土壤水資源及其評價方法

1、土壤水資源的概念土壤水資源的特性土壤水資源的評價指標區(qū)域土壤水資源評價作物土壤水資源評價第七章 土壤水資源及其評價Chapter 7 Soil water resources and its estimation1土壤水儲存在土壤多孔介質中，在陸地水循環(huán)過程中起著最積極的作用。它接受大氣水、地表水、地下水和灌溉水的多重補給，以土面蒸發(fā)和植物蒸騰的形式轉化為大氣水，而深層滲漏的土壤水又轉化為地下水，土壤水是四水轉化的樞紐。土壤水資源的概念對農業(yè)而言，無論是地表水、地下水，還是天然降水，也只有轉化為土壤水后才能被作物根系吸收利用，土壤水是可被作物直接利用的唯一水資源形式。 華北降水的74%轉化為土

2、壤水（天然）。提高土壤水利用效率的潛力很大。有效利用土壤水是高效利用有限水資源的關鍵;對于緩解北方水資源緊缺，優(yōu)化配置水土資源，實現(xiàn)農業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要的戰(zhàn)略意義。土壤水的地位和作用2土壤水資源是從農業(yè)利用的角度提出的，它是指可被植物根系吸收利用的土壤空隙中的水稱為土壤水資源 .作物潛在利用深度以下的土壤水以及土壤凋萎含水量以下的土壤水都不能被作物吸收利用，不能稱為土壤水資源. 土壤水資源對于農、林、牧業(yè)及生態(tài)、環(huán)境保護具有重要意義。氣象條件、降水分布特征、包氣帶巖性及厚度、微地形、土地利用方式與強度等都將影響土壤水資源的時空分布。 土壤水資源的概念3土壤水資源的廣泛性土壤水資源普遍存在于

3、陸地表面的土壤中，陸地上除裸巖、沙漠和冰蓋等特殊自然地理景觀類型以外，凡有土壤和一定降雨的地方都有土壤水資源分布。同其它陸地水資源相比，土壤水資源分布的廣泛性和連續(xù)性是最高的，這是土壤水資源能為作物廣泛利用的獨特之處。土壤水資源的可更新性 土壤水資源可以經常得到降雨入滲和其它形式的補給，以作物蒸騰和土面蒸發(fā)的形式消耗，返回到大氣中，積極參與陸地水分循環(huán)，是一種可更新的動態(tài)資源。土壤水更新周期平均為一年，這一周期恰與植被生長和農業(yè)生產周期相一致，具有重要的農學和生物學意義。土壤水資源的季節(jié)性主要表現(xiàn)在土壤水資源的時間分布對當?shù)亟邓哂泻軓姷囊蕾囆?，一般降水多的雨季土壤水資源儲量大，干旱少雨的季節(jié)

4、土壤水資源儲量小。土壤水資源的特性4土壤水資源的易耗失性土壤水與地下水相比不易保存，這一方面表現(xiàn)在如果不即時利用或采取人為措施保存就會無效消耗（以蒸發(fā)形式）；另一方面表現(xiàn)在土壤含水量超過田間持水量時就會發(fā)生深層滲漏而損失。因此只有在采取人為措施保存和作物適時利用的情況下才能提高土壤水資源的利用效率。土壤水資源的不可開采性土壤水資源作為非飽和水體，不能象其它水資源那樣可以用人工方法抽取和轉移，只能為作物就地利用，這是土壤水資源區(qū)別于其它水資源的固有特征。土壤水資源的可調控性這一方面體現(xiàn)在土壤水資源本身的調蓄能力，通過蓄存間斷補給的土壤水資源，為作物的連續(xù)耗水提供必要的水資源，它很好地解決土壤水資

