《降雨強(qiáng)度對土壤水再分布的影響》.docx

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1、降雨強(qiáng)度對土壤水再分布的影響武海霞(河北工程大學(xué)水電學(xué)院,河北邯鄲056001)摘要:為了研究降雨強(qiáng)度對降雨入滲土壤后的水量分布規(guī)律,對不同降雨強(qiáng)度下坡耕地0～100cm土壤含水量消退過程進(jìn)行了分析。結(jié)果表明:降雨入滲后表層土壤含水量急劇增加,土層越深,變化幅度越小;隨著停滲時間的延長,上層土壤含水量明顯減小,下層土壤含水量穩(wěn)定增加;降雨強(qiáng)度越大,轉(zhuǎn)化成土壤水的水量越多,停滲后表層水分損失就較少;土壤水變化幅度越小,土壤水消耗過程越短,土壤水再分布影響的土層越深。關(guān)鍵詞:降雨強(qiáng)度;土壤水;再分布;坡耕地中圖法分類號:S152.7文獻(xiàn)標(biāo)志碼

2、:A土壤水分是聯(lián)系地表水和地下水的紐帶,在水資源的形成、轉(zhuǎn)化與消耗過程中具有重要的作用,與農(nóng)業(yè)、水文、環(huán)境等學(xué)科領(lǐng)域都有密切的聯(lián)系[1]。圍繞坡面降雨入滲、產(chǎn)流及土壤水再分布,國內(nèi)外眾多學(xué)者進(jìn)行了大量的相關(guān)研究,取得了許多重要的成果[2-7]。劉賢趙等(1998年)研究結(jié)果表明,土壤水入滲后,表層0～10cm內(nèi)土壤含水率急劇降低;20～70cm的土壤含水率開始有增大的趨勢,隨后逐漸減小;70cm以下的土壤含水率略有變化[8]。陳洪松、邵明安等(2005年)研究了上方來水對坡面降雨入滲及土壤水再分布的影響,結(jié)果表明:當(dāng)初始含水率很低且分布均

3、勻時,由于坡面徑流的波動性和上方來水的沿程入滲,雨后土壤水沿坡面呈“波浪形”分布,大約在坡中部土壤含水量較高,但是在重復(fù)降雨條件下,再分布過程中土壤水會在重力勢的作用下沿坡向下移動[9]。以上研究主要是針對黃土區(qū),對于黑土區(qū)的研究較少。我國黑土區(qū)屬溫帶半濕潤大陸性季風(fēng)氣候,降水集中,且雨量大,降雨強(qiáng)度也大,極易產(chǎn)生地表徑流,造成水土流失。據(jù)王效科等的研究,黑土區(qū)處于中國水土流失的敏感地段[10]。由于降雨強(qiáng)度影響降雨入滲、產(chǎn)流過程,因而會對土壤水沿坡面的分布過程產(chǎn)生影響。本文采用室外人工降雨,研究降雨強(qiáng)度對黑土坡面降雨入滲的影響,以期為黑

4、土區(qū)防止坡面水土流失提供理論依據(jù)。1試驗設(shè)計試驗在人工降雨徑流池進(jìn)行,徑流池設(shè)在黑龍江省甘南縣興隆鄉(xiāng)東興村西部坡耕地,規(guī)格為4m×2m,為正南坡向,坡面單一,坡度為5°。供試作物種類選擇當(dāng)?shù)鼐哂写硇缘拇筇镒魑锎蠖埂Ｔ囼炃跋葘搅餍^(qū)覆蓋塑料布,率定平均降雨強(qiáng)度。具體試驗開始之后,在雨滴到達(dá)地面時即開始計時。噴頭安裝在由三腳架固定的降雨支架上,支架高5m,降雨高度可達(dá)6m,調(diào)整壓力表讀數(shù)可獲得不同的降雨強(qiáng)度。試驗采用了2008年的3場人工降雨,分別為:7月26日降雨80mm/h,8月15日降雨60mm/h,8月30日降雨40mm/h,降雨

5、歷時均為45min。待耕層土壤含水量消耗到與前一場降雨的耕層前期土壤含水量基本一致時,進(jìn)行第2場人工降雨。事先采用環(huán)刀法測得100cm土層內(nèi)土壤飽和含水量為0.450cm3/cm3,田間持水量為0.381cm3/cm3。在小區(qū)的上、中和下部均埋有一根德國生產(chǎn)的Trime-T3管式土壤水分儀(TDR),對土壤水動態(tài)進(jìn)行定時定點(diǎn)分層觀測,觀測深度為100cm,除表層為10cm外,其余測層厚度均為20cm,每3d測1次,降收稿日期:2009-02-14作者簡介:武海霞,女,講師,主要從事農(nóng)業(yè)水土環(huán)境與節(jié)水灌溉方面的研究。E-mail:whx23

6、07@126.com第9期武海霞:降雨強(qiáng)度對土壤水再分布的影響99雨前后適當(dāng)進(jìn)行加測,經(jīng)觀測得出了降雨時及入滲后不同時刻土壤含水量沿土層深度的分布情況。停滲3d和7d時,土層含水量變化過程相似,表現(xiàn)為上層土壤含水率繼續(xù)減少,但其減小幅度明顯要比停滲1d時的低,20～60cm土層內(nèi)的變化幅度加大。研究表明,耕層土壤含水量的增加主要取決于土壤含水量和降水量;土壤含水量減少主要取決于蒸發(fā)量和基2結(jié)果分析2.1不同降雨強(qiáng)度下土壤水再分布由圖1可以看出,不同降雨強(qiáng)度下停滲不同時間的土壤水分布曲線基本相同,表現(xiàn)為在停滲瞬間,表層土壤含水量急劇增加,土

7、層越深,變化幅度越小;隨著停滲時間的延長,上層土壤含水量明顯減小,下層土壤含水量穩(wěn)定增加。降雨強(qiáng)度不同,其產(chǎn)流過程及產(chǎn)流量不同,土壤入滲水量也不同,故對土壤水再分布過程也會產(chǎn)生一定影響。由圖1還可以看出,降雨強(qiáng)度越大,轉(zhuǎn)化成土壤的水量就越多,停滲后表層水分損失較小。如雨后80mm/h降雨強(qiáng)度下有49.6mm降雨轉(zhuǎn)化為土壤水,1d后損失12.9%,60mm/h降雨強(qiáng)度下有40.7mm降雨轉(zhuǎn)化為土壤水,1d后損失24.6%,40mm/h降雨強(qiáng)度下有24.6mm降雨轉(zhuǎn)化為土壤水,1d后損失21.5%。降雨強(qiáng)度越大,土壤水再分布影響的土層就越深,

8、80mm/h降雨強(qiáng)度下0～100cm土層內(nèi)土壤含水量都有較大變化,60mm/h和40mm/h降雨強(qiáng)度下,土壤水變化主要發(fā)生在0～60cm土層,60cm以下土層變化較小。2.2同一時刻不同降雨強(qiáng)