利用环刀法快速原位测定土壤蒸发量

原位准确快速测量土壤蒸发量,对研究干旱与半干旱地区土壤蒸发规律和水量平衡计算具有重要意义.本研究采用环刀法分别在两种质地土壤(风沙土和黄绵土)上原位测量土壤蒸发量,并与传统微型蒸发器法测定结果进行分析对比.结果表明:在风沙土上环刀法表层(0～5 cm)土壤日平均蒸发量为微型蒸发器法蒸发量的81.68％,而在黄绵土上仅占...     

杨树防护林土壤蒸发及其影响因素

[目的] 研究杨树林地土壤蒸发规律,探索估算林下土壤蒸发量的方法,为林业高效用水和研究水循环规律提供理论支撑。[方法] 利用20 cm蒸发皿和微型蒸发器测量杨树林下水面和土壤蒸发量,分析气象要素与林下土壤和水面蒸发的关系。测量土面温度和蒸发皿水体温度,计算两者温度差相对值（RT）,以水面蒸发量为参考计算土壤相对蒸发量（RE）,分析RE与RT的关系,进而建立估算土壤蒸发量的经验公式。[结果] 太阳辐射是影响林下土壤及水面蒸发量最主要的因素,温度、相对湿度和风速等气象要素与土壤蒸发的相关性较差;随着林下土壤与水面温度差相对值RT的增大,相对蒸发量RE逐渐减小,当RT增大到约0.11后,RE趋近于常数0.164,认为此时土壤的蒸发已经进入到水汽扩散阶段。[结论] 杨树防护林下土壤相对蒸发量随土壤与水体温度差相对值的增加而逐渐减小,后趋于常数。经验证本研究提出的方法和建立的公式可较好地估算土壤蒸发,为土壤蒸发量的原位测算提供了新的手段。     

基于SIMDualKc模型估算西北旱区冬小麦蒸散量及土壤蒸发量

为研究西北旱区冬小麦蒸散和土壤蒸发规律,以及土壤蒸发比例与其影响因子的关系,利用2 a冬小麦小区控水试验实测数据,对SIMDual Kc模型进行了参数校正和验证,对比大型称重式蒸渗仪的实测蒸散量值(或水量平衡法计算值)与模型模拟值。用建立的模型模拟精度评价标准对模拟值和实测值的误差进行评价。用经参数校验的模型模拟冬小麦农田土壤蒸发,并与微型蒸渗仪的实测值进行对比。基于通径分析方法研究气象因子(最低气温、最高气温、平均相对湿度、2 m处风速、太阳辐射量)和作物因子(地面覆盖度)与土壤蒸发比例的关系。结果表明,该研究建立的模型模拟精度评价标准能够较为全面地评价模型精度;SIMDual Kc模型可以较好地模拟西北旱区不同灌溉制度下冬小麦蒸散量和土壤蒸发量的变化过程,且在模拟长时段累积值时具有较高精度;拔节-灌浆期是冬小麦的需水关键期,冬小麦全生育期土壤蒸发比例呈现出生长中期生长后期快速生长后期生长初期的规律;灌水仅在短时间内影响土壤蒸发,地面覆盖度是影响土壤蒸发的最主要因子;在实测数据不充足的情况下,可以将地面覆盖度和蒸散量作为输入变量,用该研究确定的土壤蒸发比例与地面覆盖度的回归模型计算土壤蒸发量,该模型在计算不同水分条件下冬小麦农田土壤蒸发量时表现出较高的计算精度,决定系数在0.721~0.902之间,可以作为计算土壤蒸发量的简便方法。研究可为西北旱区冬小麦农田节水和灌溉决策提供理论依据。     

云南省水、陆面蒸发量计算方法的初步研究

采用本文提出的方法，计算了全省各站历年各旬的水面蒸发量、历年各月的陆面蒸发量。计算结果的精度能达到水文部门的乙级标准，表明文中所涉及的地面太阳总辐射量的计算、海拔高度对蒸发影响的订正、参数Ct的确定以及布德科公式适用范围的修改，在实际工作中具有应用价值。     

黄河三角洲地区土壤水蒸发量计算的试验研究

对黄河三角洲地区土壤水蒸发量的计算进行了研究。在研究区典型点裸地、棉花地和芦苇地设立了 3个试验点 ,并利用陶管负压计TDR等仪器 ,获取各试验点不同深度土壤的土水势和含水量 ,应用定位通量法计算土壤水蒸发量。结果表明 ,观测期 ( 2 0 0 2年 9月 )棉花地蒸发量为 85 4mm ,裸地为 60 6mm ,芦苇地为 49 0 4mm。对计算结果以及芦苇地计算蒸发量小的原因进行了分析     

