不同区域土壤水下渗在四水转化中作用研究
土壤水分及其运动基本方程研究进展
科 技 兴 农
循环 中 的一个 重要 环节 ， 是 土壤 水 运 动 、 污染 物 运 移 、
水分 运动规 律 ， 不 论在 理 论 上还 是 在应 用 上 都 有重 要 的作 用 ， 但 是 由于 问 题 本 身很 复 杂 ， 在 相 当长 的时 期 内， 在 生活 实践 中遇 到 的土 壤水 问题 只 能用 定性 的描 述或 各种 经验 的方法 去处理 。土壤 水 的形 态分类 仅 是
一
种 定性 的描述 ， 由于对 于 土 壤 中水 分 的分 布 和运 动 的研 究无 法量化 ， 因此 在 相 当 长 的一 段 时 间 内在理 论
和 实 践 上 均 没 有 取 得 更 大 的研 究 进 展 。 随 着 科 学 技 术 的发展 ， １ ９ ０ ７年 白 金 汉 （Ｂ ｕ ｃ ｋ ｉ ｎ ｇ ｈ ａ ｍ）提 出 毛 管 势 理论 ， 并 首次将 此概念 应用 于土壤 水 ， 这 为 利 用 能 量 观
在Ｊ ａ ｃ ｏ ｂ ｂ ｅ ａ ｒ所 著 的 《 Ｄｙ ｎ ａ ｍｉ ｃ ｓ ｏ ｆ Ｆｌ ｕ ｉ ｄ ｓ ｉ ｎ Ｐ ｏ ｒ ｏ ｕ ｓ
用 价值 。能量 法则 能精 确 定量 土壤 水 的能 态 ， 因而 在
研 究分 层土壤 中的水 分运 动 、 不 同介质 中水分 转化 （ 如
物理 、 化 学及 生物过程 密切 相 关。研 究土壤 水分运 动将有 助 于提 高农 业水 资源利 用率 、 缓 解 水资 源短 缺 的矛盾 ， 更能促进 水与水 土环境之 间的平衡 。文章概 述 了土壤 水分及 其运 动基本 方程研 究进展 ， 并 对未
地下渗灌研究进展
地下渗灌研究进展马海燕;李福林;张克峰;黄乾;于晓蕾;姜瑶;夏海波【期刊名称】《中国农村水利水电》【年(卷),期】2024()1【摘要】地下渗灌是一种地下微灌方法,通过埋设于地下的渗灌管将灌溉水引至地面下一定深度的土壤中,再利用土壤毛细管作用实现对作物根区直接供水,该灌水方法与“地下滴灌”的灌水过程实质相同。
地下渗灌可有效改善土壤环境质量,利于作物生长,是一项发展前景广阔的高效节水灌溉技术,开展地下渗灌的研究对于推动高效节水农业发展具有重要意义。
从地下渗灌条件下土壤水分运移规律、灌水技术参数、灌溉制度、渗灌管堵塞的影响及调控等方面,对相关研究进展和存在问题进行综述,提出了今后的研究方向,供节水灌溉研究领域的学者参考。
综述认为,与地下渗灌技术的生产实践相比,对其机理方面的研究相对滞后,限制了该技术的深入推广应用,主要表现在:地下渗灌条件下土壤水分运移规律尚不够清晰;堵塞问题依然是目前阻碍地下渗灌技术应用与发展的限制性因素;地下渗灌配水系统优化设计问题尚需进一步研究。
建议今后开展各种不同渗灌条件下的水分入渗数值模拟分析;选取合适的处理水平,研究渗灌灌水效果的主要影响因素,寻求最优灌水技术参数组合;针对地下渗灌条件下作物灌溉制度开展研究,形成一套合理完善的灌溉制度与试验方法;对于渗灌管出流规律、堵塞机理以及进入地下渗灌系统时灌溉水源水质关键参数的有效调控阈值等进行深入研究。
【总页数】8页(P1-7)【作者】马海燕;李福林;张克峰;黄乾;于晓蕾;姜瑶;夏海波【作者单位】山东省水利科学研究院;山东省水资源与水环境重点实验室;山东建筑大学市政与环境工程学院【正文语种】中文【中图分类】TV93;S27【相关文献】1.树木大容量地下渗灌器的渗灌试验研究2.地下滴渗灌灌水技术研究进展3.调亏灌溉对地下渗灌甘蓝产量、品质及水分利用效率的影响4.地下加气渗灌对土壤水分入渗速率及水盐分布的影响5.不同初始含水率下风沙土地下渗灌水分运移特性研究因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
位山灌区四水转化模型模拟研究
表 １ 位 山灌 区 土 地 利 用类 型 与 面 积 ｋ２ ｍ
位 山灌 区位于 山东 省聊城市 的中东部 ， 南临黄 河 ， 北靠 卫 运河 ， 设计灌溉面积 ３ ．７万 ｈ 是我 国特大型灌 区之一 ， ３８ ｍ ， 在
发 量 （ 考 作 物 腾 发 量 ） 再 按 作 物 和植 被 组 成 及 生 长 状 况 ， 参 ， 得
位 山灌 区 ２０ ０ ０年 工业生 产总值 约为 ２ ０亿 元 ， ０ 城市人 口
８ ．７万 ， ３８ 农村 人 口 ４０万 ； ０ ０年 降水量 为 ６ ４Ｉ 属偏丰 ７ ２０ ９ ｍ， Ｂ
我 国灌溉面积超过 ３ ． ３ ３万 ｈ 的 ６个特 大型灌 区中位 居第 ５ ｍ
位 。灌区涉及东昌府 、 临清 、 茌平 、 高唐 、 阳谷 、 东阿和冠县 ７个 县 （ 、 １０个乡镇 ， 市 区） ０ 总土地 面积达 ５７４ ｋ ３ ｍ 。灌 区始建 于 １５ ９ ８年 ，９２年停灌 ，９ ０年恢复引水。灌区渠首设计 引水 流 １６ １７ 量为 ２０ｍ ／ （ ４ ｓ东渠 １０ｍ。ｓ西 渠 ８ ｓ 。位 山灌 区是 山 ６ ／ 、 ０ｍ ／ ）
水 ， 时 引起 地 下水 位 下 降 ； 同 引黄 水 量 的 减 少引起 地 下 水位 下 降并 影 响 农 作 物供 水 。