5、源補給的間斷性和作物需水的連續(xù)性這二者之間的矛盾；另一方面體現(xiàn)在可以采取人為措施（如人工改變微地貌、中期松土、覆蓋等）調控土壤水資源系統(tǒng)的輸入和輸出，增加有效補給，減少無效損失，并在時空上加以控制，盡可能地使土壤水資源時空分布與作物需水規(guī)律一致或者調整作物的時空布局來適應土壤水資源的時空分布。土壤水資源的特性5土壤水資源的評價指標某時刻作物潛在可利用深度以上，單位面積土壤柱體所含有的土壤水體積稱為土壤水儲存量（相當于地表水庫某時刻的實際庫容），用以度量土壤水的多少, 記為，以mm表示。它在數(shù)值上等于土壤體積含水量分布函數(shù)(z,t)在作物潛在的可利用深度d上的積分，即：式中：W(t)某t時刻的土

6、壤水儲存量；z垂向坐標，零點取在地面，向下為正；d作物潛在可利用深度，是指特定條件下作物根系吸收土壤水的可能深度。土壤水儲存量(W)6作物潛在利用深度d可據(jù)野外土壤水勢監(jiān)測資料確定。主要受巖性結構、氣象條件、作物種類等因素影響。 作物潛在的可利用深度7當根層土壤含水量達到凋萎含水量，土壤中的水不能被作物利用。此時，作物潛在利用深度以上單位面積土壤柱體中所含有的水體積稱為土壤水理論無效庫容，記為Wwp。它在數(shù)值上等于根層土壤水達到凋萎含水量時的土壤含水量分布函數(shù)wp(z)在作物潛在可利用深度d上的積分，以mm水柱表示，即： Wwp-土壤水理論無效庫容；Wa-土壤水可利用量；(z,t)- 某t時刻

7、土壤體積含水量分布函數(shù)；d-作物對土壤水的潛在可利用深度；fc(z)對應于田間持水率的土壤含水量分布函數(shù)；wp(z)對應于根層凋萎含水量時的土壤含水量分布函數(shù)土壤水理論無效庫容是一臨界值，是土壤水調控時允許的下限土壤水儲存量，相當于地表水庫的死庫容。 土壤水理論無效庫容(Wwp)8土壤水最大次調節(jié)量(Wam)土壤水最大次調節(jié)量是指對應于田間持水率的土壤水儲存量與土壤水無效庫容之差，記為Wam。理論上限土壤水儲存量是指在不產生明顯深層滲漏的條件下，作物潛在可利用深度d以上單位面積土壤柱體所能容納的最大水量，即 土壤水最大次調節(jié)量表征了土壤水最大可能的一次調節(jié)能力，相當于地表水庫的調節(jié)庫容。因此，

8、土壤水最大次調節(jié)量可用以指導蓄水灌溉。當灌水定額超過最大次調節(jié)量時，其超過部分將形成深層滲漏。 9土壤水理論可利用量(Wa)某時刻作物可利用深度以上單位面積土壤柱體中存在的可能被作物根系吸收的那部分水量稱為土壤水可利用量(Wa),以mm水柱高度表示,它在數(shù)值上等于土壤水儲存量與土壤水理論無效庫容之差（相當于地表水庫某時刻實際庫容與死庫容之差）： 根據(jù)特定條件下土壤水可利用量與作物階段耗水量就可以制訂一定時間內的田間灌溉計劃。 10區(qū)域土壤水資源評價 由懋正(1996)提出用區(qū)域土壤水資源表示一個地區(qū)土壤水的多少。區(qū)域土壤水資源是從流域水量平衡的角度給出土壤水資源的區(qū)域平均值，反映土壤水資源的區(qū)域分布規(guī)律。 Wsr = P-Rs-Rg Wsr 區(qū)域土壤水資源；P年降水量；Rs降水產生的地表徑流；Rg降水對地下水的補給。這一方法無疑為流域土壤水資源計算提供了較為簡便的計算方法，但尚不能發(fā)映一個流域不同地貌單元，不同巖性，不同土地利用情況下的土壤水資源量的差異。11作物生長期土壤水資源可