西北干旱区农田土壤蒸发量及影响因子分析

为探究微型蒸渗仪在西北干旱地区农田裸土和覆膜条件下测量土壤蒸发的适用情况,深入分析影响土壤蒸发的主要因子,该研究应用多种不同的微型蒸渗仪方法对裸土和覆膜条件下的土壤蒸发进行测定,并采用茎流计-水量平衡的方法进行对比分析,采用偏最小二乘法综合评估土壤蒸发量的主要影响因素。结果表明,裸土条件下,可采用不封底(底部纱网)且不换土微型蒸渗仪测定土壤蒸发量。覆膜条件下,采用传统的"裸土微型蒸渗仪测定蒸发量乘以膜孔率"的方法测量蒸发显著偏低;"覆膜开孔"的微型蒸渗仪和裸土微型蒸渗仪测定的蒸发未见显著差异,通过与茎流计-水量平衡法对比分析发现,"覆膜开孔"的微型蒸渗仪方法测量结果为0.96 mm/d可近似的(略偏低)反映实际情况。在西北干旱地区覆膜条件下,尽管裸土面积占的比例很小(0.5%～5%),但土壤蒸发量依然较大,均值为1.02 mm/d。影响农田土壤蒸发的最主要因素是土壤含水量和太阳辐射,相对贡献率分别为23.9%和18.3%。     

近30年阿克苏绿洲水面蒸发趋势及影响因素

通过分析阿克苏站近30年的观测资料,研究阿克苏绿洲20cm口径蒸发皿、E-601蒸发器和20m2蒸发池水面蒸发量的变化趋势,计算各蒸发器皿蒸发量之间的折算系数,分析气象要素对水面蒸发量的影响。结果表明:近30年各蒸发器皿蒸发量的变化均呈下降趋势,在1996年以后下降趋势较为显著。分析水面蒸发与气象要素的相关关系,得到水面蒸发量与水汽压差、气温、和风速有较好的相关关系,其中影响水面蒸发的主要因子是水汽压差。实测的20m2蒸发池水面蒸发量与Penman-Monteith模式计算的参考作物蒸散量进行比较,结果表明两者的数值非常接近,年际变化趋势也基本一致。     

元谋干热河谷植被恢复中水平阶整地对土壤蒸发的影响

对元谋干热河谷植被恢复中水平阶改造后的水平阶面和阶间草坡与自然草坡土壤蒸发的研究结果表明:(1)整地初期,水平阶面、阶间草坡和自然草坡土壤蒸发季节变化和日变化规律一致,但同时段内三者的土壤蒸发量存在差异,表现为水平阶面>自然草坡>阶间草坡。(2)不同地类的土壤蒸发量为桉树林坡面>自然草坡>阶间草坡。(3)水平阶面、阶间草坡和自然坡面的土壤蒸发量均随土壤含水率的增大而增大,随土壤含水率的减小而减小。(4)不同坡位间的土壤蒸发没有显著差异。(5)干热河谷典型的干热气候致使自由水面蒸发量是饱和土壤蒸发量3.35倍。     

吉林省蒸发量的时空分布特征

利用吉林省1971—2010年的45个地面气象站逐日气象观测数据,应用累计距平、气候趋势系数、气候倾向率、高桥公式计算并分析吉林省年蒸发皿蒸发量和实际蒸发量的时空分布特征。结果表明:吉林省1971—2010年的蒸发皿蒸发量呈显著下降趋势,其中春季蒸发下降速率最大,在夏、秋、冬三季中存在上升的趋势,但不显著。空间上看,全省蒸发皿蒸发量呈东部减少、中部部分减少、西部增加的趋势,但不同季节的影响范围存在一定的变化。吉林省年实际蒸发量占蒸发皿年蒸发量的25%,实际蒸发量随时间呈微上升趋势,但不显著。在影响蒸发皿蒸发量的气象因子中,风速和温度日较差是主要因素。实际蒸发量与降水量和温度日较差之间的相关性显著,其中温度日较差是实际蒸发量的主要影响因素。     