关 键 词 ：四 水 转化 模 型 ；渠 系水 利 用 系数 ；地 下水 开采 ；位 山灌 区
中图 分 类 号 ：Ｔ ２ ３ Ｖ １
文 献 标 识 码 ： Ａ
视 为 既 相 互 联 系 、 相 互 制 约 的 各 种 子 系 统 。 已有 的 四水 转 化 又 模 型 模 拟 研 究 主 要集 中在 干旱 区绿 洲 地 区 Ｊ 。
2《自然地理学》复习思考题
《自然地理学》复习思考题绪论1.简述地理系统垂直范围的划分依据。
2.试分析自然地理系统的组成与结构特征。
3.自然地理学解决的主要科学问题是什么？4.自然地理学在地理科学体系中的地位和作用如何？5.在自然地理学研究中应注意什么问题？6. 试述现代自然地理学的显著特征和发展趋势。
第一章地球1.简要回答太阳对自然地理系统的影响。
2.太阳系中九大行星围绕太阳运动有哪些共同特征？3.日食和月食是如何形成的？4.简述月球对自然地理系统的影响。
5.地球的形状与大小有什么重要的自然地理意义？6.地球自转对自然地理系统有哪些重要影响？7.地球公转对自然地理系统有哪些重要影响？8.什么是恒星年、回归年？为什么目前采用回归年计年，而不采用恒星年计年？9.简述地球圈层构造及其对自然地理系统的影响。
第二章地壳1.试说明岩浆岩、沉积岩和变质岩在成因、分布、物质组成、结构和结构方面的特点。
2.试说明岩相变化、地层接触关系与构造运动的关系。
3.地质构造在外力配合下可形成哪些构造地貌类型？4.怎样确定岩层的产状？5.在野外怎样判断断层的存在？6.构造板块学说的基本观点是什么？试用板块构造学说解释世界主要火山-地震带的成因。
7.板块边界有哪几种类型？它们分别可形成哪些地貌类型？8.震级与烈度有何差异与联系？火山活动对自然地理系统和人类活动会带来什么影响？9.地质年代单位和地层单位之间有何对应关系？10.古生代、中生代和新生代的地壳演变和生物演化各具什么特征？生物的演化与地壳演变有何联系？11.简述内动力因素影响自然地理系统主要体现在哪些方面？第三章大气和气候1.太阳辐射和地球辐射有何特点？2.什么是辐射平衡？地气系统辐射平衡随纬度怎样变化？3.什么是热量平衡？地面热量平衡的方程是什么？4.何谓干绝热减温率和湿绝热减温率？说明它们的区别和原因。
5.试述气温日变化和年变化的特点和原因。
6.气压梯度力、地转偏向力、惯性离心力和摩擦力对大气中气流的形成有何作用？7.“三风四带”是怎样形成的？8.季风是怎样形成的？9.大气中水汽凝结的条件是什么？10.降水是怎样形成的？世界年降水量分布有何特点？11.说明锋的类型和天气特征。
水文
1.水文现象：指地球上受水的三态转化和水流运动的与水相关的现象。
2.水文学：是研究地球上水的循环，运动与转化及其与地球大气，生物，土壤和岩石等圈层相互作用和联系的一门科学。
3.水文现象：确定性规律；随机性规律；地区性规律。
4.水文循环：通过降水，下渗，蒸散发，地表径流与地下径流等环节，将大气圈，水圈，岩石圈与生物圈相联系起来，并在它们之间进行水量和能量交换。
5.水文循环的意义：正是由于水文循环，大气水，土壤水和地下水之间才能够互相转化，形成不断更新的统一系统。
正是由于水文循环作用，水资源才能够成为可再生资源，才能够被人类及一切生物持续利用。
(1)直接影响气候变化：通过蒸散发进入大气的水汽，是产生云、雨和闪电等现象的主要物质基础。
蒸发凝结成雨（冰、雪）吸收或放出大量潜热。
空气中的水汽含量直接影响气候的湿润或干燥，调节地面气候。
（2）改变地表形态，降水形成的径流冲刷和侵蚀地面，形成沟溪江河，水流搬运大量泥沙，可淤积成冲积平原。
渗入地下的水，溶解岩层中的物质，富集盐分，输入大海，易溶解的岩石受到水流强烈侵蚀和溶解作用，可形成岩溶地貌。
（3）形成再生资源。
（4）水文循环所带来的洪水和干旱，也会给人类和生物造成威胁。
6.水文循环的分类：按规模和过程：大循环和小循环按研究尺度：全球水文循环，流域或区域循环，水-土壤-植物系统水文循环。
7.水文循环的影响因素：1气象因素温度，风速，风向，湿度等。
在水文循环的环节中，蒸发，水汽输送，降水取决于气象条件，因此，气象因素对水文循环的影响起着主导作用。
2 自然地理条件地形，地质，土壤，植被，下垫面等。
自然地理条件主要是通过蒸发和径流来影响水文循环的。
蒸发比重大的地区，水文循环活跃，而径流比重大的地区，水文循环相对平稳。
3 地理位置一般而言，距离海洋越近，水文循环强度越大，反之，则越弱。
4 人类活动人类活动包括各种农业生产，水利工程和城市建设等。
人类活动通过改变流域下垫面条件间接影响水文循环各环节；另外，人类还通过兴建大坝、水库等径流调节工程，以及引水，调水工程直接影响水文循环。
土壤水分运移模拟研究进展
土壤水分运移模拟研究进展【摘要】本文主要探讨了土壤水分运移模拟研究的重要性、背景和研究意义。
首先介绍了土壤水分运移模拟模型的发展历程，从而揭示了数值模拟方法在土壤水分运移研究中的重要应用。
然后重点分析了不同地区土壤水分运移差异的模拟研究以及气候变化对土壤水分运移的影响。
