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。     

干旱区高盐度潜水蒸发规律初步分析

为分析干旱区高盐度潜水蒸发规律,于2012年4月1日~2014年3月31日在新疆昌吉地下水均衡试验站开展了不同总溶解固体 (0.8 g/L、30 g/L和100 g/L)、不同包气带岩性(细砂和粉质黏土)和不同潜水埋深(0 m、0.5 m、1.0 m、2.0 m和3.0 m)潜水蒸发量的监测工作。结果表明:当潜水埋深大于0.5 m时,包气带岩性对高总溶解固体(Total Dissolved Solids, TDS)潜水蒸发量的影响与淡水基本一致;潜水埋深0.5 m、TDS为30 g/L时,包气带岩性的差异对潜水蒸发量的影响远小于由于潜水的TDS和外界大气蒸发能力对潜水蒸发共同造成的影响;潜水位埋深为0 m、TDS为100 g/L、包气带为粉质黏土时,年内潜水蒸发趋势与大气蒸发能力E_Φ20的趋势相反;潜水埋深0.5~1.0 m时,在非冻结期随着TDS的升高,潜水蒸发量逐渐减小;当潜水埋深为3.0 m时,TDS的变化对潜水蒸发抑制作用存在滞后性。     

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。     

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.     

三工河流域柽柳耗水特征与生物排水探讨

利用三工河阜北潜水均衡试验场地中蒸渗仪种植柽柳（俗名红柳）试验分析得出,本区4年生柽柳在充分供水条件下柽柳有效蒸发蒸腾期4～10月的蒸发量（利用地下水量）与地下水埋深有关,柽柳蒸发蒸腾量随埋深的增加而减小,其蒸发蒸腾量与埋深呈“S”型函数模型。柽柳在0．5—2．0m埋深下的平均蒸发蒸腾量是同期E20水面蒸发量的1．6倍,柽柳整个生育期平均年蒸发蒸腾耗水量为2797mm,灌区大量种植柽柳利用生物排水调控地下水位具有一定的可行性。     

西北内陆盆地潜水与土壤水转化关系研究

在天山北麓昌吉地下水均衡试验场,选择天山北麓平原的三种代表性岩性(粘土、细砂、砂砾石)进行天然条件下的潜水入渗补给和潜水蒸发模拟试验研究。观测不同岩性的潜水入渗补给量和潜水蒸发量,计算潜水补耗差,分析岩性和潜水埋深对潜水补耗差的影响。研究成果对于认识西北内陆干旱平原区土壤水与潜水的转化关系、涵养和保护地下水资源具有重要意义。     

土壤冻结期潜水蒸发规律分析

通过对冻结期地中蒸渗计实验资料的分析,探讨冻结期地下水蒸发规律,得出冻结期地下水蒸发量与地下水埋深的数理统计关系,给出冻结期发生潜水蒸发的临界值。这对浅层地下水分析研究具有重要意义。     

潜水蒸发系数综合分析

利用河北省冉庄水资源实验站、安徽省五道沟水文水资源实验站、山西省太谷均衡实验站实测的潜水蒸发资料,对潜水蒸发及潜水蒸发系数的变化规律进行了综合分析。提出了不同岩性、不同潜水埋深在有无作物生长条件下的潜水蒸发系数。为华北地区水资源平衡计算潜水蒸发系数的选定提供了参考数据。     

运用溴离子示踪法评价玛纳斯河流域平原区潜水蒸发

潜水蒸发是干旱内陆盆地区地下水的主要排泄方式,但其定量评价存在很大的不确定性,是水均衡分析和水资源评价的难点.在新疆玛纳斯河流域平原区,以溴离子为示踪剂于2017年5月在不同土地利用类型区试验点投溴化钠,分别于2017年8月和2018年8月采样测定溴离子垂向分布,根据溴离子垂向运移速率确定潜水蒸发速率.试验点溴离子的浓度在垂向剖面上的分布呈现单峰形态且峰值上移,根据其峰值上移距离计算得出非沙漠区年平均潜水蒸发量为33.59 mm;不同土地利用类型潜水蒸发由强至弱依次为棉田、荒地、林地和沙漠,年平均蒸发量分别为41.71 mm、34.01 mm、11.28 mm、8.58 mm.溴离子示踪法评价潜水蒸发量的结果与前人相符;潜水蒸发速率与土地利用类型、包气带岩性、土壤体积含水量和潜水埋深有关,岩层粘粒含量越高、含水量越高、越靠近细土平原低地势区,潜水蒸发作用越强.      

