渭干河灌区潜水蒸发规律实验分析

依据渭干河灌区潜水蒸发实验场观测资料 ,分析了潜水蒸发随埋深、土质及气象条件下的变化规律 ,对潜水蒸发量进行了公式拟合。结果表明 ,对于壤土类 ,幂函数型和清华公式拟合较好。对于砾石和细砂 ,阿氏公式和清华公式拟合较好。研究结果在生产应用中有一定的实用价值。     

对常用潜水蒸发经验模型中E0值的探讨

为提高潜水蒸发计算精度，利用潜水蒸发强度、埋深为零时的土面蒸发强度和水面蒸发强度的实测资料对阿维里扬诺夫公式、叶水庭公式和雷志栋公式中E₀值的选取进行了探讨，同时对比分析了E₀分别为水面蒸发强度和埋深为零时土面蒸发强度两种情况下的潜水蒸发强度。结果表明，针对新疆地区粘壤土类型，对于上述三种公式，若用埋深为零的土面蒸发强度代替水面蒸发强度，计算结果会产生误差，精度偏低，应选用E₀为水面蒸发强度进行计算，获得了η与地下水埋深的指数函数关系。该研究为潜水蒸发经验模型中E₀值的选取提供参考，同时为求解雷志栋公式中参数η提供一种新方法。     

干旱区潜水蒸发埋深及土质关系实验分析

潜水蒸发量是水资源分析评价中推算陆面总蒸发量的重要因素之一，尤其在缺乏资料地区更为重要。本文根据阜北农场地下水科研站多年积累的资料，在前人研究潜水蒸发的基础上，说明本地区潜水蒸发埋深与不同土质的关系及潜水蒸发量年内之间的变化规律。     

覆膜开孔条件下盐渍土壤的潜水蒸发及水盐运移特性

为研究地下水浅埋区不同覆膜开孔率盐碱土的潜水蒸发和水盐运动情况,在室内进行了土柱蒸发模拟试验(地下水埋深50 cm)。结果表明,与不覆膜相比,覆膜可显著降低潜水蒸发强度、减少潜水累积蒸发量,同时也有效减少了盐分在土表的积累量。蒸发结束时,开孔率分别为3.24%、9.97%和20.27%的潜水累积蒸发量与裸土相比分别减少了79.87%、74.19%和77.93%,土层深度5 cm范围内土壤电导率分别降低了36.93%、34.41%和35.16%,即覆膜开孔率 的差异对盐分累积的影响小于对潜水蒸发的影响。三种处理中,9.97%开孔率的土表积盐量和潜水蒸发量均相对较大。随着蒸发历时的增加,不同处理土壤含水量剖面的变化相对较小,但潜水蒸发强度却有所降低,这与蒸发过程中盐壳形成后反过来又抑制了潜水蒸发有关。其次,覆膜阻滞不同盐离子表聚的效果不同,其中Cl^-表聚作用受开孔率影响较大,而Na⁺和SO₄^2-表聚作用受开孔率影响不大。     

库尔勒地区不同下垫面潜水蒸发昼夜变化特性研究

为研究新疆地区的潜水蒸发特性,开展了裸地(埋深1.0 m、1.5 m和2.0 m)、覆膜无作物(开孔率0.78%、2.4%和5.0%)以及种植棉花(埋深1.0 m、1.5 m和2.0 m)等三种下垫面条件的潜水蒸发试验,分别研究了昼夜、日间及夜间变化动态。研究表明,有作物比无作物潜水蒸发系数大,且随埋深的增加,两者潜水蒸发系数差异性减弱;三种下垫面条件共9种处理均表现为潜水夜间蒸发补给量大于白天蒸发补给量,且地下水埋深越大,裸地夜间潜水消耗与白天潜水消耗的比值有所降低,棉花地则是呈增加趋势,这与棉花蒸腾强度的昼夜变化不同有关。进一步分析表明,无作物种植时,潜水蒸发的日变化波动幅度较大,潜水蒸发主要消耗时段为2∶00~10∶00和18∶00~22∶00;有作物种植时,潜水蒸发的日变化较为稳定,其无明显主要消耗时段,只是在昼夜交替时(20∶00左右)发生较大幅度变化;白天尤其是午后,因强烈的太阳辐射使得土壤输水能力不能满足大气蒸发需求而导致毛管断裂,潜水蒸发量明显降低,平均降低0.66mm.h-1;夜间土壤的输水能力大于蒸发能力而使毛管恢复连通,从而促使潜水蒸发有所增强,平均增加0.26mm.h-1。     