最后探讨了土壤水分运移模拟研究在农业生产中的应用，指出了未来发展方向和与实地观测结合的研究方法。
结论部分强调了土壤水分运移模拟研究对可持续发展的重要性，为推动农业生产效率和生态环境的保护提供了科学支持。
通过本文的研究，将有助于深入了解土壤水分运移机理，并为未来的研究和实践提供有益启示。
【关键词】土壤水分运移模拟研究, 土壤水分, 模型, 数值模拟, 地区差异, 气候变化, 农业生产, 可持续发展, 发展方向, 实地观测, 研究方法, 研究意义1. 引言1.1 土壤水分运移模拟研究进展的重要性土壤水分运移模拟研究是农田水管理和土壤保护的重要领域，在农业生产和生态环境保护中具有重要意义。
随着气候变化和人类活动的影响，土壤水分运移状况对农作物生长和土壤水分利用效率产生直接影响。
通过模拟研究土壤水分运移过程，可以更准确地了解土壤水分变化规律，为合理施肥、灌溉和田间水分管理提供科学依据。
土壤水分运移模拟研究还可以帮助预测土壤水分时空分布情况，为制定有效的土壤保护政策和水资源管理措施提供支持。
通过模拟分析不同气象条件下土壤水分运移的变化规律，可以更好地应对极端气候事件的发生，保障农作物生长和生态系统健康。
土壤水分运移模拟研究是建立可持续农业生产和生态环境保护的基础，具有重要的现实意义和应用价值。
通过深入研究土壤水分运移过程，可以为提高农业生产效率、降低灌溉水耗、改善土壤质量和推动农业可持续发展提供重要科学依据。
1.2 土壤水分运移模拟研究的背景土壤水分运移模拟研究的背景可以追溯到20世纪初，随着计算机技术和数值模拟方法的不断发展，人们开始尝试使用数学模型来描述和预测土壤中水分的运移过程。
土中水的运动规律
土中水的运动规律土中水的运动规律主要涉及到土壤水分运动的过程和影响因素。
土壤是地球陆地上的一种自然资源，可提供植物生长所需的水分和养分。
了解土中水的运动规律有助于进行合理的土壤管理和水资源利用。
1. 水的入渗：土壤中的水分是通过入渗过程进入土壤中的。
入渗是指自由水通过土壤表面进入土壤深层的过程。
入渗速率受土壤质地、土壤毛细管力、土壤的初始水分含量、土壤的坡度等因素的影响。
一般来说，砂质土壤的入渗速率较快，粘土质土壤的入渗速率较慢。
2. 土壤水分的分布：土壤中的水分分布是不均匀的，通常出现水分下渗和水分上升的现象。
水分下渗是指自由水在土壤中向下移动，直到达到地下水位或土层底部。
而水分上升则是指土壤中的毛细水在根系的吸引作用下向上移动。
土壤中的水分下渗和上升过程受土壤的质地、根系的吸水能力以及外界环境的影响。
3. 土壤中水分的保持：土壤中的水分在自由水的下渗和毛细水的上升过程中容易流失，因此需要采取措施进行水分保持。
常见的水分保持方式包括覆盖物（如秸秆、覆膜等）的使用、植被覆盖以及合理的灌溉管理等。
这些措施可以有效减少土壤水分的蒸发和多余流失。
4. 土壤水分的运动路径：土壤中的水分在运动过程中存在多个运动路径。
主要包括：大孔隙流动（通过土壤中的大孔隙直接流动）、毛细流动（通过毛细孔隙的连通路径上升和下降）、分散波动流动（由于土壤颗粒无序排列而产生的波动流动）和根系吸水。
不同路径的运动主要取决于土壤的孔隙结构和根系的分布情况。
5. 影响土中水运动的因素：土中水运动的过程受多种因素的影响。
主要包括土壤质地、土壤结构、土壤含水量、温度、压力和植被覆盖等。
土壤质地和结构的不同会影响土壤中的孔隙结构和通道的大小和连通性，从而影响水分的运动速率和路径。
土壤含水量的变化会改变土壤中的毛细力和浸润能力，进而影响水分的入渗和上升。
温度和压力的变化还会影响水分的气体交换和蒸发速率。
综上所述，土中水的运动规律主要包括水的入渗、分布、保持和运动路径等方面。
不同区域土壤水下渗在四水转化中作用研究
不同区域土壤水下渗在四水转化中作用研究作者：王佳怡朱贵兵李新斌来源：《地球》2013年第02期[摘要] 根据水循环机理及水平衡机理，现有水存在形式主要为大气水、地表水、土壤水、地下水，四种水存在形式的转化具有复杂的联系。
其中土壤水在转化过程中占据中心位置。
土壤水是指地面以下至潜水面以上土壤层中的水分，是联系地表水、地下水的纽带，同时也是物质传输和运移的载体。
本实验基于灌溉下渗实验模型，主要利用时域反射仪（TDR）连续测量土壤剖面水分含量的方法，分别观测北京通州区土壤和昆明土壤在降水入渗与再分配过程。
根据采集的数据经过图像处理与HYDRUS-1D软件模拟图像进行对比得出不同种土壤水入渗过程中不同深度初始含水率以及下渗率、剖面含水率等对实验的影响，据此得出相关结论。
[关键字]土壤下渗灌溉下渗模型时域反射仪初始含水率剖面含水率[中图分类号] S151.9 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2013）-2-12-11 概述“四水”转化是一个庞大的系统工程，对于其中的每一方面而言，都是一个相对独立的子系统，每个子系统各自独立、自成体系，但它们又相互关联、相互依存、相互转化和相互制约，形成了一个独特的循环转化系统。
