黄土高原粗质地土壤剖面水分运动与浅层地下水补给可能性模拟

分类： 生物学 >> 生态学 提交时间： 2017-11-29 合作期刊: 《中国生态农业学报》

盖佳敏；樊军(1 2)；王胜

摘要： 黄土高原水土流失严重; 生态环境脆弱; 水资源短缺; 地下水对保障区域社会经济发展和维持生态系统平衡具有重要意义; 而该区的地下水转化和补给机制尚不明确。为探究黄土高原水蚀风蚀交错区土壤剖面深层水分运动及降水对浅层地下水补给的可能性; 利用六道沟小流域分布的粗质地风沙土样地2013年至2016年土壤剖面0~600 cm含水量数据; 运用HYDRUS-1D模型对各土层水力参数进行反演和验证; 并用于模拟样地土壤深剖面0~1 500 cm水分运移过程。结果显示; 在平水年2014年(439 mm)和干旱年2015年(371 mm); 0~600 cm土壤含水量生长季末与生长季初持平或略有亏缺; 降水充沛年2013年(669 mm)和2016年(704 mm)土壤含水量生长季末远高于生长季初; 降水入渗深度超过观测深度(600 cm)。深剖面水分运动模拟显示; 2014年和2015年剖面含水量变化不明显; 水分向深层运移微弱缓慢; 但是; 2013年和2016年降水可分别入渗运移至1 100 cm和1 200 cm深度; 远超过样地上生长的旱柳根系区域; 可能补给浅层地下水。在4年模拟期间; 粗质地风沙土水分入渗率平均为606.28 cm·d-1; 平均土壤蒸发14.87 cm; 平均植物蒸腾33.71 cm; 土壤中的水分主要以植物蒸腾形式损耗。在2个丰水年; 得益于较充足的降水和粗质地风沙土壤的高入渗率; 降水大量转化为土壤水快速向下入渗运移; 模拟显示当年生长季末降水最深运移至12 m; 至年末已超过模拟深度(15 m); 水分继续运移可能补给浅层地下水。相关研究结果为黄土高原水蚀风蚀交错区地下水来源和补给机制提供理论依据。

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