1、第28卷第3期2008年6月水文JOURNALOFCHINAHYDROLOGYVol.28No.3Jun.,2008地下水深埋區土壤水資源實驗站剖面分布的研究寇建林(河北省保定水文水資源勘測局，河北保定071000)摘要：利用冉莊實驗站蒸滲儀的實測資料，對上填水資源量及其剖面分布，進行了具體分析計算。在種植小麥、玉來情況下，算得土壤水登源的剖面分布。0.3m以上的耕作層占46.4%；Im以上占84.3%；2m以上占91.8%。關鍵詞：土壤水資源；別面分布中圖分類號：P332.2文獻標識碼：A文童編號：1000-0852(2008)03-0077-02收福日期=2006-07-10作者簡介:寇建

2、林(1953-),男，河北定州人.程師.長期從事水文水資源實瞼研究工作。1 土壤水資源的基本概念1.壤水是指在水循環過程中，儲存和運移于包氣帶士.壤中的水份。它受大氣降水補給，在重力作用下入滲補給地下水。在作物和，象因素影響下蒸散發。土壤水就是在這種不斷補充和消耗中達到平衡。對于某一時段上壤水平衡方程式為：(P+Yc+£；g)-(R"H卻+R+E+T)=ZkW(1)式中：”為降水量；片為凝結水斌；Eg為潛水對土壤水的補給量；R為地表徑流為地下水入滲補給址；卻為雨期蒸發量；R為植物截留量匕為土壤蒸發址；r為植物散發依；為土壤水變量，根據(1)式水平衡原理，土壤水資源可以表示為

3、：W產P+Vc+Eg-R-&-Ep-R=E+T+(2)可以看出，土壤水資源可以用補給項表示，也可以用消耗項表示。實際上，土壤水資源就是由大降水補進土壤，再從土壤中蒸散發出來的水質。它雖然不能人為的轉移或儲存，但可以自然或人為的被植物利用。故其具有資源的性質。2 土壤水資源的形成過程降水進入國間上埃.首先被表層土壤吸收，增大上壤含水祖，并逐漸向下入滲.降水越大，或者雨的土壤含水屆越大，向下入滲的就越深。當土壤含水量超過田間持水/時，形成敢力水，就會一直向下入滲，達到潛水面形成入滲補給段。同時，在弋象因素和作物影響下，蒸散發現象隨時都在進行。在上壤濕潤時蒸散發較淺，當土壤干早或作物旺盛時.

4、蒸散發現象就向深層發展，甚:至到達潛水面。在降水鼠中，除r超滲或蓄滿產流形成地表徑流的外，都要滲入土壤中。在包氣帶上層中的水，除r形成重力水入漆補給地下水以外.滯留或運移于上壤中的水，終究要形成蒸散發鼠逸出地面，這就是土壤水資源。冉莊水資源實驗站.設有面積為lOn?的大型地中蒸滲儀。從觀測資料中可以清楚的看出土壤水資源的形成過程。圖1是8m測筒1994年各時段降水在包氣帶上層中的累積圖。7月17日降水質49.9mm,入滲深度到1.0m；7月711日降水89.9mm,入滲深度到1.8m；8月26日9月11日降水218.6mm,形成較大的重力水團，入滲直達潛水層，補給地下水。在以后的時段里，沒有多

5、少降水，在包氣帶儲存的重力水團，逐漸向下運移，直至潛水層。圖1中的各條線，就是各時段的降水量人滲到包氣帶上層中，在不同深度形成的上壤水增量的累積圖。從8m潛水面處，割掉下面的入滲補給量，上面的就是土壤水資源在土層中的剖面分布。圖18m測簡1994年各時段降水在包旬帶上層中積果圖3 土壤水資源剖面分布的計算方法根據內莊水資源實驗站的觀測項目，8m蒸滲筒可以列如下水平衡方程式：叩心產ET土W=PH-R4r(3)W±=W,-I=ET-I±LW(4)式中：E7為蒸散發地；眼"“為實測上壤水資源鼠；呼為天然I:壤水資源量;/為灌水忱。(3)式中的右邊各項都是實驗站的實際觀測

6、項目，所以蒸散發以由計算求得。由于每年的7878蒸散發雖不一定與補給項平衡，所以，蒸散發雖中還要增找一個土壤水變*才是實際土填水資源做。土壤水資源分布在包氣帶土層中，只有被作物根系吸收利用，才有價值。同時也只有被不同作物、不同生長期、不同深度的根系吸收利用，才能形成有效的土壤水資源。所以，分析土壤水資源的剖面分布和變化規律，對于農業生產和規劃、作物種植和管理，以及林業和生態環境等都有重要意義。根據冉莊水資源實驗站，在均質亞砂土測筒中，種植小麥、玉米情況下，用實測資料分析計算，試圖求得土壤水資源的剖面分布。在lOm?的測筒中插入三支中子儀測管，同一深度三支測管土壤含水量的平均值作為該點的土壤含水

