東營(yíng)市田間持水量測(cè)定及成果分析

袁鵬杰+孫超+張乃鵬

摘要：近年來(lái)，東營(yíng)市春旱、夏旱發(fā)生頻率增加，由于東營(yíng)市目前墑情評(píng)價(jià)采用的田間持水量值為2009年實(shí)驗(yàn)值，受當(dāng)時(shí)實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)技術(shù)的影響，2009年成果存在一定誤差。為保證今后能提供更好的數(shù)據(jù)支持，2015年底，東營(yíng)市水文局組織開(kāi)展了新一輪的田間持水量測(cè)定工作。

關(guān)鍵詞：東營(yíng)市；旱情；田間持水量

中圖分類(lèi)號(hào)： S152.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A DOI編號(hào)： 10.14025/j.cnki.jlny.2017.13.022

近年來(lái)，受厄爾尼諾現(xiàn)象影響，東營(yíng)市春旱、夏旱頻發(fā)，旱情形勢(shì)嚴(yán)峻。東營(yíng)市水文局設(shè)立人工墑情監(jiān)測(cè)站5處，用于評(píng)價(jià)墑情變化情況。但各站采用的田間持水量值為2009年成果，受當(dāng)時(shí)實(shí)驗(yàn)方法和技術(shù)影響，使得成果存在一定誤差。田間持水量作為確定墑情和旱情評(píng)價(jià)指標(biāo)的重要參數(shù)，2015年底，東營(yíng)市水文局組織開(kāi)展了全市5處人工墑情站田間持水量測(cè)定工作。

1測(cè)定區(qū)域概況

東營(yíng)市位于山東省北部，黃河入海口三角洲地區(qū)，南北最大縱距123公里，東西最大橫距74公里，土地總面積7923平方公里，海岸線長(zhǎng)412.67公里。東營(yíng)市屬暖溫帶半濕潤(rùn)半干旱大陸性季風(fēng)氣候區(qū)。土壤主要為潮土、鹽土，分別占全市土壤面積的59%和36%。主要供水水源為引黃客水、地下水。

2測(cè)定方法

通過(guò)查閱資料及結(jié)合東營(yíng)水文地質(zhì)情況分析，充分考慮天然降水法、圍框淹灌法、環(huán)刀法三種方法。發(fā)現(xiàn)環(huán)刀法是利用環(huán)刀取原狀土室內(nèi)實(shí)驗(yàn)，操作簡(jiǎn)便，方法科學(xué)。最終選定環(huán)刀法進(jìn)行田間持水量測(cè)定。

3測(cè)定準(zhǔn)備

3.1采樣時(shí)機(jī)選擇

為避免由于土壤過(guò)于濕潤(rùn)導(dǎo)致環(huán)刀刃口產(chǎn)生“鏡面”效應(yīng)，或是土壤干燥導(dǎo)致環(huán)刀削平時(shí)土壤脫落影響原狀土結(jié)構(gòu)。考慮到2015年10月上旬東營(yíng)市降水較少，土壤較為干燥，決定在采樣前三天通過(guò)人工干預(yù)澆灌，使土壤處于半干半濕狀態(tài)。

3.2儀器準(zhǔn)備

環(huán)刀、環(huán)刀柄、鐵鍬、橡皮錘、厘米尺、整平尺、鋁盒、削土刀、切土刀、濾紙、橡皮筋、盛水容器、石英砂（粒徑小于1毫米）、篩子（孔徑1毫米）、托盤(pán)、天平（感量0.01克）、電熱恒溫干燥箱、干燥器、沙箱。

4測(cè)定步驟

4.1田間采樣

本次田間持水量測(cè)定采樣選取日常墑情監(jiān)測(cè)地塊，均為壤土。采取剖面開(kāi)挖水平取土法，先開(kāi)挖尺寸約60厘米×50厘米×50厘米（長(zhǎng)×寬×深）的取土坑，在10厘米、20厘米、40厘米三個(gè)深度土層用環(huán)刀每層取4個(gè)土樣。取樣過(guò)程盡量避免大的植物根須、石塊等雜質(zhì)摻入土壤樣本，影響樣本的代表性。切土刀修整環(huán)刀后，在環(huán)刀刃口墊濾紙，并用橡皮筋扎好濾紙，蓋好底蓋、頂蓋，擦凈環(huán)刀外壁附土，放入密封盒及密封袋，用報(bào)紙包好放入箱內(nèi)。

