衡水市土壤墑情變化特征分析

于廣英

（河北省衡水水文水資源勘測局，河北 衡水 053000）

衡水市土壤墑情變化特征分析

于廣英

（河北省衡水水文水資源勘測局，河北 衡水 053000）

衡水水文局對衡水市15處土壤墑情站進(jìn)行墑情監(jiān)測，分別對水澆地作物、水澆地白地、旱地作物、旱地白地4種土地情況進(jìn)行墑情變化分析。通過土壤墑情變化規(guī)律分析，為農(nóng)業(yè)抗旱提供科學(xué)依據(jù)。

墑情監(jiān)測；站網(wǎng)分布；特征分析

1 衡水市土壤墑情監(jiān)測站網(wǎng)

土壤含水量監(jiān)測點(diǎn)設(shè)置在代表性地塊中，選擇代表性地塊時(shí)應(yīng)對其進(jìn)行調(diào)查，其主要內(nèi)容有：地理位置、所屬行政區(qū)劃；周圍地形及地物、地貌；水文地質(zhì)條件，地下水測井情況及地下水理深；土壤質(zhì)地、土層深度及土壤物理特性；作物種植的種類、種植制度、灌溉條件［1］。

土壤含水量觀測點(diǎn)應(yīng)布置在地塊中央平整的地方，應(yīng)避開低洼易積水的地點(diǎn)，且同溝漕和供水渠道保持一定的距離，避免溝渠側(cè)滲對土壤含水量的影響。

按照《土壤墑情監(jiān)測規(guī)范》的要求［2］，在衡水市設(shè)置15處墑情監(jiān)測站。國家及地方墑情監(jiān)測站網(wǎng)的基本站點(diǎn)除收集代表性地塊的土壤墑情資料外，在發(fā)生脫墑和旱情的情況下，應(yīng)在代表的區(qū)域中進(jìn)行墑情巡測，巡測點(diǎn)的布設(shè)視土壤、水文地質(zhì)條件、作物種類代表性等情況來確定。

表1為衡水市旱情監(jiān)測站網(wǎng)。

表1 衡水市旱情監(jiān)測站網(wǎng)

續(xù)表

2 土壤墑情監(jiān)測

衡水市自2002年開始旱情監(jiān)測，監(jiān)測內(nèi)容包括降水量、地下水埋深、土壤墑情等內(nèi)容。土壤含水量測定，在10，20，50cm的3個(gè)不同深度分別取樣，測定不同深度的土壤含水量。監(jiān)測時(shí)間為每旬監(jiān)測1次，每年3～6月，9～11月監(jiān)測（從2007年開始，每旬監(jiān)測2次）。

7，8月間，由于降水量較大，大部分時(shí)間土壤處于飽和狀態(tài)，根據(jù)具體情況進(jìn)行加測和抽測。

由于北方氣候特點(diǎn)，12月到次年2月，土壤表面處于結(jié)冰狀態(tài)。土壤中的冰將減少雨水和融雪水的下滲量，當(dāng)冰的含水量足夠高時(shí)，土壤幾乎沒有透水性。凍土在冬季也儲存較多的水分，使其無法排出或蒸發(fā)。因此，該時(shí)段凍土區(qū)域水分含量相對比較穩(wěn)定，結(jié)凍前的土壤含水量對整個(gè)冬季都有影響［3］。

土壤監(jiān)測采用烘干稱重法，將所取的土樣進(jìn)行稱重，放入烘干箱中加熱到100℃～105℃持續(xù)4h，加蓋冷卻，再進(jìn)行稱重，分別按式（1）計(jì)算出質(zhì)量含水量和體積含水量［4］。

土壤含水量可用質(zhì)量含水量和體積含水量表示［5］。

2.1 質(zhì)量含水量

指單位土壤中水分所占的比例，無量綱，常用θm表示。在自然條件下，土壤含水量的變化范圍較大，為便于比較，常采用烘干土作為基數(shù)。

質(zhì)量含水量常用百分?jǐn)?shù)表示：

式中θm為土壤質(zhì)量含水量（%）；W水為單位體積中土壤含水量（g）；W土為單位體積烘干土重量（g）。

2.2 體積含水量

指單位容積土壤水所占的比例，無綱量，常用θv表示。體積含水量可以表示土壤水占據(jù)的土壤，尤其是土壤孔隙的容積比例，克服了質(zhì)量含水量的不便之處。孔隙體積含水量用百分?jǐn)?shù)表示：

式中θv為土壤體積含水量（%）；rd為土壤干容重（g/cm3）；其他符號同前。

3 土壤墑情年內(nèi)變化特征分析

土壤含水量的變化，取決于氣象條件的改變。決定土壤含水量變化的主要因素有降水量、氣溫、蒸發(fā)、地溫、相對濕度、飽和差、風(fēng)速、日照等［6］。現(xiàn)就對衡水市水澆地作物、水澆地白地、旱地作物、旱地白地等4種情況的土壤墑情進(jìn)行分析。

3.1 水澆地作物

水澆地是指可以利用灌溉系統(tǒng)澆水的耕地。在有灌溉能力的土地上種植作物，當(dāng)作物生長中缺少水分時(shí)，可以灌溉補(bǔ)充水源。土壤墑情變化除受自然因素影響外，還受人為因素的影響［7］。