甘肃黑方台黄土水分运移规律模拟

以室外试验为基础,应用饱和-非饱和土壤水分运移理论,利用Hydrus软件对甘肃黑方台包气带水分运移规律进行数值模拟,分析土壤剖面不同深度处含水量变化规律,将模拟结果与实测结果进行对比分析,并将拟合参数应用到两种不同的介质中。结果表明:(1)土壤含水率呈峰谷波动变化;(2)均质黄土层和上覆5 cm厚的粉质壤土的黄土层中,土壤水分入渗率和潜水蒸发率均随潜水埋深的增加而减少,在潜水埋深300 cm以下时,两种介质的土壤水分入渗率趋于同一值,含粉质壤土的潜水蒸发率小于均质黄土的潜水蒸发率。表明该含水量的变化具有时空特征,土壤水分入渗率、潜水蒸发率随着潜水埋深变化,其规律整体相似,这对研究滑坡水分分布具有重要意义。     

甘肃黑方台黄土水分运移规律模拟北大核心CSCD

以室外试验为基础,应用饱和-非饱和土壤水分运移理论,利用Hydrus软件对甘肃黑方台包气带水分运移规律进行数值模拟,分析土壤剖面不同深度处含水量变化规律,将模拟结果与实测结果进行对比分析,并将拟合参数应用到两种不同的介质中。结果表明：（1）土壤含水率呈峰谷波动变化;（2）均质黄土层和上覆5 cm厚的粉质壤土的黄土层中,土壤水分入渗率和潜水蒸发率均随潜水埋深的增加而减少,在潜水埋深300 cm以下时,两种介质的土壤水分入渗率趋于同一值,含粉质壤土的潜水蒸发率小于均质黄土的潜水蒸发率。表明该含水量的变化具有时空特征,土壤水分入渗率、潜水蒸发率随着潜水埋深变化,其规律整体相似,这对研究滑坡水分分布具有重要意义。     

不同潜水埋深再生水灌溉夏玉米氮素运移试验研究

随着再生水灌溉的迅速发展,再生水灌溉对土壤环境及地下水的影响日益受到人们的关注。通过再生水灌溉田间试验,探讨了不同潜水埋深条件下,再生水灌溉对土壤中硝态氮、铵态氮及地下水中硝态氮的影响。试验结果表明:灌水后,土壤中硝态氮含量均显著增加,相同潜水埋深,灌水水平越高,土壤中硝态氮含量增加越多;灌水后,灌水水平B1不同潜水埋深地下水硝态氮分别增加11.71mg/l、15.82mg/l、15.16mg/l;灌水水平B2不同潜水埋深地下水硝态氮分别增加33.881mg/l、30.37mg/l、25.29mg/l。潜水埋深越深,地下水中硝态氮的浓度增加越小;潜水埋深越浅,地下水中硝态氮的浓度增加越大,由于淋溶和硝化作用产生的硝态氮造成浅层地下水污染的风险越大。     

基于多变量时间序列模型的大安市地下水埋深预测

依据大安市2000—2009年的降水、蒸发、地下水开采量和地下水埋深等数据资料,首先利用主成分分析法确定了与地下水埋深相关性较大的影响因素,然后利用多变量时间序列CAR模型建立了大安市地下水埋深预测模型,并对模型进行验证,利用模型预测了地下水埋深。结果表明,农业用水量、降水量和蒸发量与地下水埋深的相关系数分别为:0.56,0.46,-0.13,三者对地下水埋深的贡献率分别为:43.09%,27.45%,21.39%,总贡献率达91.93%,是影响地下水埋深的主要因素。CAR模型预测的承压水埋深和潜水埋深与实际观测值之间的相对误差不超过5%。根据预测方案,当降水量减少10%,蒸发量增加9%,农业用水量增加11%时,承压水埋深将达到8.70 m,潜水埋深将达到4.55 m。干旱时期应适当减少农业开采量,增加地表水灌溉,减小土壤沙漠化发生的可能。     