2 试验条件与方法研究区北京市通州区通州区位于北京市东南部，通州区地处永定河、潮白河冲积洪积平原，地势平坦，自西北向东南倾斜。
其土质多为潮黄土、两合土、沙壤土，土壤肥沃，质地适中。
云南省昆明市位于北纬亚热带，素以"春城"之称而享誉中外。
四是冬无严寒，日照充足，天睛少雨。
两地从地形、气候、降水、土壤等多方面具有不同特点，差异较大，以两地为研究对象进行对比研究实验结果将相对明显。
本实验的土柱灌溉下渗实验模型是由北京土和昆明土的两个土柱以及时域反射仪组成。
从试验地选取优质土进行分装，实验装置如图1所示。
土柱装填在有机玻璃柱中，有机玻璃柱高度65.0cm，内径28.1cm，在不同的深度剖面上水平埋设时域反射仪 TDR）探针，每10分钟自动测定一次土壤水分含水率。
“四水”转化研究综述
Ｐ ｒ ｎｅ等 方程 为 基础 ．提 出 了一 个 复 杂降 雨条 件下 ａｌ ｇ ａ 的 入渗 概念 性 模 型 。范 荣生 等同 黄 土地 区用 水 文 参 在 数 取 代 Ｍｅ — ａｓｎ方 程 中 物 理参 数提 出入 渗 模 型 。 ｉ Ｌ ｒｏ ｎ 包 为 民［ 根 据 蓄满 产流 和超渗 产 流 的产 流机 制 ，结 ８ １ 等
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第２ 卷 第４ ８ 期
２ ０ 年８ ０ ８ 月
水 文
Ｊ ＯＵＲＮ ＡＬ ＯＦ ＣＨＩ ＮＡ ＨＹＤＲＯＬ Ｙ ＯＧ
Ｖ０． Ｎｏ４ Ｉ ２８ ．
Ａｕ ．２ ０ ｇ， ０ ８
“ 四水 ’ 化 研 究综 述 ’ 转
王 加 虎 李 丽 ， 新 红 。 ， 李
Ｐ
Ｐ＋￣ － １ ｆ（ Ｐ Ｐ
） ≤ ； ≤ Ｐ Ｐ
渗方 程 ， 此基 础上 ， 在 中外 有关 学 者又 提 出 了许 多 入渗
模型 ， Ｓ ｔ 如 ｍｉ ｈ等 从 土 壤 水分 运 动 的基 本 方 程 出 发 ．
导 出 了任 意 降雨强度 下 入渗 的计 算公 式 。其方 法 是先 确 定 积 水 时 间 ，然 后 分 别 计 算 积 水 前 后 的 入 渗 率 。
作 者 简 介 ： 加 虎 （９ ５ ， ， 苏 东 海 人 ， 士 ， 海 大 学讲 师 ， 要从 事 水 文水 资源 研 究 。 王 １ ７一）男 江 博 河 主
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６
水 文
第２ 卷 ８
直接 径 流 ， 关 系式 ： 用
。：
形成 土壤 晶格 的 位 结构 有关 。这些结 构是 由生物作
河北省运东区“2006.07”暴雨及“四水”转化分析
２ ２ 暴雨过 程及 空 间分 布 ．
２２ １ 降 水过程 ． ．
“Ｏ６・ ７ 暴 雨 由 ７月 ３ ２０ ０ ” ０日、１日两次 降雨过 程组 成 。 ３
从降水资料看 ，０日降水初期强度 较小 ， 区呈现 中 ３ 雨 捷、 旧城 、 滕庄 子 、 捷地一线 的条状区域 ， ２～３时形成 以中 捷农场为 中心 的第 一个 暴雨 区 ， 降水量 为７ ． ｍ； 时 １２ｍ 之 后， 暴雨 中心 区呈逆时针螺旋状收缩移动 ， ４时在 黄骅 ３～
河 和大浪淀排水渠等 ７条河道相继产流过水 ， 控制 断面总
计 外 排 水 量 ２５ ０ ４ ５ ．５×１ ｍ 。 ０
通过对 调查 区内 的相关 乡镇 重点 沟渠 的调查 ， 经 并 有关 县市 水务 局核 准 ， 整理 汇总后 得到 沟渠拦 蓄径 流量 为８０ ７×１ ｍ ； １． ０ 依据 河道 过水 终止 时 间与暴 雨 前 的水
１ ２７ ４ × １ ｎ 。 １ ． ０ ｌ
３ １２ 坑 塘 拦蓄 径流 量 ．．
据各县市水 务局 统计 ， 查域 内坑 塘 蓄存 水量 总 计 调
２ ９ ３ ５ ×１ ｍ ７ ． ０ 。
３ １３ 田 间沥涝积 水 量 ． ．
本次暴雨过程造成 大 面积农 田成 灾 ， 据调查 统计 ， 调 查 区域 内沥 涝积 水 面积 １８ ．５×１ ｈ 田间沥 涝积 水 量 ０ ｍ，
地下水 资源普查报告》， 区域给水度取值为 ００ １ 该 ．５ 。 由式 （ ） １ 可知 ， 确定 与降雨入渗补 给对应 的地 下水埋 深最大增量 是 工作 的关 键 。本 次暴 雨过 后 ， 区域 内地下 水得 到一定 程度的补给 ， 水位有 所抬 升 ， 受不 同区域下 但 垫 面土 壤岩性 、 降雨量 及 降雨特 征等情 况差 异 以及雨后 各 地地 下水 补给来 源 的不 同， 还有 地 下水流 场 中水 位梯 度 差产 生的 均衡补 给 ， 地表拦 蓄净 流量 的重 复人渗 补给 等 因素 的影 响 ， 区域 内各观 测点 的地下 水埋 深最小 值 出 现时间并不一致 。根据 区域 内所选 地下水位 站暴雨 前后 地下 水埋 深 时程变 化特 点分 析 ， 为本 次暴雨 对地 下水 认 的直接入渗补给大致 于 ８月 ６日８点停止 ， ２ ７月 ６日８时
论雨水集蓄利用的理论和实用意义
2004年3月水 利 学 报SHUILI XUEBAO 第3期收稿日期:2002-06-27作者简介:朱强(1935-),男,浙江杭州人,教授级高级工程师,主要从事农田水利及水资源研究。