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。     

种植条件下土壤水与地下水相互转化研究

选择天山北麓平原两种代表性作物冬小麦和玉米，人为控制不同潜水埋深条件下进行了种植试验，分析研究了种植条件下土壤水和地下水相互转化机理。计算了不同潜水埋深条件下冬小麦和玉米各生育期和全生长期的实际蒸发蒸腾量、潜水补耗差、包气带土壤储水量变化量及同期的潜在蒸发量，结果表明潜水埋深对土壤水和地下水相互转化及农业生态环境具有重要影响。引入了包气带一潜水系统水分转化量均衡临界深度(Z0)概念，发现潜水埋深小于Z0时，潜水向土壤水的转化起主导作用，潜水和土壤水同时对作物需水具有重要动态调节作用，潜水埋深越浅潜水的动态调节能力越强，但是潜水埋深过浅又可能引起土壤次生盐渍化等农业生态环境问题；当潜水埋深大于Z0时，土壤水向潜水的转化起主导作用，土壤水对作物需水仍具有动态调节能力，而潜水基本失去或完全失去对作物需水的动态调节作用，但是有利于潜水入渗补给，增加地下水资源。     

塔里木盆地北东缘潜水蒸发研究

通过试验,分析了潜水蒸发的特征,潜水蒸发的影响因素有气候条件(如温度、湿度、风速等),潜水埋深和土壤质地、结构及作物植被情况等。运用灰色系统等理论建立了潜水蒸发与埋深关系的GM(1.1)模型和潜水蒸发与面积关系的衰减幂函数模型。     

种植条件下潜水入渗和蒸发机制研究

在天山北麓昌吉地下水均衡试验场，选择具有代表性的作物玉米进行不同埋深条件下的模拟种植试验，分析研究种植条件下不同潜水埋深水平的潜水入渗补给量、潜水蒸发损耗量、土壤水储存量和作物耗水量的变化规律。研究成果对于地下水资源和土壤水资源评价以及地下水和土壤水资源的有效调控利用具有重要实用意义。     

人工溴示踪法评价潜水蒸发可行性数值模拟

潜水蒸发是四水转换的重要环节。人工溴示踪法是指示非饱和带水流运动的有效手段,详细分析蒸发条件下包气带中溴离子运移规律以及示踪剂投放条件对潜水蒸发评价效果的影响,对于论证利用人工溴示踪法评价潜水蒸发的可行性,丰富潜水蒸发评价方法体系具有重要意义。利用HYDRUS软件构建多组一维非饱和水流—溶质运移模型,分析不同水位埋深、不同岩性条件下的溴离子运移规律,进而探究示踪剂投放深度、投放浓度对潜水蒸发评价的影响。结果表明:水位埋深越浅、包气带土壤颗粒越细,潜水蒸发强度越大,溴离子向上运移越快,其对不同包气带特征条件下的潜水蒸发过程响应显著,能够有效指示潜水蒸发规律及变化。示踪剂投放深度和投放浓度是影响评价结果的重要人为因素,投放深度越小,潜水蒸发计算值与实际值更为接近;示踪剂投放浓度决定其峰值浓度,弥散作用使示踪剂分布范围逐渐扩大,浓度分布趋于均一而难以确定浓度峰值位置,增大投放浓度有助于延长评价周期。     

疏勒河流域地下水均衡试验场蒸发研究

利用地下水均衡试验观测资料对比分析建立了月平均饱和差与水面蒸发的关系,潜水蒸发的年内分配规律及垂向分布规律;用相同时段内的潜水蒸发量和水面蒸发量做相关分析,提出不用时间的相关性;用φ20cm实测年蒸发量值和彭曼公式计算结果对比,确定计算误差。     

