第八节 水资源总量

就广义而言，地球的水圈、岩石圈、大气圈和生物圈内共储存13．86亿km^3的水都是水资源。但一般仅评价狭义的水资源，即由大气降水补给的可供人类利用的水。即地表水资源和地下水资源。地表水主要有河流水和湖泊水，由大气降水、冰川融水和地下水补给，以河川径流、陆地蒸发和土壤入渗的形式排泄。土壤水系指包气带的含水量，上面承受降水和地表水的补给，     

土壤水资源的特征分析与土壤水资源管理

土壤水资源的形成和转换是水循环过程的关键环节,也就是这个环节为农业生产和生态修复提供了重要支撑。主要对与粮食安全密切相关的土壤水资源的概念进行了综述,总结了目前国内学者对土壤水资源概念的定义,针对不同的定义对其概念的特点与局限进行了分析,在总结前人成果的基础上提出了针对补给来源的土壤水资源概念,并对该定义及其相关的概念进行辨析。最后对提出的土壤水资源的概念、特征进行分析说明,为进一步进行土壤水资源评价提供了基础。     

区域土壤水资源评价及其研究进展

在阐述土壤水资源的概念及特点的基础上,讨论了土壤水资源的价值、资源结构和补给特征;分析了土壤水资源量的计算方法;探讨了土壤水资源数量和质量的评价标准;提出了土壤水资源高效利用的措施。开展土壤水资源理论和开发利用方法上的研究,掌握不同地区土壤水分变化规律,是建立节水型农业的基础,也是有效缓解我国水资源严重不足、实现粮食安全的有力保障。     

湖北襄阳市降水入渗补给系数分析

在水资源评价中,降水入渗补给系数是一个非常重要的参数。利用实测资料统计分析了湖北襄阳市降水对浅层地下水资源的补给,分析雨前不同埋深条件下,次降雨与地下水位上升的关系,最终得到襄阳市多年降水入渗补给系数及年降水入渗补给系数的变化规律,为科学合理地利用地下水资源提供依据。     

降水入渗补给过程的实验研究

根据河北保定冉庄实验站实测资料，描述了地下水深埋区降水入渗补给过程。通过1991年8m蒸渗仪实测资料，说明降水入渗过程中入渗锋面演变情况。地下水大埋深区包气带土壤含水量及降水入渗过程有以下3个特点：1包气带土壤含水量在垂向上具有分带的特点，从地表至1m为Ⅰ带，从地下水面至地下水面以上2m为Ⅲ带，介于Ⅰ带和Ⅲ带之间为Ⅱ带；2包气带土壤含水量具有季节性变化特征，包气带土壤含水量5月份最小，6～9月份较大：3降水入渗补给具有明显的滞后特征，从发生降水到该次降水对地下水入渗补给过程的结束，需要经历一个时程,包气带愈厚，时程愈长。     

土壤水资源及其特性初探

在分析作物生长条件下土壤水均衡要素的基础上，探讨了土壤水资源的概念，深入分析了土壤水资源的特性（对降水的依赖性与相关性、不易保存性，不可开采性与就地利用性和可调控性）。提出了土壤无理论无效库容，土壤水最大调节量，土壤水可利用量等指标，并用此初步探讨了河北王瞳试验区土壤水资源的特征。     

农业用水及土壤水资源分析研究

在现行水资源评价中,只把地表水和地下水作为水资源看待,但我国华北平原地区降水的70%转化成土壤水,成为农业生产最重要的水源。依据华北平原土壤特性,从农业用水的角度分析了土壤水的水文特征,提出土壤水资源分析研究的建议。     

土壤水资源评价的研究

在简述土壤水资源研究现状的基础上，以河北王瞳试验区为例，探讨土壤水资源的评价内容与方法。提出用土壤水资源年补给量、作物生长期土壤水资源可利用量等指标进行土壤水资源量的评价。结果表明：研究区冬小麦生长期土壤水资源可利用量约为330～415mm；夏玉米为460～580mm；棉花为630～680mm.特别干旱的1997年(降水量仅235.9mm)降水几乎不对地下水产生补给，不灌溉地区土壤水年补给量近似等于降水量减去作物截留；在裸地地区近似为降水量。     

利用动态分析法分析降水入渗补给系数的变化规律

降水是区域水资源最主要的补给来源。在水文水资源评价特别是地下水资源的评价中,降水入渗补给量是一个非常重要的补给量,以至于在山丘区,其地下水资源量就是降水入渗补给量。降水入渗补给系数是计算降水入渗补给量的关键参数。文章利用动态分析法对降水入渗补给系数的变化规律作了一些探讨。     