文章编号:0559-9350(2004)03-0060-05论雨水集蓄利用的理论和实用意义朱强,李元红(甘肃省水利科学研究所,甘肃兰州 730000)摘要:本文论述了雨水利用在水资源开发中的作用,认为雨水集蓄利用是水资源开发的组成部分,尤其在许多缺水山区是水资源开发不可替代的形式;因此建议应以降雨量作为水资源的总量来进行评价。
雨水集蓄利用与传统旱作农业相结合,在作物生长临界期进行有限人工供水,能显著提高降水利用效率,有可能实现旱作农业的大发展。
关键词:水资源;雨水利用;雨水集蓄利用;节水灌溉;旱作农业中图分类号:TV21319文献标识码:A20世纪80年代以来,在我国西北、华北、西南的缺水山区及沿海和海岛地区出现了解决干旱缺水问题的新型措施,即雨水集蓄利用。
采用这些措施的地区的共同特点是:地面水和地下水严重缺乏或季节性缺乏;地形上山大沟深、沟壑纵横,修建跨流域引水等骨干灌溉工程的条件十分困难;农业生产完全依靠天然降雨,而降雨的年内分布十分不利,水分供需严重错位,农业生产水平低下;更为严重的问题是当地居民祖祖辈辈没有可靠的生活饮用水供给,经常需要政府运水救济。
雨水利用是一项古老技术,我国西北山区人民早就有打窖蓄水供家庭用水之需的传统,南方山区也有修建山塘解决缺水困难的实践。
但限于过去的经济和技术条件,传统雨水利用收集雨水的效率很低,蓄水工程渗漏大,集蓄的雨水连饮用也难以满足,更不要说解决农业生产用水了。
近年来兴起的雨水集蓄利用采取工程措施,有计划的设置集流面,提高集流效率;对蓄水工程采取防渗措施;对雨水资源进行了深度开发,不仅解决人畜饮用,而且在现代节水理论和方法的基础上,发展对作物、树草的补充灌溉,提高了农作物产量,使雨水利用的效率和效益大大提高。
我国不同区域土壤盐碱化的特点及水盐运动的规律
我国不同区域土壤盐碱化的特点及水盐运动的规律
我国不同区域的土壤盐碱化特点和水盐运动规律存在差异。
以下是一些主要区域的土壤盐碱化特点和水盐运动规律：
1. 东北地区：东北地区的土壤盐碱化主要发生在干旱和半干旱地区，这些地区的降水量小，蒸发量大，溶解在水中的盐分容易在土壤表层积聚。
盐碱土主要分布在内陆盆地、山间洼地和平坦排水不畅的平原区，如松辽平原。
2. 西北地区：西北地区的干旱和半干旱气候条件使得土壤中的盐分容易积聚。
此外，由于蒸发作用，土壤中的盐分也会随着水分的迁移而向上移动，导致表层土壤的盐分增加。
3. 华北地区：华北地区的土壤盐碱化也主要发生在干旱和半干旱地区。
这些地区的蒸发量大，而降水量相对较小，这使得溶解在水中的盐分容易在土壤表层积聚。
此外，华北地区的河流和渠道两旁的土地也容易因河水侧渗而使地下水位抬高，促使土壤积盐。
4. 沿海地区：沿海地区因海水浸渍，可形成滨海盐碱土。
这些地区的土壤经常受到海水的直接影响，导致土壤中的盐分含量较高。
对于水盐运动规律来说，土壤中的盐分随水分而运动。
在蒸发过程中，盐分随水分输送到表层，水分蒸发后盐分积聚在表层土壤中。
灌溉和降雨入渗的水分又将盐分带向深层。
长时间内，如果由于蒸发而带到表层的盐分多于入渗淋洗带到深层的盐分，则土壤处于积盐状态；反之，则处于脱盐状态。
总的来说，我国不同区域的土壤盐碱化特点和水盐运动规律与当地的气候条件、地理条件、土壤质地和地下水等因素密切相关。
水量转化
水量转化水量转化意味着水的相变，包括液态固态水的汽化、水汽凝结降水等反复过程。
降水在地球表面形成地表水、土壤水、地下水的聚集，也可以因热力场条件不同，而呈液态与固态形式。
各种自成系统的水体，其边界并非封闭，而是与外界物质能量交换有联系的开放系统。
例如，地表蓄水体可以接受外界水溶解的化学盐类与泥沙及有机质的悬浮物，在重力与分子力作用下发生的渗流、越流可使地表水与地下水相互交换；在热力作用下，这些水体又可通过蒸发与凝结，与大气水分相互转化。
通常所说的四水转化，就是指大气、地表、土壤（包括植物）与地下岩层中水之间的交换或转化。
地球上所有这些转化过程广泛而连续地进行着，构成了宏观的全球水循环系统。
可以说，水量转化是水循环的具体化过程。
1.水量转化系统水循环是一个动态有序的系统。
在大陆区，这个系统比海洋区更为复杂，主要表现在多层次性方面，而且系统外部的环境条件多变，包括多种自然地理因素与人类各种活动的影响。
物质、能量与信息在系统中的流通形式多样，流路与方向繁复。
但是，从整体上观察，系统内部的结构与层次是可以分解和可以划分的。
从大气层到地面以下，可以分为大气水、地表水、土壤水（包括植物）与地下水等子系统。
这些系统都是开放系统，相互之间存在着频繁的物质（水）与能量（热）交换，构成了水量转化系统。
“四水转化”就是上述四水系统中水的往返流通与相变。
大气水分通过凝结作用变为液态与固态降水，进而转化为地表水、土壤水与地下水。
而地表水、土壤水及地下水又通过上升、蒸发等作用，变成水汽，形成大气水分。
同时地表水、土壤水与地下水三水之间也可相互转化。
根据四水系统中的物质流与物质不灭定律，四水转化具有连续性。
