基于原状土蒸渗仪的潜水蒸发昼夜变化及差异性比较

为探究潜水蒸发昼夜变化及差异,利用五道沟水文实验站蒸渗仪群,进行了砂姜黑土和黄潮土两种代表土壤裸地及种植小麦和玉米三种情景下的实验。结果表明:有作物时,不同需水阶段昼夜潜水蒸发差异明显。需水大时,受蒸腾作用影响,潜水蒸发较大,两种土壤均为白天大于夜间。玉米生长初期需水小,但夏季白天气温较高,均为白天大于夜间。而小麦生长初期,冬季气温低,砂姜黑土昼夜差异不明显,各有大小,黄潮土则为夜间较大。裸土时,黄潮土受夜间水汽凝结及白天毛管断裂影响明显,夜间会大于白天。砂姜黑土则反之。     

蒸渗仪国内外应用现状及研究趋势

为进一步掌握水文循环的过程机理,国内外对蒸渗仪的研究和应用不断发展。分析了非称重式和称重式蒸渗仪,人工和信息化、自动化观测手段的发展,总结了国内外应用蒸渗仪的研究领域和进展,同时通过对国内外应用现状的分析,讨论了满足水文循环及蒸散发研究的新型蒸渗仪设计技术要求。     

基于蒸渗仪和解析法估算毛乌素沙地潜水蒸发量

地下水蒸发是旱区地下水均衡计算中重要的排泄项之一。由于包气带水分运移高度非线性且大气—地表界面动力学过程复杂,估算潜水蒸发量一直是地下水资源评价的难题之一。利用内蒙古乌审旗河南乡均衡试验场E601型蒸渗仪,建立了毛乌素沙地水面蒸发及4种典型岩性（风化砂岩K₁、萨拉乌苏组砂Qpal+l、砂质壤土Qhl、风积沙Qheol）的饱和土蒸发原位试验,结合长期观测获取的大量数据,开展了地下水蒸发与水面蒸发、埋深的关系和地下水蒸发量计算方法研究。结果表明:（1）4种典型岩性（风化砂岩、萨拉乌苏组砂、砂质壤土、风积沙）饱和蒸发量与水面蒸发量比值分别为0.60,0.77,0.47,0.88,表明不同岩性的饱和裸土的蒸发强度不等于自由水面的蒸发强度;实际计算裸土蒸发强度时,不能以自由水面蒸发强度作为参考点,如果运用,必须校正。（2）利用蒸渗仪观测数据和土壤水运动方程稳态解析解,获得4种典型岩性（风化砂岩、萨拉乌苏组砂、砂质壤土、风积沙）潜水稳定蒸发计算的关键经验系数c,分别为628932.63,165058.71,48948.21,1525104.031 m?2。（3）利用稳定蒸发公式确定鄂尔多斯盆地风沙滩区四种典型包气带岩性（风化砂岩、萨拉乌苏组砂、砂质壤土、风积沙）潜水极限蒸发深度约为60 cm,结果得到了室内非稳态蒸发试验的佐证,为研究区水资源评价提供了重要的参数依据。     

鲁中南山丘区潜水蒸发量计算分析

依据地下水位实测资料。采用潜水蒸发系数法计算了鲁中南山丘区潜水蒸发量。分析了山丘区潜水蒸发量的特点。得出山丘区潜水蒸发量不可忽略的结论。     

六安陆面蒸发场大土体原型化蒸渗仪实验研究

介绍了六安陆面蒸发实验场开展的大土体原型化蒸渗仪实验研究，阐述了该实体设计思路与原理、结构及功能扩展的特点、观测系统及分辨精度等，供水文、水资源研究参考。     

季节性冻结-冻融期地中蒸渗计资料处理探讨

本文针对地中蒸渗计在冻结-冻融期存在的问题,利用实验站冻土及土壤水分势能资料,探索了冻土层的发育及其水分运移规律,通过对亚砂土不同埋深及不同年度的地中蒸渗计资料处理,得出冻结期和冻融期地中蒸渗计资料的处理方法及其埋深临界值。这对准确利用冻结-冻融期地中蒸渗计资料具有重要的指导意义。     