4.2 土樣吸水

將環(huán)刀放入鋪有砂子的平底盆中，有孔的底蓋端向下，向盆內(nèi)慢慢注入清水，水面至環(huán)刀頂蓋下1～2毫米，浸水時(shí)間不少于24小時(shí)，浸泡過(guò)程中隨時(shí)向盆內(nèi)加水，保持水面低于環(huán)刀上沿1～2毫米不變。注意觀察土樣是否達(dá)到飽和，避免因時(shí)間過(guò)長(zhǎng)出現(xiàn)液化現(xiàn)象。王營(yíng)、利津、永安、義和4站土樣浸泡時(shí)長(zhǎng)為24小時(shí)，石村站土樣浸泡時(shí)長(zhǎng)為48小時(shí)。

4.3 退水及稱重

將已達(dá)到飽和的環(huán)刀從水中取出，取下有空底蓋放入沙箱，按一定時(shí)間間隔稱重，直至相鄰測(cè)次質(zhì)量相差小于0.5克為止，繪制退水過(guò)程。王營(yíng)、利津、永安、義和4站退水時(shí)長(zhǎng)為96小時(shí)，石村站退水時(shí)長(zhǎng)為120小時(shí)。在此過(guò)程中，外置水箱水深始終保持在10厘米。

4.4 烘干及稱重

濕土切碎稱重后烘干，烘箱溫度應(yīng)設(shè)置在105℃±2℃，時(shí)間為12小時(shí)。停止烘干后，土樣應(yīng)在烘干箱內(nèi)自然冷卻20分鐘。取出鋁盒放入干燥器中冷卻（30分鐘）至常溫時(shí)稱重，做好記錄。

4.5 田間持水量計(jì)算

根據(jù)退水過(guò)程記錄表，濕土、干土及容器質(zhì)量記錄表，算數(shù)平均計(jì)算各站每層田間持水量、干容重，土層深度加權(quán)平均計(jì)算每層田間持水量、干容重。注意：每站每層篩選3個(gè)土樣數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、對(duì)比，土壤重量含水量監(jiān)測(cè)結(jié)果最大值與最小值之差的絕對(duì)值應(yīng)小于1.5%；若絕對(duì)值大于1.5%，且中間值與最大、最小值之差絕對(duì)值小于等于1.0%，則取中間值；否則，土樣不具有代表性，應(yīng)重新采樣。

5成果合理性分析

5.1 土壤性質(zhì)

通過(guò)地質(zhì)資料分析，義和站雖然是壤土，但部分土層含有沙土性質(zhì)，石村站土壤性質(zhì)雖然是壤土，但部分土層含有粘土性質(zhì)；王營(yíng)、利津、永安3站土壤性質(zhì)為壤土。根據(jù)土壤的物理性質(zhì)，一般情況下，砂土田間持水量為14%～20%，壤土為20%～28%，粘土為25%以上。而本次實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本符合本原理。

5.2 與2009年測(cè)定成果對(duì)比

本次田間持水量結(jié)果：石村25.33%，永安24.30%，義和27.81%，王營(yíng)22.36%，利津26.14%。成果較2009年測(cè)得值（石村20.10%，永安21.20%，義和19.10%，王營(yíng)24.60%，利津17.80%），義和、利津站有一定偏差，其他3站基本一致，經(jīng)分析，不排除2009年采樣地塊與本次取樣地塊不一致，造成數(shù)據(jù)對(duì)比偏差。

5.3歷史旱情資料檢驗(yàn)

利用本次成果評(píng)價(jià)歷史旱情等級(jí)與近兩年歷史旱情資料評(píng)價(jià)分析后，本次結(jié)果更接近于真實(shí)值。

6結(jié)語(yǔ)

本次測(cè)定的田持結(jié)果與2009年試驗(yàn)數(shù)據(jù)存在一定偏差，但本次測(cè)定各步驟均嚴(yán)格按照相關(guān)技術(shù)規(guī)范執(zhí)行，通過(guò)合理性分析可以確定：本次測(cè)定成果較為準(zhǔn)確，能夠用于旱情監(jiān)測(cè)分析評(píng)價(jià)。

作者簡(jiǎn)介：袁鵬杰，本科學(xué)歷，助理工程師，研究方向：水文。