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土壤水分湿移效应:陈满祥水文水资源论文续集成果

时间:2024-09-02 百科知识 版权反馈
【摘要】:关于土壤水分的湿移效应关于结冰期土壤水分的运动现象,有的学者这样讲:①随地温下降,土中闭塞空气收缩,把地下水吸入土中,使上层土壤含水量明显加大。封冻层土壤孔隙中气温与下层气温比较,已达露点,下层水汽上移饱和而凝成霜,冰冻于冻土之中。

土壤水分湿移效应:陈满祥水文水资源论文续集成果

关于土壤水分的湿移效应

关于结冰期土壤水分的运动现象,有的学者这样讲:

①随地温下降,土中闭塞空气收缩,把地下水吸入土中,使上层土壤含水量明显加大。

②土壤开始结冰时,把冰下水吸入冻层内结成冰,使冻层含水量可超过田间持水量。据山东德州测得20cm处冻层内含水量高达40%,为田间持水量22.6%的1.8倍。

以上说明的地下水冬季水分运动过程是正确的,但其说法及理论似有不确。我这样理解。

1.秋冬初,地温变化是表层降温,中深层温度变化很小,致使上下土层温度差增大,使表层土壤孔隙中温度已达露点,使水汽饱和而凝结,这是使秋冬土壤表层含水量增高的主要原因

雨季过后,土层中水分,再无外来补充,此期土壤水除了毛管形式向上运移,供给潜水蒸发,另外,夜间表层降温大,使深层热气上升凝结,也增大表层土壤含水量。日间秋阳高照,表土升温,使此部分土壤含水量蒸发。因此,秋冬初,土壤水分的损失是很大的,这是农业上很值得重视的问题。目前农业推行覆膜技术,已取得很大成效。

2.进入地表封冬期

地表层渐次封冻,并加厚,地温梯度更趋加大。封冻层土壤孔隙中气温与下层气温比较,已达露点,下层水汽上移饱和而凝成霜,冰冻于冻土之中。这种现象犹如大气中气流上升凝结致雨,因此,可谓此种现象为“壤中雨”。

3.开春消融期(www.xing528.com)

随着气温回升,表层解冻,下层仍未完全解冻,冬季在冻层中积累的水分,远远超过田间持水量,几近饱和含水率,因此消融土层过湿,往往冒水而称为翻浆期。对于农作,大田有利于冬麦返青,春小麦播种。对于道路则易形成翻浆,破坏路面,而在此时,也是田间水分大量散失的时期,对于未播种的土地,则应采取耙磨等农耕措施来保墒。

4.解冻期

随着封冻层全部解冻,地温上下层趋于一致,封冻所积之过量水分,则向下层补充土壤水分,并继续下行补给地下水,这是使解冻后地下水位有些回升的主要原因。山东德州观测资料表明,春季化冻期可抬升地下水位约0.3m。

5.夏季,土层温度一般为上大下小,不能形成很大的温度梯度

但在沙漠和铺砂田中,就会出现一种特殊的水分返凝现象。所谓返凝,就是本来水分是从下向上凝结,如前述,但现在是从空气中向土壤中凝结。夏季铺砂地或沙漠表层温度可达五六十度,而沙层下的温度只20℃多一些,因此由上而下的热空气,遇到冷沙层即达露点温度而凝结,产生所谓“沙漠凝结水”。此凝结水不是原来在水资源评价中所称的凝结水,甚至也不是地渗仪(Lysmeter)所测的凝结水。最近我看到的研究沙漠凝结水的文章,就是研究地渗仪所测之数值,因此很小,只有十几毫米,显然没有弄清楚真正的沙漠凝结水的概念。

作者在以往发表的文章中阐述了沙漠凝结水的成因及其机理,并认定其数量可高达200mm,这是沙生植物(多种沙漠小灌木)赖以生长的主要水分保证。但至今我看到的研究沙漠的文章中,依然认为降水量是沙生植物的主要水分依靠。

近年来关于铺砂田的问题常见诸报端或影视媒体,如报导在宁夏“石头缝里长出大西瓜”等内容,但我觉得其说法完全是错误的。如说在如此干旱的地方,年雨量不足200mm,竟能长出大西瓜,是因为碎石层能保墒。既然如此干旱的地方,土层还有什么墒可保。在这一带黄土层里的土壤含水量一般只有8%~10%,或者说大部在枯萎点8%以下,这就是光山秃岭的根源或其本质,因此我们说根本无墒可保。长出大西瓜是事实,兰州铺砂田已有几百年的历史,也造就了兰州瓜果城的美名。我对兰州铺砂田进行过现场观察取样分析,实测得盛夏瓜田土壤含水量最高达20%,难怪骄阳下瓜叶不蔫,西瓜长的又大又好。原因在那儿呢?原来是凝结水起作用。

铺砂田的凝结水究竟有多少,它的时程变化以及它的理论计算方法,是我多年朝思暮想的事。这首先要搞一整套实验研究,这种事是要有人支持的,花上一笔不大不小的经费。世上有这样的伯乐吗?难矣哉!

2009年11月

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