呼伦湖水面蒸发量计算及变化特征分析

针对呼伦湖区小型蒸发器水面蒸发量折算系数难以确定及观测资料系统性较差的问题,选择penman公式及其简化式计算水面蒸发量,并对结果进行比较验证。两种方法的精度均较高,且简化式计算量小,不易出错。经过统计相关分析,将新巴尔虎右旗、新巴尔虎左旗、满洲里的计算蒸发量的平均值作为呼伦湖水面蒸发量。在此基础上,通过敏感性分析,确定水面蒸发的主控因子。结果表明:不同时间、地点,气象因子的敏感性不同,但相同的是,5、10月风速决定蒸发的大小,9月则为相对湿度,其他月份为最高温度和日照时数。借助累积距平值分析1960～2008年湖面蒸发量及各气象因子年均值的变化,发现1982年后湖面蒸发的降低的原因是气候条件发生了变化,即温度、日照时数、风速降低,相对湿度增加。     

Comparing phreatic evaporation at zero water table depth with water surface evaporation

Salt-affected soils are mostly found in irrigated areas within arid and semi-arid regions where the groundwater table is shallow. Soils of this type have become an increasingly severe problem because they threaten both the environment and the sustainable development of irrigated agriculture. A tool to estimate phreatic evaporation is therefore urgently required to minimize the salinization potential of salt-affected areas. In this context, phreatic evaporation at zero water table depth (E₀) is a key parameter for establishing a model for calculating phreatic evaporation. The aim of this study was to explore the law of phreatic evaporation and to develop structurally rational empirical models for calculating phreatic evaporation, based on E₀ data of six types of soil (i.e., gravel, fine sand, sandy loam, light loam, medium loam, and heavy loam) observed using the non-weighing lysimeter and water surface evaporation (E₆₀₁) data observed using a E601 evaporator of same evaporation area with a lysimeter-tube at the groundwater balance station of the Weigan River Management Office in Xinjiang Uygur Autonomous Region, China, during the non-freezing period (April to October) between 1990 and 1994. The relationship between E₀ and E₆₀₁ was analyzed, the relationship between the ratio of E₀ to E₆₀₁ and the mechanical compositions of different soils was presented, and the factors influencing E₀ were discussed. The results of this study reveal that E₀ is not equal to E₆₀₁. In fact, only values of the former for fine sand are close to those of the latter. Data also show that E₀ values are related to soil texture as well as to potential atmospheric evaporation, the ratio of E₀ to E₆₀₁ and the silt-clay particle content (grain diameter less than 0.02 mm) is negatively exponentially correlated, and that soil thermal capacity plays a key role in phreatic evaporation at E₀. The results of this analysis therefore imply that the treatment of zero phreatic depth is an essential requirement when constructing groundwater balance stations to study the law of phreatic evaporation.     

“蒸发悖论”现象在吉林省地区的表现

利用吉林省有效的45个气象站1963—2012年的气象资料,分析50年吉林省20 cm口径蒸发皿蒸发量的变化趋势,结合温度变化,着重分析"蒸发悖论"在吉林省的时空分布规律。结果表明:50年来吉林省蒸发皿蒸发量呈显著下降趋势,其中春季的下降速率和下降的幅度最大,而夏、秋、冬三个季节中虽然存在小幅上升的变化趋势,但是并不显著。50年来吉林省整体上存在"蒸发悖论"。地理上,吉林省存在"蒸发悖论"现象气象站的数量呈自西向东逐步增加的分布形式,但悖论在长白山山区极少出现。不同年代际中,吉林省存在悖论的站点数量也不同,80年代最多,其后依次为00年代、70年代,90年代最少。从季节来看,春季全省存在悖论,其他三季悖论现象则以中部长春地区为中心,夏、秋两季向东部地区扩展,冬季向中部地区收缩。     

1960-2018年黄土高原地区蒸发皿蒸发时空变化特征及影响因素

蒸发是水循环的重要过程,研究黄土高原地区的蒸发皿蒸发对区域水资源利用与保护意义重大.通过收集黄土高原地区61个气象站点的蒸发皿蒸发、气温、风速、降水、相对湿度、水汽压等数据,使用Mann-Kendall检验、累积距平、线性趋势法分析了1960-2018年黄土高原地区蒸发皿蒸发的时空变化特征,运用多元回归分析法探究了影响...     