7、齦。全剖面每20cm一個測點。每510d實測一次土壤含水量，降水(灌水)前后加Mo可以比較準確的控制測筒土壤水的變化過程。根據(3)式，當一個時段(P+I-R-ET)>0時，稱為入滲時段。多余的水滲入土壤中，增大土壤儲水林。滲入土填中的水在剖面上如何分布，可以作以下計算。每20cm一層，從地面向下逐層計算土壤水增雖通過某一深度向下入滲蛾為凡戶(P+I-A-時)-AW如如此從地面向下逐層計算，可得到各個深度的向下入滲信兒。當計算到/代W0時，加這一深度就是這一時段的最大入滲深度。入滲最的計算見表1。衰1可入泠水計算衰注：7月17日P=49.9mm,£T=22.96mm；7月711

8、日P=89.9mm,深度(m)實儲水ft(mm)土壤水ittft(mm)可人溥水髭(mm)7.17.77.117.1-7.77.7-7.117.77.11026.9460.020.244.745.952.51.26.625.7453.420.489592.6108.63.116.022.6437.420.6134.0144.4168.010.423.612.2413.820.8180.0198.7230.118.731.400£7»29.88mm0如7月17日降水去蒸散發盤49.9-22.96-26.94mm,就是這一時段滲入土壤中的可入津水量。去0.2m深度以上的土壤水增

9、量1.2mm.剜下的25.74mmtt是通過02n深度的向下入滲&同樣用26.94mm戒去0.4m以上的土填水ittft3.1mm,«下的22.64mm就是通過0.4m深度的向下入當計算到0.8m時，巳無水向下入滲，說明這一時段的入濯到此為止。這樣逐時段逐層循序計算，即可得到各入滲時段各深度的入滲水量。將一年內各入滲時段同一深度的入滲水量累加，即可得到一年內入滲水量在剖面上的分布(如圖1)。將8m潛水面處的入滲補給量去掉，上面這部分水缺就是土填水資源。上面是根據(P+I-R-ET)計算的入滲雖，實際上，入滲時段的蒸散發M(£T),也是先滲入土壤再蒸散發出來。只是用分

10、段觀測的方法，這部分水量沒有在剖面上顯示出來。所以應該將這部分水量還原到剖面中去。為此，可以選取一些有代表性的蒸散發時段，分別計算蒸散發置的剖面分布。然后進行綜合，求待有代表性的蒸散發蛾剖面分布。利用這種蒸散發蛾的剖面分布，將入滲時段的蒸散發&(ET),分配到剖面中去。這樣就可以求得實測土壤水資源(呼*宴)的剖面分布。因為在實際觀測中包括灌水址在內。為了求得天然土壤水資源M(lTt)的剖面分布，還要將灌水械(1)從剖面中扣除。所以還要求得單純灌水蚯的剖面分布，將灌水量(。從剖面中扣除.求得JT.的削面分布。利用這種計算方法，分析求得冉莊水資源實驗站的土坂水資源的剖面分布如圖2O平均年降

11、水觸586.5mm,土壤水資源量為463.0mm。其剖面分布從圖2看主要集中在表層。0.3m以上耕作層占46.4%,Im以上占84.3%,2m以上占91.8%。不同深度以上土壤水資源的比例()圖2再莊水資源實驗站土壤水資源削面分布圖4幾點認識(1) 由于水資源的緊張趨勢，土壤水資源必將引起更多的關注。利用再莊水資源實驗站，大型蒸溢儀土壤含水雖測次多，測點密的實測資料，提出這種計算土壤水資源量及其剖面分布的方法。對于深入研究土壤水的動態變化規律，以及不同作物、不同生長期在不同土層需水景的定量分析研究，都有重要意義。(2) 土壤水資源是在“四水”轉化中形成的。它與地表徑流和地下水補給有此多彼少的特點。同時它的剖面分布除了與土填和氣象因素有關外，還與作物種類和耕作技術等有直接關系。對土壤水的利用率越高，形成土壤水資源就越多。所以，在同等降水量情況下，不同土壤，不同作物就有不同的土壤水資源量及其剖面分布。(3) 實驗站的資料，可以在特定條件對土壤水資源的形成過程和變化規律進行研究。今后還應有針對性的進行試驗，對將來的土壤水