因此，我们可以用水量平衡的方法对四水转化进行定量分析。
按照系统分析的原理，每个系统均可写出它们的输入量、输出量及系统中的蓄变量（表5.5）表中符号：A i为水汽输入（A1+A2）；A0为水汽输出（A3+A4）；E为总蒸发；P为降水△A为大气水汽蓄变量；I s与I g为区外地表水与地下水入流；R为区内径流，为地表水与地下径流之和，其中地下水径流又包括土壤径流（R g1）与地下径流（R g2）补给；E s为土壤蒸发；E v为植物蒸腾；E w为地下水上升蒸发；△W为地表水蓄变量，为时段始（t0）末（t）的蓄水量之差；M为土壤入渗；I o为壤中入流；C u为地下水上升；C m为土壤凝结水；P g为通过土壤渗入地下水的降水补给；O o为壤中出流；△W s为土壤水蓄变量；r s为河渠水的渗入；d s为地表蓄水渗漏；j s为区外水侧渗；m s为越流补给；i s为抽水灌溉回归水；a s为区外含水层流入；Ev为地下水上升与抽水排泄；r d为地下水河道排泄，r d与R g2相当；m d为越流排泄；a d为地下出流，不含R g2；△W g为地下水蓄变量。
07水资源管理 思考题
第一步，将各站实测降水量注记在流域地形图上，用绘制等高线的方法绘制出等降水量线；
第二步，用求积仪求出每相邻两条等降水量线之间的面积，用它乘以该面积两侧等降水量线的水量平均值，得到该面积上的降水总量；
第三步，把各个面积上的降水总量相加，用总面积去除，即得到流域平均降水量，其计算公式为：
城市建设形成以城市建设形成以城市建设形成以社会水循环社会水循环社会水循环为主导的为主导的为主导的自然自然自然社会社会社会水循环模式水循环模式水循环模式从蒸发过程看从蒸发过程看从蒸发过程看从降雨过程看接受降雨覆盖条件发生了变化从降雨过程看接受降雨覆盖条件发生了变化从降雨过程看接受降雨覆盖条件发生了变化从下渗过程看从下渗过程看从下渗过程看从径流过程看从径流过程看从径流过程看土壤水调蓄土壤水调蓄土壤水调蓄地下水调蓄地下水调蓄地下水调蓄地表水调蓄地表水调蓄地表水调蓄大气降水大气降水大气降水地面蒸发地面蒸发地面蒸发蒸发蒸发蒸发植物截植物截植物截灌溉水回灌溉水回灌溉水回植物蒸腾植物蒸腾植物蒸腾植物吸收植物吸收植物吸收蒸发蒸发蒸发潜水蒸发潜水蒸发潜水蒸发水面蒸发水面蒸发水面蒸发地表径地表径地表径壤中流壤中流壤中流地下径地下径地下径河川河川河川水库水库水库地表水地表水地表水引水或引水或引水或调水调水调水工农业工农业工农业生活用水生活用水生活用水外来水外来水外来水损耗损耗损耗土地利用土地利用土地利用覆被变化覆被变化覆被变化河川径流河川径流河川径流地下潜流地下潜流地下潜流地下水地下水地下水处理处理处理系统系统系统渗漏渗漏渗漏渗漏渗漏渗漏污废水污废水污废水domesticdomesticdomesticdomesticwaterwaterwaterwateruseuseuseuse地面灌溉地面灌溉地面灌溉就是把水引到田间靠水的重力作用和毛细管作用湿润土壤供植物吸收的就是把水引到田间靠水的重力作用和毛细管作用湿润土壤供植物吸收的就是把水引到田间靠水的重力作用和毛细管作用湿润土壤供植物吸收的灌溉方法
土壤-地表水-地下水相互影响模型
土壤-地表水-地下水相互影响模型
土壤、地表水和地下水之间存在着复杂的相互影响关系，建立相互影响模型是非常重要的。
首先，我们来看土壤和地表水之间的相互影响。
土壤是地表水的重要补给源，它通过蓄水和渗透作用调节地表水的径流量和水质。
当地表水水位下降时，土壤中的水分会向地表水补给，而当地表水水位上升时，土壤会接收来自地表水的水分。
因此，建立土壤-地表水相互影响模型需要考虑土壤水文过程和地表水径流过程的相互作用。
其次，地表水和地下水之间也存在着相互影响。
地表水对地下水的补给是一种重要的补给方式，尤其是在干旱季节或者地表水径流量较大的地区。
地下水的补给也会影响地表水的水位和水质。
因此，建立地表水-地下水相互影响模型需要考虑地下水补给地表水的过程和地表水对地下水的影响。
综合考虑土壤、地表水和地下水之间的相互影响，建立相互影响模型需要综合考虑土壤水文过程、地表水径流过程和地下水补给过程。
模型可以采用数学方程或者计算机模拟的方法，结合实地观测数据进行参数校正和验证。
同时，模型还需要考虑人类活动对土壤、地表水和地下水的影响，例如农业灌溉、城市排水和工业废水
排放等因素。
只有全面考虑各种因素，建立起合理的土壤-地表水-地下水相互影响模型，才能更好地指导水资源的合理利用和保护。
流域下渗能力面积分配曲线
流域下渗能力面积分配曲线水流域下渗能力面积分配曲线是水文学研究中的一种重要方法。
它可以用来描述一个特定地区的土壤中的水分分配情况，并为分析干旱期的水文环境和灌溉要求提供依据。
水流域下渗能力面积分配曲线是按照地下水渗透能力大小对各耕地区地表面积进行排序，从上而下绘制曲线，其中曲线左边为积水能力（或称渗透能力）高的耕地，右边为积水能力低的耕地，而曲线的上升度的大小表示渗透能力的差别。
可以看出，水流域下渗能力面积分配曲线是水文学研究中重要的一种方法。
传统的水文学方法，如地下水位、地表水位和流量测量，可以为水力学研究服务，但并不能对土壤水分分配情况进行分析。
