位素值的变化范围分别为-128.3‰~-27.6‰和-17.5‰~2.5‰,平均值分别为-96.1‰±20.7‰和-12.3‰±3.7‰,降雨转化为土壤水和水分在土壤中重新分布时发生一定程度的氢氧同位素分馏。(2)旱季两个月份土壤水氢氧同位素组成发生变化,4月份土壤水δD、δ18O同位素平均值分别为-86.3‰±23.83‰和-10.6‰±4.3‰,显著高于2月份(δD:-106.1‰±9.5‰;δ18O:-14.1‰±1.6‰)(p<0.05),主要和4月份土壤水的蒸发作用强烈有关。(3)在空间上,坡地与洼地之间土壤水氢氧同位素组成存在差异,2月份坡地与洼地之间土壤水δD、δ18O值差异显著(p<0.05),洼地土壤水δD、δ18O比坡地偏轻;4月份坡地与洼地之间土壤水δD、δ18O值差异不显著(p>0.05)。(4)土壤垂直剖面方向上土壤水δD、δ18O值随着土壤深度的增加而减小,浅层土壤水δ18O和深层土壤水δ18O存在显著差异,2月份浅层土壤水δ18O比深层土壤水δ18O偏正2.8‰,4月份浅层土壤水δ18O比深层土壤水δ18O偏正10.5‰。      

基于MODIS与GLDAS数据的湟水河流域土壤水反演

表观热惯量土壤水反演适用于植被覆盖度较低的区域。利用MODIS数据反演的表观热惯量,联合GLDAS数据反演了湟水河流域2014—2016年土壤水的时空变化,对比分析了土壤水和降水量的关系。结果表明,湟水河流域表层土壤水基本上在17～19 mm范围内波动,其整体变化表现为上升的趋势。流域的东南部表层土壤水含量相对较高,西北部的表层土壤水含量相对较低,降水是引起表层土壤水含量周期性变化的主要原因。     

土壤水异质性研究进展与热点

土壤水是水资源的重要组成部分，是衔接四水转换和循环的核心。土壤水分异质性是土壤水研究的关键科学问题；绿水理念下水循环、水平衡更关注土壤水分的有效性。随着土壤水观测和识别技术的完善，可能获取多尺度土壤水时空变化信息；遥感、同位素、模拟与定位观测的结合在理解土壤水过程方面起着重要作用。认识土壤水文参数在测点尺度和生态水文单元尺度间的转换机理、研究土壤水及其驱动因子的异质性变化规律、形成土壤水异质性同化和尺度转换的方法与技术是近期热点。     

区域土壤水贮量及旱情预报

本文对传统的土壤水均衡方程进行了改进,把二维空间坐标(x,y)引入到土壤水均衡方程中,建立了分布式土壤水均衡方程,可进行区域土壤水贮量分布动态的计算与预报。利用地理信息系统(GIS)技术,实施了所建立的区域土壤水贮量预报模型。根据作物对土壤水的要求,进一步求得了区域土壤旱情分布图。此方法已实际应用于黄淮海平原曲周研究区。     

运用概念性流域水文模型分析气候对土壤水的影响

本文运用概念性流域水文模型模拟土壤水动态，以分析气候与土壤水的关系和气候变化对土壤水的影响，为土壤水的分析计算提供了一条切实可行且有效的途径，并首次试用实测土壤水资料检验水文模型的土壤蓄水计算值，为广泛应用土壤水资料于模型研制作出了有益的尝试。     

