华南丘陵地区典型流域的土壤水分时空变化及其驱动机制

流域土壤水分分布是水文学研究重要课题之一,采用地统计学半变异函数分析广东省泗合水流域旱季和雨季2 m深土壤剖面含水率,结果表明:流域土壤剖面水分可划分为表土层(0~20 cm)、根系层(20~70 cm)、基质势层(70~120 cm)、地下水位影响层(120~200 cm)和地下水位层(>200 cm)5个土层区间。表土层直接受降雨和大气蒸发强烈作用,同时受枯枝落叶持水和林下植被根系吸水影响,土壤水分季节和层间变化剧烈。林木根系主要分布在20~70 cm,这层的土壤水分补充主要为根系边隙流,消耗主要为根系吸水,土壤基质势梯度起调整分配作用,土壤水分季节和层间变化都较大。基质势层根系分布较少,大孔隙流较少,土壤水分主要受土壤基质势梯度影响,季节变化比上层土壤小,且随深度变化减小;在120 cm深基质势梯度作用消失,土壤水分季节间及土层间都不再变化,形成零通量层。山坡下部、山坳和低洼地区,地下水位季节变化,对120~200 cm区间的土壤水分产生影响。流域有效包气带厚度是从地面到土壤水分零通量面的深度,在泗合水流域约为120 cm;流域土壤蓄水容量即为这一区间土壤剖面含水量的季节差,计算结果为42 mm;该结果为华南丘陵地区无资料流域的水文模拟提供参数支持。

半干旱黄土区成熟柠条林地土壤水分利用及平衡特征

选择半干旱黄土区流域尺度不同地形条件下成熟柠条林作为研究对象,并以荒坡草地作为对照,在2009—2011年生长季节对0—210cm土壤含水量进行连续观测,开展了剖面土壤水分变异、动态平衡及影响因素研究。结果显示:土壤水分平均值:30—130cm对照>北坡>东坡>南坡,150—210cm南坡(上、中坡位)>对照>北坡>东坡,南坡和北坡样地上坡位>中坡位>下坡位。土壤水分的季节变化表现为9月﹥8月﹥7月,5、6、10月份最低;不同地形条件下,柠条林地土壤水分极差值和变异系数并没呈现出规律性变化,在垂直尺度上,柠条林地土壤水分极差值和变异系数曲线在0—50cm表现比较活跃,70—210cm则相对稳定;在连续干旱年份土壤储水量并没有连续的降低和亏缺,在第1个欠水年亏缺比较严重,第2个欠水年盈亏量基本平衡,而第3个欠水年则略有盈余。研究认为:小流域尺度下的地形条件差异造成了土壤水分规律性变化,但在特定植被生长发育状态和剖面尺度下,植被因子将会成为土壤水分动态变化的主控因子。柠条林发育至成熟阶段,土壤水分补偿与消减将会保持平衡状态。土壤水分与植被生长的相互关系一方面表现出一定的时间差,另一方面植被对土壤水分也具有一定的适应性。这是因为土壤含水率高促进植物生长,植物生长势增强会进一步加大对土壤水分的消耗,土壤水分含量不足则会抑制植物生长,植物生长势减弱会进一步降低对土壤水分的消耗。

降雨条件下层状土坡三维边坡稳定性分析

降雨是诱发滑坡的重要因素之一,在降雨型滑坡的研究中,关于土壤水分剖面形状动态变化对三维边坡稳定性的影响有待进一步考虑。鉴于此,在前人工作的基础上,本文采用含修正形状系数的形状曲线描述土壤水分剖面的变化,结合非饱和土的水力特性,计算等效渗透系数,推导出改进入渗模型并拓展至双层土体入渗。利用GRASS GIS建立三维边坡模型,选取椭球面作为三维滑动面,通过蒙特卡洛法模拟椭球面参数,确定试算滑动面,采用Hovland三维极限平衡法计算考虑雨水入渗影响的三维边坡安全系数。根据湿润锋面、土层间界面和潜在滑动面三者的相对位置关系,将栅格单元柱分为5种情况考虑。通过算例分析验证所提出的降雨条件下三维边坡稳定性分析方法的可行性,结果表明:蒙特卡洛模拟试算样本数的最佳取值可定为2500次;最小三维边坡安全系数随着降雨历时的增加而减小,减小幅度为0.055~0.126。

γ透射法在大型称重式蒸渗仪中的应用

γ透射法在大型称重式蒸渗仪中的应用杨新民张建丰，王文焰，沈冰（西安理工大学水资源研究所，西安７１００４８）关键词蒸渗仪，γ透射法，土壤水分剖面中图分类号Ｏ５７１．３２蒸渗仪（Ｌｙｓｉｍｅｔｅｒ）是一种装满土壤、置于田间地下的反映自然环境、表面裸露或生...

Salt－Water Dynamics in Soils：IV．Changes of Ionic Composition in Soil Profiles During Water Evaporation and Infiltration

Through a simulation test carried out with soil columns (61.8 cm in diameter), the changes of ioniccomposition in soil profile during the processes of water evaporation and infiltration were studied. Underevaporation conditions, ions moving upward with fresh groundwater were mainly Cl￣-, SO, Ca￣(2+), andNa￣+. When the mineralized groundwater took part in the salt accumulation, the ionic composition in soilswas close to that in ground water supplemented. Under rainfall infiltration conditions, the salt-leaching roleoccurred mainly in the top soil. With the decrease of total salt content, NO and Cl￣- reduced rapidly, SOdecreased slowly, but HCO had a little change only. Among cations, Na￣+ and Ca￣(2+) contents lowered atthe same speed, and Mg￣(2+) decreased slowly.