萨克模型在变质岩山丘区“三水”转化关系研究中的应用

本文选用山东胶东半岛代表性小流域试验资料,根据美国萨克拉门托流域水文模型,分析了变质岩山丘区地表水—土壤水—地下水的转化关系。以降水、实测径流、蒸发资料作为模型输入,应用计算机计算,计算结果与实测数据拟合良好。确定了形成河川径流的地面径流、壤中流、地下径流的定量分配关系。对变质岩山丘区“三水”的蓄泄关系及年内、年际变化进行了分析研究。计算结果分析表明,萨克模型可在同类地区“三水”转化关系及区域水资源评价计算中应用。     

黄土丘陵区降雨、径流、土壤水分的时空分布与利用对策

基于黄土丘陵区的延安燕沟多年监测资料，通过对燕沟流域的降雨、径流、及其不同土地利用方式下土壤水分等时空分布特征分析，明确了黄土丘陵区降雨的时间、空间分布具有显著差异性。降雨量在6～9月相对集中，年际、月际变异大；同时次降雨量、月降雨量均存在显著空间异质性，如降雨量沿燕沟沟道变化及坡向分异。径流特征是降雨及其下垫面特征的综合反映，3月左右由于气温上升，河道解冻，径流量出现小高峰，雨季后2个月出现最大高峰水量。对径流的利用则由于供水／需水时间错位，利用主要集中在枯水季节（4-6月），土壤水资源由于地形、降雨、植被覆盖等的差异性，特别是植被差异性利用，则存在时空异质性。土壤水分在雨季后1-2月在0～150cm形成高值期，150cm以下的土壤恢复缓慢。植被差异利用形成了土壤水分剖面不同：梯田〉草地〉拧条林〉拧条＋五角枫林〉沙棘林〉刺槐林。根据对水资源系统分析，提出了流域水资源开发利用的对策：农作物适雨种植制度；植被空间合理布局；降雨、土壤水、径流三水联合御旱，提高水资源利用效率。     

Fe0去除黄土地区土壤水中的硝酸盐

在欧美发达国家,以Fe0为填料的PRB(permeable reactive barriers)技术已成功用于去除土壤和地下水中的硝酸盐污染,而在我国的实际应用还未见报道,但我国许多地区的土壤水中硝酸盐污染日趋严重,必须采取相应措施.为此,在实验室条件下,通过批实验采用200～300目的还原铁粉研究了在有黄土存在时溶液pH、铁粉表面预处理及铁粉与硝态氮质量比、土壤水中主要阴离子及加活性炭等对硝酸盐去除效果的影响.结果表明,在黄土的碱性条件下,Fe0仍然可以还原硝酸盐,起始pH值影响不大,因为土壤的缓冲作用能抵消进水pH值的影响;铁粉经过酸预处理后能提高反应速率和硝酸盐的去除率;增大铁粉与硝态氮的质量比能提高硝酸盐的去除率,但当这个比值超过100∶1以后,用酸预处理和不作预处理的效果相当,且再增大比值对硝酸盐的去除率影响不大.黄土地区土壤水中的主要阴离子Cl-、SO42--和HCO3-可促进铁粉腐蚀进而加快硝酸盐的还原,同浓度下促进作用顺序为SO42-＞HCO3-＞Cl-;加入活性炭可形成原电池从而加快硝酸盐的去除.硝酸盐还原产物主要是氨,亚硝酸盐只是在反应初期出现但很快就减少,可溶性铁含量都小于0.2mg·L-1.     

地下水浅埋区作物对地下水利用与田间水分管理

禹城地区位于黄河下游冲积平原上，受引黄水影响，区内地下水埋深较浅。对冬小麦生长季节农田水分平衡的分析发现，在地下水浅埋区地下水对土壤水的补给为农田腾发的重要的水分来源，而现行的灌溉制度未考虑这一特点，造成了灌溉水的深层渗漏和动力能源的损耗。文中针对冬小麦提出了地下水对土壤水补给量与冬小麦腾发量之间的估算公式，并从农田灌溉和地下水位调控两个方面提出了田间水分管理措施，以提高作物的水分利用效率。     

典型岩溶槽谷区土壤水δD和δ18O时空分布特征:以重庆市中梁山岩溶槽谷为例

为了揭示岩溶槽谷区土壤水氢氧同位素的时空分布特征,以重庆市北碚区中梁山为研究基地,于2017年5月和2017年9月收集降水及3种不同土地利用方式(耕地、草地和林地)不同深度的土壤水,利用稳定同位素技术研究不同土地利用方式下0~15 cm、15~45 cm土壤剖面的土壤水氢氧同位素时空变化特征.结果表明:(1)土壤水δD和δ~(18)O的平均值分别为-50.0‰±33.6‰和-7.9‰±4.3‰,其值均在大气降水线(LMWL)周围,说明降水是该区土壤水的主要补给来源;(2)土壤水δD和δ~(18)O具有明显的季节变化,5月(土壤水δD和δ~(18)O的平均值-19.4‰±6.8‰和-4.1‰±1.0‰)9月(土壤水δD和δ~(18)O的平均值-82.2‰±14.0‰和-11.9‰±2.2‰);(3)土壤水δD和δ~(18)O在不同土地利用方式下没有表现出明显差异;(4)土壤水δD和δ~(18)O随土壤深度呈梯度变化,5月耕地、草地和林地土壤水稳定同位素以垂直递减趋势为主,9月耕地和林地以递增趋势为主,草地以递减的趋势为主.     