黑河下游典型生态系统水分补给源及优势植物水分来源研究

通过对黑河源区降水、 黑河下游河岸林生态系统、 人工梭梭林生态系统梭梭及戈壁红砂生态系统土壤水和浅层地下水稳定氢氧同位素组成(δD、 δ¹⁸O)的测定, 对黑河下游典型生态系统土壤水和浅层地下水的补给源进行了研究. 同时通过对比分析河岸林生态系统胡杨和柽柳、 人工梭梭林生态系统梭梭及戈壁红砂生态系统红砂等优势植物根系水及其对应的土壤水及浅层地下水的δ¹⁸O, 对黑河下游典型荒漠植物水分来源进行了研究, 并对不同潜在水源对植物水分来源的贡献率进行了计算. 结果表明: 河岸林生态系统和人工梭梭林生态系统的土壤水和浅层地下水来自黑河源区的降水, 源区降水通过黑河河道输水补给河岸林进而形成土壤水和浅层地下水, 但人工梭梭林的土壤水蒸发作用强烈. 戈壁红砂生态系统由于远离黑河, 土壤水不受黑河源区中上游输水的补给. 就植物水分来源而言, 在河岸林生态系统中, 乔木胡杨主要利用40~60 cm的土壤水和地下水, 灌木柽柳主要利用40~80 cm的土壤水; 人工梭梭主要利用200 cm至饱和层土壤水和地下水; 戈壁红砂主要利用175~200 cm的土壤水. 因此, 在黑河下游极端干旱区, 土壤水和地下水是维持荒漠植物生存、 生长及发育的主要来源.     

农田大尺度土壤水空间变异试验研究

为了解半干旱地区农田大尺度土壤水空间变异性特征,文章利用传统统计学和地统计学方法对清水河平原105个土壤剖面的6个水平层面的土壤水分进行了分析。发现旱作农田土壤水垂向分布与灌溉农田有较大区别。同一置信水平和精度要求下,同一深度上旱作农田土壤含水量观测试验的合理取样数目明显高于灌溉农田;深层的合理取样数目明显高于浅层。区域土壤水具中等偏弱空间相关性,土壤水高值区与灌溉区具有一致性。结果表明:在半干旱地区,农田类型(灌溉与旱作)是影响农田大尺度土壤水空间变异的重要因素,多年灌溉农田土壤水空间变异性弱于旱作农田;区域土壤水空间变异性浅层弱于深层;土壤水空间分布与农田类型具有一致性。     

浅析包气带土壤水变化特征

水文水资源循环系统,是大气降水、地表水、土壤水、地下水的转化系统,而每个子系统其自身变化发展的规律,运用科学的方法深入研究,有助于我们认识自然,从而更好地掌握科学,服务于自然。利用土水势,土壤水分状况,零通量面方法定量计算揭示了土壤水的变化特征,指出降水灌溉转化为土壤水的份额,远高于入渗补给地下水的份额,作物实际腾发量中约90％吸收利用的是土壤水。     

黄土高原丘陵沟壑区包气带土壤水运移过程

包气带土壤水运移过程是黄土高原生态修复中亟需回答的关键科学问题。环境同位素方法可获取其他方法难以获取的水文过程信息。通过对黄土高原丘陵沟壑区羊圈沟小流域降水、包气带0~150 cm土壤水和绣线菊（Spiraea salicifolia）木质部水等样品的同位素δD和δ18O进行测定。结果表明:羊圈沟小流域降水同位素组成受蒸发作用影响较大,呈现明显分馏效应。包气带土壤水、降水与木质部水同位素组成存在明显月份变化特征。降水是土壤水的主要补给来源,灌丛的水分利用来源主要为降水和土壤水,符合降水-土壤水-植被水的运移特征。灌丛木质部水和20~40 cm土壤水δD和δ18O最为接近,20~40 cm土壤水是灌丛水分利用的主要来源。研究揭示了包气带土壤水运移过程及植物水分利用来源,为土壤水运移过程、模型结构与参数识别等提供科学依据。     

双参数冻融新模型在新疆喀什地区土壤水预测中的应用研究

土壤水的准确预测对区域旱情评估及水量分析计算十分重要。传统模式大都基于土壤水观测数据构建线性回归方程进行预测。本次研究结合一种新的双参数冻融模型,以新疆喀什为研究区域,综合考虑土壤物理特性和参数的非线性,对区域内的土壤水进行非线性预测,结果显示:喀什地区的土壤水预测结果和实测土壤水数据相比,新模型预测计算误差在6%~10%之间,明显优于传统自动监测仪器的误差值,预测精度大大提高,具有重要的参考和实用价值。     