采用衡水市15處土壤墑情監(jiān)測站對水澆地作物種植類型的多年監(jiān)測資料，分析其墑情變化特征。

圖1為水澆地作物類型土壤墑情變化過程線。

圖1 土壤墑情變化過程線

由圖1可以看出，3月～5月土壤體積含水率呈下降趨勢，6月上旬土壤體積含水率最低，僅為19.6%，到6月下旬達(dá)到高點(diǎn)；9～11月呈逐漸下降趨勢，但減小的幅度小于春季。

3.2 水澆地白地

水澆地是可以利用灌溉系統(tǒng)澆水的耕地，白地是指無莊稼的田地。水澆地白地是指該土地有灌溉能力，本季節(jié)（或年）沒有種植農(nóng)作物［8］。在該地塊上進(jìn)行墑情監(jiān)測，墑情監(jiān)測結(jié)果不受農(nóng)作物的影響。

利用衡水市14處墑情監(jiān)測資料多年平均值，繪制土壤體積含水率變化過程線如圖2。

圖2 水澆地白地類型土壤體積含水率墑情變化過程線

由圖2可知，土壤體積含水率最低點(diǎn)出現(xiàn)在6月份，6月中旬土壤體積含水率為20.7%，次低點(diǎn)出現(xiàn)在4月上旬，為20.8%；最高點(diǎn)在9月中旬，為25.3%，9月份以后呈逐漸下降趨勢。

3.3 旱地作物

旱地是指無灌溉設(shè)施，一般降水量大于250～400mm以上地區(qū)靠天然降水種植旱作物可以獲得一定產(chǎn)量的耕地，即常稱的雨養(yǎng)農(nóng)業(yè)的耕地［9］。旱地墑情主要影響因素有降水、蒸發(fā)等自然因素，還與農(nóng)作物影響有關(guān)。

旱地作物土壤體積含水率變化受天然降水量和農(nóng)作物生長的影響。利用衡水市14處土壤墑情多年平均監(jiān)測資料，繪制墑情變化過程線如圖3。

圖3 旱地作物類型土壤體積含水率墑情變化過程線

由圖3可知，土壤體積含水率最低點(diǎn)出現(xiàn)在4月中旬，為17.5%，次低點(diǎn)出現(xiàn)在6月下旬，為18.7%；最高點(diǎn)出現(xiàn)在9月中旬，為22.8%，9月份以后呈下降趨勢。

3.4 旱地白地

旱地白地是指既無灌溉能力，又沒有種植農(nóng)作物的土地。在改地塊監(jiān)測土壤墑情，完全受自然因素的影響。

旱地白地土壤體積含水率僅受天然降水量影響。土壤體積含水率的最低點(diǎn)和次低點(diǎn)與旱地作物類型出現(xiàn)的時(shí)間一樣，分別為4月中旬和6月下旬，其值分別為16.7%和17.5%。最高點(diǎn)位9月中旬，其值為22.6%，9月以后呈逐漸下降趨勢。

變化過程如圖4。

圖4 旱地白地類型土壤體積含水率墑情變化過程線

4 結(jié)語

通過對水澆地作物、水澆地白地、旱地作物、旱地白地4種類型土壤體積含水率變化特征分析，在觀測時(shí)段內(nèi)，除水澆地作物類型外，最低點(diǎn)和次低點(diǎn)均出現(xiàn)在4月和6月。4種情況的最高點(diǎn)均出現(xiàn)在9月，9月以后呈逐漸下降趨勢。

［1］王春澤，喬光建．河北水文基礎(chǔ)知識與應(yīng)用［M］．北京：中國水利水電出版社，2012．

［2］SL364—2006，土壤墑情監(jiān)測規(guī)范［S］．

［3］喬光建．北方干旱地區(qū)土壤墑情預(yù)測模型［J］．南水北調(diào)與水利科技，2009，7（1）：39-42．

［4］彭世琪，鐘永紅，崔勇，等．農(nóng)田土壤墑情監(jiān)測技術(shù)手冊［K］．北京：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)出版社，2008．

［5］黃昌勇．土壤學(xué)［M］．北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2000．

［6］楊曙光.土壤墑情研究進(jìn)展［J］.山西水利，2007（1）：106-107.

［7］胡擁軍，宋新輝，吳航，等．春季土壤墑情變化與氣象條件相關(guān)性分析［J］．安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，38（18）：9659-9660．

［8］董婷婷，王振穎，武玉峰．水澆地與旱地分類的研究進(jìn)展［J］．遙感信息，2010（4）：129-134．

［9］上官周平，李世清．旱地作物氮素營養(yǎng)生理生態(tài)［M］．北京：科學(xué)出版社，2004．

Analysis of the characteristics of Hengshui city soilmoisture change

YU Guang-ying
（HengshuiHydrology and Water Resources Survey Bureau of Hebei Province，Hengshui053000，China）

The Hydrology and Water Resources Bureau of Hengshuimonitored the soilmoisture change of 15 stations of Hengshui city，themoisture change of four kinds land were analyzed respectively，including irrigated land crops，irrigated bare land，dry land crops and dry bare land，the analysis result of soilmoisture variation law provides a scientific basis for agricultural drought.

soilmoisture；station network distribution；characteristic analysis

P33

B

1672-9900（2015）01-0019-03

2014-10-11

于廣英（1965-），男（漢族），河北衡水人，高級工程師，主要從事水文水資源方面的工作，（Tel）13103189688。