不同水分处理下农田黑土水分特征

采用田间定位试验,利用中子仪原位监测土壤储水量的方法,研究3个水分处理下农田土壤水分特征.结果表明:受长期不同水分处理的影响,适宜水分处理0-110 cm土壤储水量最高,其次为自然降水处理,分别比干旱处理增加了23.4%和12.9%;在大豆生育期内,各水分处理土壤储水量的季节性变化均呈"减小-增加-减小-增加"的趋势,与大豆生育期内降雨分布密切相关;各处理大豆耗水量表现为适宜水分处理>自然降水处理>干旱处理,其值分别为459.4、420.3、326.4 mm;不同时段大豆耗水量表现为在无控水影响的时期(2008-05-01-2008-06-15)大豆耗水量处理间差异较小,而在控水时期差异较明显;从进水量与耗水量的比值可以看出,黑土调节土壤水分的能力较强;干旱处理、自然降水处理和适宜水分处理水分利用效率分别为3.9、4.8和5.4 kg·hm-2·mm-1,表明一般年份灌溉能够提高水分利用效率.     

石家庄市区土壤水分运移的稳定同位素特征分析

根据2013年4月到2014年5月测得的石家庄市区降水和2013年石家庄市雨季土壤水、灌溉水的稳定氢氧同位素,通过稳定同位素示踪的方法从时间和空间的角度分析了不同土壤层位中的稳定同位素的变化规律,进而得出土壤的水分迁移过程.结果表明,过量氘均值为-6.188 5‰,反映了石家庄2013~2014年的年降水主要来自季风带来的海洋水汽,同时有一定的局地蒸发.石家庄土壤水的来源主要是降水,灌溉水在雨季前期有辅助作用,且雨季的降水量足以对土壤进行适当补给.10~100 cm土壤水的δ18O值随深度增大而减小,雨季最大蒸发深度在40 cm左右,取样期间基本上形成了一个土壤水δ18O峰值沿剖面徘徊中不断向下推进的情况,反映了降水的入渗、蒸发和新旧水的混合的相互作用.     

内蒙古农业灌区水循环特征及对土壤水运移影响的分析

针对引黄灌区所面临的水资源问题及灌溉引起的环境问题,以内蒙古河套灌区为研究对象,从灌溉引水、用水、排水之间的转化关系为切入点,以地表水、土壤水和地下水之间的水量平衡理论为基础,定量研究了河套灌区在人类影响条件下的水循环特征.结果表明:灌区内的水循环过程为灌溉(降雨)-下渗-潜水蒸发类型,降水的影响较小,以灌溉水的垂向入渗和潜水的蒸发蒸腾消耗为主,地下水消耗量大于补给量,地下水位呈逐年下降趋势.通过HYDRUS模型模拟计算了河套灌区不同灌溉时期(作物生长期和秋浇期)葵花根层(0～40cm)土壤水的动态规律.结果表明,灌区葵花土壤的水含量在生长期呈下降趋势;在秋浇期呈上升趋势.土壤水渗漏动态与灌溉或降雨关系密切,生育期、秋浇期土壤水渗漏量分别与相应时期的灌水量显著相关.     

降雨入渗与地表径流污染减量模拟试验研究

针对造成水体污染的城市降雨地表径流问题,建立模拟降雨系统,选用聚合物与功能材料,改良土壤结构,提高土壤对雨水的渗透性,削减地表径流及径流携带污染物对纳污水体的污染.结果表明,复合施用PAM与沸石使降雨径流过流体土壤结构被改良,对降雨径流的削减作用明显,对土壤的降水渗透有显著的促进.数据表明,沸石与PAM配施对削减降雨地表径流与提高降雨土壤入渗的效果有协同作用.在36、72和108 mm/h不同降雨强度下,处理土壤水的入渗较对照分别提高了35%～76%、32%～66%和18%～47%,降雨后土壤的含水量较对照可提高1～5倍.     

土壤水研究进展与方向评述

土壤水与大气水、地表水、地下水和植被有着紧密的联系,是水资源中最重要和最复杂的部分.为了给农业生产、生态恢复、环境治理以及水资源合理利用提供有效的理论指导,国内外已经有了较多关于土壤水的研究成果.在综述土壤水研究的进展和已有成果基础上,重点分析了当前在土壤水研究方向上所存在的问题.以往的土壤水研究较多集中于其物理性质,如水分含量及利用、土壤水盐分及其运移规律、土壤水动力学及数学模拟模型研究、土壤水水量计算及水平衡研究等,而对其化学性质的研究和认识较为不足,特别是其地球化学特征的研究更是较少.然而土壤水的地球化学特征同样是决定着土壤水的运移规律的重要因素,但目前此方向的研究只有土壤水同位素地球化学研究.由于土壤水取样困难,土壤水元素地球化学和与环境污染有关的土壤水地球化学研究也仍然较少.因此,今后应当加强对土壤水地球化学特征的研究,并逐步提高实验技术和积累研究经验,以期能更全面地揭示土壤水的本质特征及其运移规律.