土壤水取样技术应用基础研究——土壤水提取量与土壤含水量关系

土壤水取样技术在环境地质研究领域，特别是包气带污染质迁移，集聚研究，浅层地下水的污染预测与防治，盐渍土改良及农业生态研究等方面具有重要的应用价值。因而，以实验资料为依据。研究了土壤水取样技术某些重要应用基础问题，重点描述了土壤水取样器在4种不同岩性中的土壤水提取量与土壤含水量的关系，岩性中的土壤水提取量与土壤吸力的关系，并建立了相应的相关方程，以及对影响土壤水取样速率和取样量主要因素等问题进行了分析。     

土壤水全时空调控的初步探讨

农业是第一用水大户,有利利用土壤是实现黑龙港地区农业可持续发展的关键,本文分析了黑龙港地区主要作物需水与降水的关系,建立了作物生长条件包气带流动系统的概念,并以此为基础提出了土壤水全时空调控的概念,探讨了土壤水全时空调控的涵义与措施,指出土壤水调控是一系统工程,必须多种措施有机结合,简单介绍了王瞳试验场开展的田间土壤水调控试验成果。     

典型岩溶槽谷区土壤水和地下水氢氧稳定同位素对隧道建设的响应

隧道建设引起地下水流场改变,对区域水分运移过程造成严重影响.以重庆市中梁山岩溶槽谷为例,于2017年4月~2019年4月收集降水、土壤水、地下水和隧道排水,利用氢氧稳定同位素分析隧道影响区和非隧道影响区的土壤水和地下水运移过程,探索隧道建设对其产生的影响.结果表明:隧道影响区土壤水δ2H和δ18O变化幅度较非隧道影响区土壤水剧烈,地下水δ2H和δ18O变化幅度较非隧道影响区地下水更平稳;与非隧道影响区的土壤水和地下水相比,隧道影响区浅层土壤水δ2H和δ18O夏季偏重,深层土壤水δ2H和δ18O秋季偏重,浅层岩溶泉水δ2H和δ18O四季均偏重,地下河水δ2H和δ18O冬季偏重,其余季节各水体的δ2H和δ18O偏轻;隧道影响区和非隧道影响区水体平均滞留时间和"新水"比例差异从土壤水到地下水逐渐减小,隧道影响区土壤水滞留时间较非隧道影响区土壤水少25.4 d,"新水"比例高13.5%,地下水滞留时间少16.1 d,"新水"比例高3.4%.隧道建设一定程度上加快了隧道影响区水分运移速度,造成土壤层中滞留水分减少,水分混合作用减弱,导致地下水混合作用更加显著.      

膜下滴灌微区环境对土壤水盐运移的影响

基于膜下滴灌特有的"膜中"、"膜间"、"膜边"、"膜外"微区环境,利用2011—2013年田间对比试验方法获取的5 960个数据,运用柯布-道格拉斯模型,构建膜下滴灌环境土壤层次、灌水定额、土壤水分、气温、蒸发综合因素与土壤水盐关系及影响效应分析模型.结果表明,在气候干旱、蒸发强烈灌区,地膜覆盖与滴灌结合的地表介面灌溉形式下,土壤水盐具有水平方向由"膜中"向"膜边"地表裸露区定向迁移,垂直方向土壤水盐则由下向上层运移且趋于"膜外"边界积累的趋势,尤其是气温与蒸发因素交互作用,推进膜下滴灌土壤水盐在地膜覆盖与土壤裸露区域空间运移,研究结果进一步揭示了膜下滴灌"土壤水盐定向迁移"形成机理,为膜下滴灌土壤水盐地表排放模式应用提供了依据.     

土壤水滞后特性的研究

为了研究土壤水滞后现象,本文通过分析Mualen的模式特性及利用实验数据,提出了模拟计算土壤水特性曲线的改良模式。利用这种模式可以计算吸湿和脱湿过程的水分状态变化。在此基础上,用pF～比水分容量曲线分析了在不同状态过程中土壤水运动特性。     

扎龙湿地包气带土壤水分垂直运移的稳定同位素研究

实测了扎龙湿地包气带土壤水以及芦苇的稳定同位素变化,通过建立模型和分析数据展开了湿地包气带土壤垂向水流运动情况的同位素示踪研究,分层计算了土壤水垂直运移量,建立起时段内通过土壤某一水平断面的土壤水垂直运移量与时段降雨量、时段土壤含水量变化的关系,分析结果对确定湿地垂向水流补给有重要意义。