而水流域下渗能力面积分配曲线可以解决这个问题，它可以准确地描述水流域土壤水分分布情况，并可用于识别不同土壤水分分布特征，为水文环境、灌溉要求分析提供依据。
此外，水流域下渗能力面积分配曲线对于森林火灾模拟和植被恢复重要。
可以通过渗能力面积分配曲线确定植被的位置和重新种植的深度，以提高植被恢复的成功率。
总之，水流域下渗能力面积分配曲线是水文学研究中一种非常重要的方法。
它能够准确描述一个特定地区的土壤中的水分分配情况，为分析水文环境和灌溉要求提供依据，也能够为森林火灾模拟及植被恢复提供帮助。
土壤的层状结构对水分和溶质运移的影响研究综述
第２期 收稿日期：２０２０－１０－２１基金项目：江苏省高等学校大学生实践创新训练计划项目（项目号２０２０１１２７６１３０Ｈ）资助作者简介：李 冰（２０００—），女，河南漯河人，本科在校生。
土壤的层状结构对水分和溶质运移的影响研究综述李 冰，魏明远，邓和云，周智博，原汝尧（南京工程学院环境工程学院，江苏南京 ２１１１６７）摘要：由于自然和人为因素作用，土壤多呈现交错复杂的层状结构，这种层状特性对土壤入渗、地下水补给及溶质迁移等过程具有重要影响。
大量研究表明，水分和溶质在层状土壤中的运移特性与均质土壤有明显差别。
本文综述了土壤的层状结构对水分和溶质运移的影响，并分别对实验研究和数值模拟研究两方面展开论述，在总结前人研究成果的基础上提出了层状结构土壤中水分和污染物运移进一步研究的方向。
关键词：层状结构土壤；水分运移；溶质运移；数值模拟中图分类号：Ｓ１５２．７＋２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００８－０２１Ｘ（２０２０）０２－０２６５－０２ 近年来，土壤污染问题日益严峻，被污染土壤经地表水的入渗进而威胁地下水安全。
非饱和带是地表和地下水连接的纽带。
此外，非饱和带还是各种径流成分生成的重要场所。
降雨入渗到非饱和带后，会成为土壤水、壤中流和地下径流，土壤中的污染物随着水分的运移进而污染地下水。
根据土壤布局的不同，可将层状结构土壤分为两类：第Ⅰ类是有较大渗透性的粗质土覆盖有较小渗透性的细质土；第Ⅱ类是细质土覆盖粗质土［１］。
故而层状土是由粗到细或由细到粗的结构。
由于自然和人为因素作用，土壤大多呈现交错复杂的层状结构，层状结构对土壤水分入渗、地下水补给及溶质运移等过程具有重要影响。
由于层状结构土壤分层界面处存在毛管障碍，降低了土壤水分下渗速率，提高了上层土壤水分含量，因此层状结构土壤对水分运动具有阻滞作用［２－４］。
又因为土壤中溶质运移和水分运移相关联，土壤中溶质的运移转化规律将会受到水分运移规律的影响。
且大量研究表明，水分和溶质在层状土中的运移特性与均质土有明显差别，同时随着对非饱和土壤水分运动研究的深入，研究层状土的必要性也凸显出来。
土壤物理研究方法
土壤水分的测定方法与研究一：土壤水分测定的目的和意义土壤水分是SPAC系统中“四水转化”的重要纽带，最重要的是土壤水分的调节对调节土壤水、肥、气、热的重要意义，研究和了解土壤水分运动规律，对制定灌溉、施肥等农业措施具有重要的指导意义。
农田土壤湿度测（measurement of soil moisture）农田土壤水分贮存量及其变化的测定，是土壤农业水文特性测定的基础工作。
其目的在于揭示农田土壤水分状态及其运动规律，掌握作物的水分供应状况，为编制作物水分供应清报和预报，鉴定农机具田间工作条件与效率，以及为采取农业技术措施提供定量依据。
二．土壤水分测定的发展：测定方法分为三类：直接测定法是把土壤中水分与固体部分相分离的方法。
属于这类的方法有：2.1称重烘干法：用取土钻从田间取来土样，在100～105℃恒温条件下，烘烤到干燥状态，并用烘干前后的重量求出土样的含水量占烘烤土样多采用电热恒温干燥箱，它能控制适宜的烘烤温度，因此测定结果比较准确，使用较广，但缺点是测定时间长。
有的使用红外干燥箱，虽然缩短了烘土时间，但因温度较高，容易影响测定精度。
采用简易加热设备的，则因烘烤温度不易控制，精度较差。
称重烘干法是人工取土，劳动强度较大，又不能定点观测土壤湿度的连续变化。
2.2酒精法：将土样置于金属罐中，浇以酒精，点火燃烧，反复数次。
称量燃烧前和最后一次燃烧后的土样重，求得土样的含水量。
此法测定速度快，便于野外考察时使用。
其测定精度与土壤含有机质的多少有关，有机质含量越高，精度越差。
间接测定法测定反映土壤含水量的土壤物理参数或气体体积的方法。
2.3碳化钙法：根据碳化钙（CaC2，俗称电石）和土壤水分作用产生乙炔气的原理，依排出乙炔气的体积大小来测定土壤含水量多少，此法测定速度快，但精度较差。
2.4电阻法：根据土壤水分与土壤溶液电导性的密切关系测定土壤湿度。
由于土壤含盐量的不同和电阻块的电阻与土壤水分关系存在滞湿现象，使电阻法测定精度有限。
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不同区域土壤水下渗在四水转化中作用研究[摘要] 根据水循环机理及水平衡机理，现有水存在形式主要为大气水、地
