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包气带水研究进展

2015-08-23 地下水环境网


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包气带水是地球水体的重要组成部分。研究包气带水的形成及运动规律不仅对阐明地下水的形成具有重要意义,而且是实现农业节水的关键。

水是人们赖以生存的不可缺少的宝贵资源。大气圈和地球水圈中的水由大气水、地表水、包气带水、地下水组成,包气带是地下水与大气水、地表水联系的必经通道。地下水通过包气带获得大气降水和地表水的补给,又通过包气带蒸发与蒸腾排泄到大气圈。包气带指地表以下至潜水位之间的地层部分,在孔隙介质体内,除了骨架颗粒外,其中孔隙往往一部分被水分占据,其余部分充满气体,成为三相同时存在的一个复杂的物理体。水分含量的变化可自风干状态直至孔隙空间饱和,直接影响土的物理化学性质,影响气相的含量及运动。因此,研究包气带水的形成、影响因素及运动规律对阐明地下水的形成具有重要意义

回顾以往包气带水研究工作的过程,我们可以看到在该领域的研究已取得了一系列成果。随着科学技术的进步,新方法理论的运用已成为可能,并发挥着越来越大的作用,例如遥感技术的运用,分形理论的引入等等,但仍有许多方面需要进一步完善。可以看到包气带水研究是一个涉及多学科的问题,这既是一个难点,也是一个优势,要发挥多学科的优势,引入新理论新方法。另外,随着环境问题的日益突出,土壤水研究在溶质运移(污染物转化)和农业节水方面有着广阔的天地。未来研究要在研究的基础理论上进一步完善,同时注重应用、理论与实践相结合,不断推动发展。总的来讲,包气带水分研究将在以下领域中开展深入的研究(张亚哲,2009):

(1)土壤水分运动的随机模型及其应用;

(2)区域尺度土壤水资源评价研究——遥感技术在土壤水分研究中的应用;

(3)以土壤水及其运动规律为中心的农业节水机理研究;

(4)土壤水分高效利用的机理及其实用技术研究;

(5)分形理论在土壤水分研究中的应用。

所以,对包气带而言,多学科知识、多种技术的融合研究是包气带水研究发展的必然。与环境污染和环境保护有关的土壤水运动研究将更加受到重视,土壤中的溶质运移、污染物的扩散稀释、优先流等将理论研究将更加受到关注;综合性的与作物、气候、环境、生态模型相耦合的土壤水分模型将更加全面和完善;圈内外电子工业的发展将使未来土壤水的测试仪器将更为精密,土壤水分监测将更加准确、便捷、实时、和自动化,遥感技术将更加成熟。基于3S技术的区域土壤水分遥感信息和地面遥测信息将更加深入的结合,表层以下的点面结合大面积动态监测土壤水分研究将是一个土壤水研究的重点和难点(高峰,2009)。

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