一种潜水蒸发参数的计算方法

根据柯夫达公式计算极限埋深h_0,一般是假设n=1、2或3,然后根据实测的ε、ε_0和h值计算出h_0。这样计算出的h_0值不是实际的潜水蒸发极限埋深。n值不一样,得出的h_0值也不一样。在实际计算中,也可根据多     

称重式蒸渗仪潜水蒸发量的计算

自然环境下的土壤水分入渗、蒸发是相反的过程,入渗是土壤水分经包气带土壤调蓄,垂直下渗补给潜水的运动,蒸发是土壤水分经包气带毛细管及土壤根系层的作用,向土壤表面的运动。本文利用自动称重式蒸渗仪—模拟野外大田生态水文实验环境的大型实验装置,通过设定地下水埋深1.5 m,及垂向剖面上安装的土水势、土壤水分、土壤温度传感器监测资料,气象观测资料,分析土壤水蒸发机理,依据土壤蒸发的确定可采用水量平衡原理,求得实验时段裸面条件下潜水蒸发量计算成果,为平原区浅层水资源计算,精准灌溉试验的研究提供服务。     

半干旱地区地表-地下水系统水热运移与裸土蒸发研究

地表-地下水系统水、热迁移转化与裸土蒸发机理研究对于水量平衡以及地表能量转化具有重要意义。以鄂尔多斯盆地风沙滩地区为研究区,基于原位蒸渗仪长期观测,结合数值模拟,选择2种地下水位初始埋深分别为80 cm（浅埋深）和290 cm（深埋深）的情景,研究了变饱和带水热迁移转化的动力学过程以及对裸土蒸发的影响。结果表明:变饱和带土壤水的运动规律受水头梯度和温度梯度的共同驱动,且在不同水位埋深条件下呈现不同的运动方式;浅埋深条件下,受水头梯度的作用,土壤的毛细上升高度能够到达地表,蒸发条件下土壤水在毛细力驱动下向上运移,土壤内部不存在零通量面,温度对水分运动的影响较小,发现当地下水位埋深小于毛细上升高度时,地下水在毛细力作用下直接贡献土壤蒸发;深埋深条件下,水头和温度是土壤水运动过程的关键因素,位于地表以下18 cm以浅土壤内部出现孤立的零通量面,阻止了土壤水的向上运移,导致蒸发量减小。当地下水位埋深大于毛细上升高度的1.6倍时,地下水不再直接参与土壤蒸发,但会间接地影响包气带的水分转化;因此模拟期间浅埋深的裸土累积蒸发量约为深埋深累积蒸发量的4倍。     

干旱区高盐度潜水蒸发溶解性总固体折算系数分析

为分析干旱区高盐度潜水蒸发与淡潜水蒸发间的关系,提出了干旱区潜水蒸发溶解性总固体(TDS)折算系数(KM)。2012年4月1日—2014年3月31日在新疆昌吉地下水均衡试验站开展了不同TDS(30和100 g/L)、不同包气带岩性(细砂和粉质黏土)和不同潜水水位埋深(0.5、1.0、2.0、3.0 m)的蒸渗仪潜水蒸发试验,利用实测的高盐度潜水蒸发数据计算不同条件下的KM。对潜水蒸发系数和KM进行分析,初步得出了以下结论:高TDS潜水蒸发系数冻结期大于非冻结期,在其他条件一定的情况下,潜水TDS越高,潜水蒸发系数越小;非冻结期高盐度潜水蒸发量小于淡潜水蒸发量,且随着观测时间的延续高盐度潜水蒸发量有减少趋势;冻结期高盐度潜水蒸发量大于淡潜水蒸发量,潜水埋深越大,两者的差值越大,且随着观测时间延续,高盐度潜水蒸发量与淡潜水蒸发量间的差值有变大的趋势;在其他条件一定的情况下,潜水TDS为100 g/L的全年潜水蒸发量小于潜水TDS为30 g/L的全年潜水蒸发量。     

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。