表水、土壤水、地下水，四种水存在形式的转化具有复杂的联系。
其中土壤水在转化过程中占据中心位置。
土壤水是指地面以下至潜水面以上土壤层中的水分，是联系地表水、地下水的纽带，同时也是物质传输和运移的载体。
本实验基于灌溉下渗实验模型，主要利用时域反射仪（TDR）连续测量土壤剖面水分含量的方法，分别观测北京通州区土壤和昆明土壤在降水入渗与再分配过程。
根据采集的数据经过图像处理与HYDRUS-1D软件模拟图像进行对比得出不同种土壤水入渗过程中不同深度初始含水率以及下渗率、剖面含水率等对实验的影响，据此得出相关结论。
[关键字]土壤下渗灌溉下渗模型时域反射仪初始含水率剖面含水率
1 概述
“四水”转化是一个庞大的系统工程，对于其中的每一方面而言，都是一个相对独立的子系统，每个子系统各自独立、自成体系，但它们又相互关联、相互依存、相互转化和相互制约，形成了一个独特的循环转化系统。
2 试验条件与方法
研究区北京市通州区通州区位于北京市东南部，通州区地处永定河、潮白河冲积洪积平原，地势平坦，自西北向东南倾斜。
其土质多为潮黄土、两合土、沙壤土，土壤肥沃，质地适中。
云南省昆明市位于北纬亚热带，素以”春城”之称而享誉中外。
四是冬无严寒，日照充足，天睛少雨。
两地从地形、气候、降水、土壤等多方面具有不同特点，差异较大，以两地为研究对象进行对比研究实验结果将相对明显。
本实验的土柱灌溉下渗实验模型是由北京土和昆明土的两个土柱以及时域反射仪组成。
从试验地选取优质土进行分装，实验装置如图1所示。
土柱装填在有机玻璃柱中，有机玻璃柱高度65.0cm，内径28.1cm，在不同的深度剖面上水平埋设时域反射仪TDR）探针，每10分钟自动测定一次土壤水分含水率。
时域反射仪的基本原理是，高频电磁脉冲沿传输线在土壤中传播的速度依赖于土壤的介电特性，在一定的电磁波频率范围内（50M～10GHz），矿物质、空气和水的介电特性为常数，因此土体的介电常数主要依赖于土壤容积含水量，这样可以建立土壤容积含水量与土壤介电常数的经验方程，TDR通过测量高频电磁脉冲在土壤中的传播速度求得土壤的介电常数从而计算出土壤的含水量[2]。
其观测精度±2.0%，测量范围0～100%，分辨率0.1%。
因此可以通过连续测定土壤剖面含水率的变化情况，来了解土壤入渗情况。
实验设置为B、K两组，非别代表北京土和昆明土。
其中北京土为砂壤土，昆明土为红壤土。
两组土壤不同深度初始含水率如表1。
实验观测内容包括以下几个方面：①下渗率变化情况；②采用TDR探针测量土壤剖面含水率的变化情况，并绘出相关图件以供分析研究；③稳定入渗率与累计入渗率的关系。
3 实验结果与分析
3.1 Hydrus-1D模拟及其与实测结果比较
Hydrus-1D软件是该软件是一种用于分析水流和溶质在非饱和多孔隙媒介中运移的环境数字模型，是用土壤物理参数模拟水、热及溶质在两维非饱和土壤中的运动一维（二维）的有限元计算机模型[3]。
该模型水流状态为二维或轴对称三维等温饱和-非饱和达西水流，忽略空气对土壤水流运动的影响，水流控制方程采用修改过的Richards方程。
由于本实验只是模拟土柱入渗，无植被参与，故不需要处理根系吸水问题。
模型参数设置：土层设置为一层，土壤剖面深度设置为52cm。
模拟时间为70天，初始时间步长0.001，最短时间步长0.002，最大时间步长1。
上边界设置为随时间变化，每天一组数据，共70组数据，自动处理蒸腾量在每天内的变化。
对于迭代参数（该模型采用迭代法处理非线性Richards方程），使用默认值即可。
土壤水力特性模型采用单孔介质模型中van Genuchten-Mualem公式来处理水力特性。
而水分特征曲线参数则可以选择软件自带土壤经验参数库，本实验北京土为砂壤土，直接调用Sandy Loam参数。
地面边界类型为大气边界，可积水；下端边界类型为自由下渗排水，初始条件采用含水量。
对于可变边界条件则为相应时间段内的灌溉条件，在对应天数后输入灌溉量等数据即可。
使用图形界面编辑土壤剖面，设置53个节点以使节点间距达到1cm。
之后运行模型，设置与土柱相同深度观察点，输出各点含水率随时间变化图如图2所示。
从实验所采集的数据相比，存在以下几点不同：
（1）初次灌溉B1探针含水率实测值高于模拟值；（2）实测值B5点在第一次灌溉600min后含水率开始缓慢升高，而模拟值显示该点在第四天左右达到最大值后含水率降低，且实测值显示该点在第八天才成为土柱含水率最大点处，较模拟值迟；（3）第二次灌溉之前，实测值含水率除B5点外均位于0.160～0.170之间，B5含水率缓慢升高达到0.215，而模拟值显示五个观察点有相同的趋势，最终含水率位于0.143～0.152之间。
研究中需要基于相同的供水条件和实验方法比较实验结果，同时加强各入渗观测方法的对比实验，揭示土壤入渗的物理机制，提出促进土壤入渗、降低地表产流的有效措施。
参考文献
[1]赵洋毅，王玉杰，王云琦，赵占军，吴云，陈林.渝北水源区水源涵养林构建模式对土壤渗透性的影响.生态学报，2010，30（15）：4162-4172.。