内蒙古通辽膜下滴灌玉米棵间蒸发量SIMDual_Kc模型模拟

为明确内蒙古东北部地区玉米膜下滴灌棵间蒸发的变化规律,探索玉米膜下滴灌节水增产机制,在田间试验的基础上,采用经过参数率定与验证的双作物系数SIMDual_Kc模型,模拟分析了土壤含水率、土壤棵间蒸发及作物系数的变化规律,结果表明:1)双作物系数SIMDual_Kc模型模拟内蒙古东北部地区滴灌玉米土壤含水率与实测值具有很好的一致性;2)利用双作物系数SIMDual_Kc模型估算出该地区覆膜玉米生育初期、中期和后期作物系数分别为0.15、1.05、0.4,无膜滴灌玉米初期、中期和后期作物系数分别为0.15、1与0.4;3)根据双作物系数模型SIMDual_Kc模拟了2014和2015年滴灌玉米棵间蒸发量占作物蒸散发的比例,覆膜滴灌较无膜滴灌少,说明覆膜能有效降低作物棵间蒸发量,具有降低作物耗水量的潜在优势。研究结果可以为内蒙古东北部地区玉米滴灌生产实践提供科学依据。     

潜水埋深为零时塔里木盆地不同土质潜水蒸发与水面蒸发关系分析

根据渭干河灌区潜水蒸发试验站和阿克苏水平衡试验站的实际监测资料,分析了E601型蒸发器与E20蒸发皿观测的水面蒸发的关系、不同土质潜水埋深为零时潜水蒸发与水面蒸发的关系,提出了潜水蒸发能力系数的概念,并分析了其与土壤机械组成的关系.结果表明塔里木盆地非冻结期E601型蒸发器与E20蒸发皿观测的水面蒸发的折算系数变化在0.65～0.78之间;除细砂土外,E601蒸发器观测的水面蒸发强度不能代替潜水埋深为零时的潜水蒸发强度;不同质地土壤的粉粘粒(d<0.02 mm)含量百分数与潜水蒸发能力系数呈指数相关关系.     

砂性层状土柱蒸发过程实验与数值模拟

为了了解不同类型层状土柱蒸发特性,利用砂土和砂黄土2种土壤,设置3种不同厚度分层土柱(11.25、22.5、45 cm)和2种均质对照土柱,测定了土柱蒸发过程中累积蒸发量、相对蒸发速率和剖面含水量的变化;同时利用2种均质土柱排水过程优化的土壤水力参数和Hydrus-1D模型对2种均质土柱和3种不同类型层状土柱蒸发过程进行模拟分析。结果表明,均质砂黄土蒸发第一阶段持续长达34 d,累积蒸发量显著高于均质砂土和其他3种不同类型分层土柱,土柱剖面含水量变化进一步证明表层覆盖砂土可显著抑制土壤蒸发。利用排水过程优化的水力参数,HYDRUS-1D可以较好地模拟层状土柱蒸发过程。研究结果对干旱半干旱区土壤水分管理具有指导意义。     

宁夏中部干旱带砂土混合覆盖下土壤蒸发估算

为寻求一种能够有效估算宁夏中部干旱带压砂地土壤蒸发量的方法,通过微型蒸渗仪大田试验,研究了 0(S1),20％(S2),40％(S3),60％(S4),80％(S5),100％(S6)6种砂土混合比条件下土水蒸发比与表层土壤含水量的关系,并构建了压砂地土壤蒸发量估算模型.结果表明:土水蒸发比随表层土壤含水量呈分阶段变化...     

土壤混掺生物炭对微咸水蒸发特性的影响

为探究不同生物炭混掺量对微咸水蒸发特性的影响,采用离心机试验和室内土柱模拟试验,设置3个生物炭质量添加比例(B₀、B₂、B₄)和4个微咸水矿化度(W₀、W₁、W₃、W₅),分析不同处理对微咸水蒸发下的土壤水分特征曲线、孔隙分布、累积蒸发量、盐分运移、土壤温度日变幅的影响,并应用蒸发模型进行拟合分析。结果表明:生物炭和微咸水联合应用下能提高土壤持水能力,增加土壤中的较大孔隙和较小孔隙的比例;土壤累积蒸发量随着生物炭混掺量的增加先减少后增加,生物炭混掺量为2%时可以更好地抑制微咸水蒸发;Rose蒸发模型可以较好地拟合微咸水蒸发;土壤中混掺生物炭可以降低盐分表聚,使其在土壤中均匀分布;混掺生物炭可以有效降低土壤温度日变幅;相同生物炭施用量下,矿化度为3 g/L的微咸水,可以降低0—10 cm土层土壤平均温度,提高10—50 cm土层土壤平均温度。综合考虑各项指标,处理B₂W₃的生物炭和微咸水更适宜农田施用,为西北干旱地区更好地利用微咸水灌溉提供理论依据。     

Estimation of surface hater evaporation rates by continuous radiogauging

Abstract

A beta‐ray gauge system was used to estimate the water evaporation rates from artificial and soil surfaces. The predictions of a mathematical model based on cylindrical water drops agreed fairly well with the original observations of such water drops on soybean leaves. The drying time of a surface was found to be highly dependent upon whether it was wetted with drops or with a uniform layer. Gravimetrically determined evaporation rates from soil surfaces were highly correlated with those obtained by the beta‐ray gauge under various environmental conditions. Field application of the beta‐ray gauge in measureing water evaporation rates is suggested on the basis of its performance in the laboratory.     