乌梁素海及其周边地区水源补给关系同位素研究

野外采集乌梁素海及其周边区域的水样和土壤样品,测定样品的δD、δ18 O和ρ（TDS）,并以采自南京燕子矶的黄土为样本进行室内降水入渗试验,测试每个土壤样品的含水率和ρ（TDS）。根据试验结果,对乌梁素海以北的色尔腾山地区的降水入渗情况进行分析,对乌梁素海湖水补给来源进行同位素分析,对乌梁素海湖泊周围地下水进行TDS分析。结果表明,乌梁素海以北的色尔腾山地区的大气降水在入渗的过程中大量蒸发,无法有效入渗补给地下水,降水并不是当地地下水的主要补给源,而比当地降水中的氘氧同位素值更负的稳定外部补给源是当地地下水的主要补给源;泉水、井水的δD和δ18 O值比当地降水明显贫化,也表明大气降水并非是地下水的补给源;地下水是乌梁素海的主要补给源,河套灌区排水渠中的水的主要来源是深循环地下水,狼山—日喀则隐伏断裂带中可能存在渗漏通道,西藏内流区的渗漏水通过该通道补给到了内蒙古高原。     

怒江源区小唐古拉山冻融过程水源解析

高寒地区径流的补给水源有冰雪融水、降水、地下水、土壤冻融水等类型,为了识别不同时期水源类型对水循环过程的影响,根据小唐古拉山一年野外气象观测资料与采集水样检测的同位素结果,运用统计学方法,分析研究了土壤温、湿度的变化特征以及相互之间的关系,并揭示高寒流域不同冻融过程中的水分来源。结果表明: ( 1) 土壤温度呈近似正弦曲线的周期性变化特征,与气温和相对湿度均呈极显著正相关,土壤湿度与土壤温度和气温均呈显著的正相关关系; ( 2) 依据活动层的土壤温度和土壤湿度的变化,将该区域的冻融过程划分为完全冻结期、融化过程期、完全融化期和冻结过程期; ( 3) 完全冻结期河流的水分来源主要是地下水( 山泉水) ; 融化过程期河流的水分来源主要是地下水( 山泉水) 和冰雪融水; 完全融化期河流的水分来源主要是地下水( 山泉水) 、大气降水、冰雪融水和土壤冻融水; 冻结过程期河流的水分来源主要是地下水( 山泉水) 。本研究成果可为高寒流域径流演变机理识别及适应气候变化提供支撑。     

基于VAR模型分析径流对降水和水土保持措施的响应

确定自然及人类活动对径流的影响程度是水文水资源科学的研究难点。根据1996-2012年黄土高原三条黄河支流的径流、降水及水土保持措施面积,采用VAR模型方法评价降雨及水土保持措施对径流变化的作用程度。结果表明:年径流量对年降水量和水土保持措施面积的响应均具有滞后性,对当年各措施面积变化均不响应;各水土保持措施对年径流量的影响不是一成不变的,15年滞后期内径流有增有减,时间越长对径流变化的影响越小。1996-2012年间林地是减少径流的主导因素;采用方差分解可知,各因素相对贡献程度依次为:草地封禁林地梯田坝地降水。从长期来看,水土保持措施对径流量减少的贡献可达60%以上,随着时间的推移,贡献度有所增加。径流量减小是水土保持措施持续增加的结果。     

扎哈公路修建中新增水土流失预测及防治

扎巴至哈城公路沿线自然条件变化较大，土地类型及利用方面差异明显，扰动前后的侵蚀模数差别突出，给水土流失的预测带来一定的困难。根据不同的立地条件和扰动程度，采用数学模型对区域水土流失进行预测，结果表明该公路建设可能造成水土流失的面积为259．82hm^2，原地貌水土流失量为34846．07t，弃土弃渣流失量3362．81t，可能造成的新增水土流失量为11352．19t，侵蚀总量高达46198．26t。针对不同的水土流失特点和危害，提出对应的防治措施。     

北京城市水土保持技术研究——以大兴区开发建设项目为例

结合开发建设项目,分析了城市区域开发建设项目土壤流失强度大、雨季影响显著、累积效应明显的特点,并就防护措施,强调了表土剥离、雨水蓄积利用和临时堆土防护的重要性。明确了城市开发建设项目水土保持监督管理的特点和过程。就目前北京市开发建设项目水土保持方案编制、监督管理存在的问题进行了讨论。以其促进城市水土保持的可持续发展。     

