不同降雨條件下土壤水分的響應(yīng)規(guī)律與模擬研究——以粘土為例.pdf

1、土壤水是指存儲于土壤非飽和區(qū)的水分，其不僅是土壤—植物—大氣連續(xù)體（SPAC）的紐帶，更是植物生長和生存的物質(zhì)基礎(chǔ)。在日益加劇的水資源矛盾背景下，如何合理有效地利用水資源成為當(dāng)今時代人們所關(guān)注的熱門問題之一。因此分析研究土壤水分在自然、人為等條件下的運(yùn)動規(guī)律就顯得尤為重要。本文以粘土為例，主要研究2013年到2015年貴陽花溪站點(diǎn)的降水量與土壤水分的時空特點(diǎn)、土壤水分對不同降雨的響應(yīng)規(guī)律以及土壤水分運(yùn)動模型的模擬。本研究一方面希望可以豐

2、富土壤水分研究案例，另一方面希望能為干旱監(jiān)測預(yù)警提供科技支撐，具有科學(xué)理論意義和實(shí)踐價值。本文主要結(jié)論如下：
　　（1）降雨與土壤水分動態(tài)分析。分別從時間和空間兩個方面分析土壤水分隨降雨的變化規(guī)律，結(jié)果顯示土壤水分與降雨量大小在時間上基本成呈正相關(guān)性變化。而從土壤水分垂直變化來看，土壤層深度越低其變化幅度越明顯，土壤層深度越深土壤含水量越大且變幅越小。到了土壤水分變化穩(wěn)定層則基本處于相對穩(wěn)定的狀態(tài)。
　?。?）土壤水分對不同

3、降雨的響應(yīng)規(guī)律研究。在無降雨的情況下，土壤含水量與土壤深度呈正相關(guān)性，土壤層深度越深土壤含水量越大。其中土壤表層含水量平均值最小，深度越大土壤水分平均值越大。在降雨過程中，土壤水分的變化受到降雨量、土壤初始含水量、土壤層深度等的影響出現(xiàn)不同的幅度變化，降雨量越大變化幅度越大，土壤初始含水量越低變化幅度越大，土壤層深度越低變化幅度越大。而隨著降雨停滲時間的延長表層土壤體積含水量明顯減少，下層土壤體積含水量則有一個先小范圍上升后逐漸減少的過

4、程，到了土壤水分變化穩(wěn)定層土壤水分則基本不受降雨的影響。通過相關(guān)性分析可見，無降雨的狀態(tài)下，不同深度的土壤含水量之間均存在顯著的相關(guān)性。且在降雨狀態(tài)下，降雨量與表層土壤含水量基本也都存在顯著的相關(guān)性。
　?。?）對土壤水分運(yùn)動機(jī)理及HYDRUS-1D模型運(yùn)行原理進(jìn)行了分析，并根據(jù)實(shí)測數(shù)據(jù)對HYDRUS-1D模型的參數(shù)進(jìn)行反演優(yōu)化。根據(jù)實(shí)測土壤含水率與模擬土壤含水率之間的模擬效率系數(shù)、相對誤差、平方根誤差這三個指標(biāo)對HYDRUS-1