A simulation study on effect of surface film-forming material on water evaporation

A greenhouse experiment was conducted to investigate the effect of surface film-forming material (SFFM), a mixture of 16~18-octadecanols by emulsification, on water evaporation. Air-dried soil with distilled water was incubated firstly for 7 days to reestablish soil biological activity and then for another 7 days after treated with SFFM at rates of 0, 1, 2, 4, 6 and 8 g m^-2, respectively. Everyday during the 7-day incubation after addition of SFFM, water losses due to evaporation were measured by an electronic balance. The rate of water evaporation with the addition of SFFM was reduced significantly compared with the control treatment and the effectiveness of SFFM on water evaporation reduced with time. According to the equation expressions of the effect of SFFM on water evaporation, the half-life of effectiveness of SFFM on water evaporation was introduced and calculated to analyze quantitative relationship between the effectiveness of SFFM on water evaporation and the addition rate of SFFM. The calculated half-life increased with the addition rate of SFFM and the confidence of the calculated values of the half-life was high, suggesting that the half-life of effectiveness of SFFM on water evaporation could be described quantitatively and may be helpful for ameliorating application method of SFFM and screening surface-film forming materials in order to improve nitrogen fertilizer use efficiency in flooded rice fields.     

不同质地裸土潜水蒸发估算方法

为定量分析裸土区潜水蒸发与水面蒸发的关系,该文通过自制试验装置,对粗砂、细砂、壤土和砂土4种质地土壤开展了二者之间相关关系的试验研究。结果表明:相同条件下,不同土壤质地的潜水蒸发与水面蒸发量不相等,二者之间存在一个折算系数,除粗砂外,细砂、壤土和砂土的折算系数均大于1,二者表现出较强的线性相关性,基于该相关性,建立了数学关系表达式。与实测数据的对比分析表明,若用水面蒸发强度代替潜水蒸发,相对误差达-17.79%,这将不可避免地影响到潜水蒸发计算结果的精度;而通过二者相关关系建立的折算系数法,可将相对误差减小至-1.94%,有效提高了潜水蒸发计算结果的可靠度。     

不同灌水技术下香梨地土面蒸发规律研究

对新疆库尔勒灌溉实验站香梨地不同灌水技术处理的土面蒸发进行了试验研究,并分析了土面蒸发强度与土壤含水量和土面蒸发强度与土壤耗水强度间的关系。结果表明,各处理在整个生育期的平均土面蒸发强度由大到小依次为微喷、小管和环管,其累积土面蒸发值分别为116.05,104.53和89.60mm。各处理棵间相对土面蒸发强度与0-20cm土层深度的土壤含水量相关关系显著,呈二次递增规律。土壤耗水强度在生育期内整体上呈现从大到小的变化规律,大小顺序依次为微喷、环管和小管,且土面蒸发强度均随着土壤耗水强度的增大而增大,二者之间呈幂函数关系。     

Soil surface evaporation processes under mulches of different sized gravel

To reduce water loss from soil surface evaporation is important in agricultural and environmental practices, especially in arid and semi-arid regions. Gravel mulch has long been practiced to reduce soil surface evaporation. In this study, a series of simulation experiments were conducted to study the effects of gravel mulches of different sizes on evaporation process from soil surface. Four mulch treatment levels were used: diameter 0.5 cm (A), diameter 2.5 cm (B), diameter 4.5 cm (C), and bare soil (CK), with three replicates. It was found that the gravel mulches dramatically reduced the evaporation from bare soil surface, particularly when soil water contents were at high levels. Under the same soil water content, the evaporation reduction rates under gravel mulches were negatively correlated with gravel sizes. The evaporation processes under gravel mulches were much more stable as compared with that from bare soil surface. The ratio of the soil surface evaporation to the atmospheric evaporation (E_ss/E_sa) and soil water contents with no mulch decreased rapidly with time. Soil water contents decreased slowly with time under mulches while the E_ss/E_sa values maintained at the more or less stable levels. During the successive evaporation process of 41 days, the cumulative soil surface evaporation under mulches was linearly correlated with time but that from bare soil surface was logarithmically correlated with time.