秸秆覆盖条件下冬小麦棵间蒸发规律研究

在大田条件下,研究分析多覆盖(覆盖量6 000 kg/hm2),少覆盖(覆盖量3 000 kg/hm2)和不覆盖处理对冬小麦棵间蒸发的影响,结果表明:冬小麦逐日棵间蒸发表现为10月中旬、3月下旬和6月上旬较大,多覆盖、少覆盖和对照三个处理逐日变化量和逐日累计量有相同变化趋势;三个处理日均棵间最大蒸发量均出现在灌浆～成熟期、最小值出现在越冬～返青期;覆盖处理对对照抑制率都是在播种～分集期最大,越冬～返青期最小;覆盖处理中,多覆盖抑蒸效果最好.     

不同苯板覆盖率对水面蒸发影响的实验研究

蒸发是干旱、半干旱地区水量损失的重要因素。为了减少蒸发造成的水量损失,于2014年4—10月在现代节水灌溉兵团重点实验室进行了不同面积苯板覆盖水面,消减蒸发的节水试验。对4个蒸发池采用其25%、50%、75%和100%面积的苯板进行覆盖处理。结果表明:试验期间不同面积苯板覆盖水面与无覆盖相比,分别消减了23.85%、39.63%、55.54%和63.85%的蒸发水量。通过对水质测试发现:除总盐和悬浮物含量明显降低外,其他指标未发现显著变化,水质满足农业灌溉标准。其中,水的总盐和悬浮物含量分别降低17.3%和67.1%,该指标的降低,减小了土壤盐化和滴灌滴水孔阻塞的风险。可见,采用苯板覆盖水面消减蒸发效果明显,对提高当地水资源利用率有着重要意义。     

Water in the Mogao Grottoes,China: where it comes from and how it is driven

The Dunhuang Mogao Grottoes in China was designated as a world heritage site by UNESCO in 1987 and is famous for its cultural relics. Water is the most active factor that harms the relics in the caves as it damages the grotto murals and painted sculptures. Thus, determining the water sources and driving forces of water movement is a key issue for protecting these cultural relics. These issues have troubled relics protectors for a long time. In this study, the authors chose a representative cave in the Mogao Grottoes and, by completely sealing the cave to make a closed system, measured the water vapor from the surrounding rock. This was accomplished by installing a condensation–dehumidification temperature–humidity control system for the collection of water vapor. The results show that there is continuous evaporation from the deep surrounding rock into the cave. The daily evaporation capacity is determined to be 1.02 g/(d?m2). The water sources and driving forces of water movement were further analyzed according to the character of the water evaporation and by monitoring the temperature and humidity of the surrounding rock. It was found that the water vapor in the cave derives from phreatic water. Moreover, the yearly fluctuation of temperature in the surrounding rock and geothermal forces are the basic powers responsible for driving phreatic evaporation. Under the action of the yearly temperature fluctuations, decomposition and combination of bound water acts as a "pump" that drives phreatic water migration and evaporation. When the temperature rises, bound water decomposes and evaporates; and when it falls, the rock absorbs moisture. This causes the phreatic water to move from deep regions to shallow ones. Determining the source and dynamic foundation of the water provides a firm scientific basis for protecting the valuable cultural relics in the caves.     

干旱区沙丘水分运动的实验研究

本文依据设置于干旱区沙丘的实验场数据，说明了沙丘包气带水分状况衙因子的变化规律，论证了零通量面法在该区的实用性，并用零通量面法和数量统计相结合的方法，建立了该区的蒸发模型。     

呼和浩特地区地下水与植被建设

本文根据呼和浩特地区周围地形及水文地质特征，分析了区域性地下水环境状况和地下水的补充、径流和排泄条件以及２００平方公里地下水资源储量和开采与利用情况。针对近年来市区林木生长衰退和寿命缩短的自然灾害，寻找其根源并提出相应的治理措施，对地下水环境的改善和植被的恢复具有一定的指导意义。