论文部分内容阅读
利用野外试验探讨了微型蒸发器(MLS)测量精度的影响因素,以及更换内筒土体的合理周期;基于土壤日蒸发量与土壤含水率的相关关系,建立了估算点位土壤蒸发量的函数关系,分析了灌溉前后沙质裸地土壤蒸发量的时空变异性;在野外人工模拟了小雨至特大暴雨六级降雨强度,并结合无降雨的空白对照处理和自然降雨处理,研究了不同降雨类型(人工模拟降雨和自然降雨)以及不同降雨强度(小至特大暴雨)下的土壤蒸发规律,并就其与地温、含水率的关系进行了分析,划分了0-120 cm土层典型的土壤水热耦合剖面。结果如下:(1)试验期内各MLS处理精度均较高,最高达97.40%;内筒打孔与否对测量精度无显著影响;套筒打孔的处理比不打孔的处理精度更高,且孔洞适宜均匀分布,但数目不可过多,直径为3 mm时不宜超过36个;套筒封底会降低测量精度,内筒封底材料越薄、透气性能越好精度越高;内筒与套筒的间隔较小时精度更高。(2)试验通过3个换土周期时段,对6类初始土壤水分背景值的组合,探讨了从5.90%~38.56%的21种初始土壤含水率下以8d、11d、13d为MLS换土周期的合理性。结果表明,初始土壤含水率小于20%时,MLS以8d为换土周期较适宜;当初始土壤含水率大于20%时,更换周期可延长至11d。两种换土周期下的MLS测量精度均高于80%,平均精度分别为90.53%和92.26%。(3)灌溉后前期(一周)与后期(三周)的土壤蒸发量呈显著的负相关关系,其余各时段蒸发量的相关性则不显著;灌溉前土壤蒸发量的总体差异较大,空间关联性很弱,呈随机的斑块状分布;灌溉后总体差异明显减小,空间关联性增强,分布类型转为区域化分布;由于林带、芦苇丛和微地形的影响,灌后一周时采样区西边的土壤蒸发量大于东面,其余两个时段东西向无明显差异;灌溉前南部区域土壤蒸发量较北部区域大,灌后一周时该种情形被逆转,灌后三周时又转为向灌溉前回归。(4)不同降雨条件下,各处理土壤蒸发动态变化总趋势相同,分为蒸发速率下降、波动和稳定三个阶段,天数分别为6d、7d和7d。但土壤蒸发也有显著的差异性,表现在:土壤蒸发量随降雨强度的增加而呈对数函数方式增长,特大暴雨处理的累计蒸发量为小雨处理的5.12倍;蒸发降雨比随降雨强度的增大而减小,从小雨处理的0.89降至特大暴雨处理的0.15。土壤日蒸发量与其含水率和地温的相关关系说明,不同处理的土壤水热运移规律相同,均与浅层和深层的相关性强,而与中层的相关性弱,由此将0-120 cm土层划分为土壤水分大量散失的直接蒸发层(0-15 cm)、动态平衡的水分传输层(15-40 cm)和不断减少的间接补给层(40-120 cm)三个典型的水热耦合剖面层。