利用土壤水吸力计算潜水蒸发初探

通过对潜函数的实验研究，分析了潜水蒸发规律；利用土壤水吸力，探求了计算潜水蒸发的方法。     

大口径蒸渗仪原状土柱取样实用技术

原状土蒸渗仪由于土体结构没有被扰动,可以保持其自然属性,是开展田间水文模拟的理想设施,但土体取样精度不易控制。结合五道沟水文实验站大口径蒸渗仪原状土柱取样实践,针对蒸渗仪原状土柱取样如何快速精确修整、罐体内壁和柱体间的空隙尺寸如何把控、土柱切割如何控制尽可能不被扰动等,系统提出其取样工艺流程和关键技术,发明了铣刀精修土柱法和切土刀板快速切土法,避免了人工修土带来的柱体表面不均匀不光滑、土柱切割不整齐等问题,尽可能减少原状土体结构的扰动和罐体内壁与土柱之间的边界效应。实验表明,罐体内壁与土柱间的空隙2mm可以保持蒸渗仪运行后原状土体的自然属性,从而提高蒸渗仪实验模拟的真实性。     

地中蒸渗计水分运移机理及其监测误差分析

对地中蒸渗计与自然潜水水分运移机理存在的差异及误差进行了分析。结果表明：地中蒸渗计与自然潜水在水位动态、水分存储、水分运移等方面存在一定的差异，使得利用地中蒸渗计监测的潜水蒸发量、降雨入渗补给量与自然潜水的实际情况产生了一定的误差，这种误差随着潜水埋深的变化而变化，潜水埋深越浅，误差越大，潜水埋深越深，误差越小。特别对于潜水埋深小于1．5m的地中蒸渗计，使用其资料时一定要作适当的技术处理，如果直接引用，将会给计算成果带来较大的误差。     

两种小型蒸渗仪在黑河流域山区植被带的应用研究

为定量说明黑河流域山区植被带林地与草地在不同覆盖状况下的蒸发与下渗差异, 依据实际情况设计了桶式与环刀式两种小型蒸渗仪, 根据测算结果评价了两类小型蒸渗仪的适用性, 并剔除不合理测算数据. 根据2002年雨季蒸渗仪观测试验, 将黑河流域山区草地的雨季蒸发分为3个过程:雨季早期, 雨季中期和雨季晚期, 并对这3个过程的蒸发进行对比. 根据计算结果, 分析了草类和草地盖度变化对蒸散发的影响, 并计算了林地与草地的平均下渗量.     

新疆三工河流域冲洪积平原区潜水蒸发特征与潜水调控

利用三工河阜北地下水潜水均衡试验场资料,对该区潜水有效蒸发期4～10月的潜水蒸发量特征进行了分析,提出了该区潜水埋深调控范围.     

地中蒸渗计降雨入渗资料的处理

本文对地中蒸渗计与自然潜水水分运移机理存在的差异进行了分析,并提出了在充分考虑降雨入渗补给物理机制的条件下,运用非饱和带重力蓄水库容调节、土壤复蓄计算对地中蒸渗计降雨入渗资料的处理方法:即P'r-W-Pr方法.该方法结构简单,概念清楚,符合自然实际情况,实现了地中蒸渗计降雨入渗资料向自然实际降雨入渗补给量计算的转变,弥补了地中蒸渗计监测降雨入渗补给的缺陷,使地中蒸渗计的实验数据更加接近自然.     