华北山前平原灌溉农田深层土壤水分动态特征及渗漏量估算

以中国科学院栾城农业生态系统试验站的大埋深土壤水分剖面观测设施为依托,利用中子水分仪对15.4m深度的土壤水分进行连续1年的定位观测,同时通过定期采集深层土壤和水分样品,对该区土壤水分变动特征和深层入渗量进行了定量研究。结果表明:土壤水分在垂直剖面上的分布受土壤质地组成控制,同时在年内受降水事件和灌溉的影响而波动,随着土壤深度的增加,土壤水分的变异性呈减弱趋势;根区土壤水分受降水(灌溉)和作物耗水的共同影响而变化剧烈,根区以下土壤水分对降水的响应有一定延迟;在观测期间,整个15.5m深度的土壤剖面上有水分的盈余,土壤水贮量增加了216mm,但在小麦生育期土壤水分表现出耗损过程(土壤水贮量减少了208mm)。最后利用氯质量平衡法估算560cm深度处渗漏量约为65mm。     

地埋滴灌在沙土地的水分运移试验研究

针对沙土地地区降雨少、蒸发大、田间持水量小的特点,在王杨兴沙土地进行了地埋滴灌试验,在测坑剖面测量了湿润峰在横向和纵向上的变化幅度,利用TDR测量了含水率随时间的变化,分析了不同灌水量、不同埋管间距对水分在沙土地中运移的影响。结果表明:湿润峰在相同灌水量下,埋管间距越小、湿润峰越大、交汇面积越大,形成的湿润层越厚;在相同间距下,灌溉水量越大、湿润峰纵面上扩散面积越大、湿润层越厚。土壤水分的变化在垂向上呈近似二次曲线分布,且随时间的推移水分的变化逐渐趋于水平。本研究初步了解了沙土地地埋滴灌条件下水分的运移规律,为在沙土地区推广节水灌溉提供依据。     

小柴旦盐湖盆地土壤水盐空间变异性研究

将土壤水分含量和电导率作为分析土壤特性的随机变量,分析了小柴旦盐湖盆地不同深度土壤层(0 ～20、20～40、40～60、60～ 80、80 ～ 100 cm)的经典统计和地统计特征,比较了不同土地利用类型和不同深度的土壤水分含量和电导率的空间变化特征.结果表明:土壤电导率大体表现为由南北向中心减小的趋势,在垂直方向上无明显变化规律,其变异系数有由表层向下逐渐减小的趋势;土壤水分含量从北向南有增大的趋势,在垂直方向上由表层向下逐渐增大,其变异系数由表层向下逐渐减小.     

昆明市松华坝水源区小流域土壤侵蚀分析

以1993-2009年松华坝水源区及昆明市的气象资料、2009年土地利用资料、第二次全国土壤普查资料、水源区牧羊河小流域的径流和泥沙观测资料为基础,用SWAT模型模拟分析了牧羊流域土壤侵蚀的空间差异。结果表明：牧羊河小流域输沙在年际上表现为与年降水量和输沙量峰谷变化具有较好的一致性,在年内表现出,输沙主要集中在6-9月;空间上牧羊河土壤侵蚀模数多年平均值介于21.4~4 586.5 t/(km²·a),且以中轻度为主,土壤侵蚀模数的空间变化与土地利用类型和地形坡度密切相关;土壤侵蚀模数与降水在年际变化上有较好的一致性。这一研究可为水源区土壤侵蚀空间分布的掌握和估算,以及制定有针对性的水土保持措施提供重要的理论依据。     

太原市晋祠泉域生态环境特征分析

山西太原市晋祠泉是华北有名的岩溶大泉,近年来泉水流量一直呈衰减趋势甚至断流,恢复和保护晋祠泉水的昔日风貌让名泉复流,深化对泉域的研究在全省的水资源战略格局中至关重要。文中从水土保持的角度研究了晋祠泉域的自然地理与水资源系统环境特征。泉域内有土石山区、黄土丘陵沟壑区、黄土丘陵阶地区三种地貌类型;土地利用布局不合理,水土流失严重,土壤侵蚀模数500～7 000 t/(km.2a);降水是泉水流量变化的主要影响因素,1974年之后,降水量与汾河渗漏量的逐年减少、岩溶地下水开采逐年增加以及补给区水土流失成为导致晋祠泉水流量衰减的综合因素;结合晋祠泉岩溶水介质系统构造发育,研究了晋祠泉水资源系统结构特征与泉水补给区域特点,泉水的补给主要依靠灰岩裸露区接受大气降水和河流渗漏。对晋祠而言,汾河水在深水位灰岩区的渗漏则不容忽视,这种补给更可能占主要地位。     

水土保持措施及其减水减沙效益分析

由于社会经济生产规模不断扩大,人口的持续增长,现代社会人们对自然资源的需求日益增加,加剧了城市工矿区的水土流失,严重破坏了当地的生态环境,严重威胁了社会经济和生态环境的可持续发展,因此,我国现代化建设新形势的一项刻不容缓的紧迫任务就是在经济发展的同时对当地环境水土保持。文中以某一小型硼铁矿山的水土保持为例,分析了水土流失对矿山资源的危害,结合当地特点,分析了水土保持的几点措施,最后分析了其水土保持的减水减沙效益。