潜水蒸发与土质及地下水埋深关系

本文分析了不同土体和潜水埋深对潜水蒸发的影响和作　用机理，为节水灌溉和防治土壤盐渍化提供理论依据。     

新疆三工河流域平原区潜水蒸发特征分析

分析三工河流域阜北地下水潜水均衡试验场多年资料,潜水蒸发量主要与潜水埋深及土质有关,潜水蒸发量随埋深的增加而减小,随土壤粘性的增加而减小,土壤岩性对潜水蒸发影响力随埋深增大而减小并趋于稳定,潜水蒸发与埋深具有较好的相关性。     

潜水蒸发系数的观测实验与分析计算

利用1991—2000年的观测实验系列资料，对潜水蒸发系数进行了分析计算，得出了冰期、月、年等三个计算时段不同岩性的潜水蒸发系数，并进行了变化特征和合理性分析，对三水转化机理、农田灌溉排水、盐碱地改造和水资源评价等方面的应用提了建设性建议。     

淮北平原小麦和大豆生长条件下潜水蒸发实验模拟

利用五道沟水文实验站62套原状土蒸渗仪1991～2015年长系列实验资料,采用非线性拟合方法,模拟了砂姜黑土和黄潮土冬小麦和夏大豆各生育期潜水蒸发随埋深变化的规律。通过多种线型拟合,砂姜黑土两种作物潜水蒸发量随埋深的增大而递减,均呈指数函数关系;黄潮土小麦在返青前和大豆出苗-分枝期,潜水蒸发量随埋深的增大而递减,呈指数函数关系,小麦返青期以后和大豆分枝期后,潜水蒸发量在0.5～0.8m埋深区间达到最大值,在0.5～0.8m区间以浅随埋深增大而增大,在0.5～0.8m区间以深随埋深增大而减小,呈复合函数关系。     

巴丹吉林沙漠潜水蒸发的数值模拟研究

为了确定巴丹吉林沙漠潜水蒸发强度与地下水埋深的关系,基于巴丹吉林沙漠的气候背景、砂土特征和不同地下水埋深时的典型植被特点设计了54种情景,利用Hydrus-1D建立不同情景下的SPAC水分运移模型,对周期性气象条件驱动下的潜水蒸发开展数值模拟。模拟结果表明:多年平均潜水蒸发量有着随地下水埋深增大而非线性减小的趋势;不同情景的极限埋深都大于3m,在埋深等于3m时潜水蒸发量都小于最大值的5%;当地下水埋深为0.5~1.5m时,潜水蒸发量对地下水埋深的变化最为敏感;当地下水埋深为1m时,潜水蒸发量对包气带岩性的变化也很敏感;在地下水埋深小于0.5m和大于1.5m的区间,气候、岩性、地下水埋深的变化对潜水蒸发量的影响变得微弱。另外,多年平均潜水蒸发量和地下水埋深的这种非线性关系可以用一个新提出的经验公式进行较为准确的拟合,将这个研究结果用于评价巴丹吉林沙漠湖泊集中区地下水的蒸发消耗,发现潜水蒸发总量显著大于湖面蒸发总量,前者约为后者的2.5~2.6倍,必须在沙漠水分平衡的分析中加以考虑。     

重力蓄水库容对地中蒸渗计降雨入渗资料的调节计算

本文根据在地中蒸渗计固定潜水的特殊构造，分析了其在降雨入渗补给方面与自然潜水之间存在的差异以及用其监测降雨入渗补给的误差，在充分考虑降雨入渗补给物理机制的条件下，提出了运用非饱和带重力蓄水库容调节、土壤复蓄计算对地中蒸渗计降雨入渗资料的处理方法：即Pr-W-Pr方法。该方法结构简单概念清楚，通过用其对太谷均衡实验站地中蒸渗计资料处理、计算，结果表明：运用该方法对蒸渗计资料进行处理符合自然实际情况。Pr-W-Pr方法，实现了地中蒸渗计降雨入渗资料向自然实际降雨入渗补给量计算的转变，弥补了地中蒸渗计监测降雨入渗补给的缺陷，使地中蒸渗计的实验数据更加接近自然。