東營市田間持水量測定及成果分析

袁鵬杰+孫超+張乃鵬

摘要：近年來，東營市春旱、夏旱發(fā)生頻率增加，由于東營市目前墑情評價采用的田間持水量值為2009年實驗值，受當時實驗方法和實驗技術(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，東營市水文局組織開展了新一輪的田間持水量測定工作。

關(guān)鍵詞：東營市；旱情；田間持水量

中圖分類號： S152.7 文獻標識碼： A DOI編號： 10.14025/j.cnki.jlny.2017.13.022

近年來，受厄爾尼諾現(xiàn)象影響，東營市春旱、夏旱頻發(fā)，旱情形勢嚴峻。東營市水文局設(shè)立人工墑情監(jiān)測站5處，用于評價墑情變化情況。但各站采用的田間持水量值為2009年成果，受當時實驗方法和技術(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價指標的重要參數(shù)，2015年底，東營市水文局組織開展了全市5處人工墑情站田間持水量測定工作。

1測定區(qū)域概況

東營市位于山東省北部，黃河入?？谌侵薜貐^(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412.67公里。東營市屬暖溫帶半濕潤半干旱大陸性季風氣候區(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測定方法

通過查閱資料及結(jié)合東營水文地質(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)實驗，操作簡便，方法科學。最終選定環(huán)刀法進行田間持水量測定。

3測定準備

3.1采樣時機選擇

為避免由于土壤過于濕潤導致環(huán)刀刃口產(chǎn)生“鏡面”效應，或是土壤干燥導致環(huán)刀削平時土壤脫落影響原狀土結(jié)構(gòu)?？紤]到2015年10月上旬東營市降水較少，土壤較為干燥，決定在采樣前三天通過人工干預澆灌，使土壤處于半干半濕狀態(tài)。

3.2儀器準備

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、天平（感量0.01克）、電熱恒溫干燥箱、干燥器、沙箱。

4測定步驟

4.1田間采樣

本次田間持水量測定采樣選取日常墑情監(jiān)測地塊，均為壤土。采取剖面開挖水平取土法，先開挖尺寸約60厘米×50厘米×50厘米（長×寬×深）的取土坑，在10厘米、20厘米、40厘米三個深度土層用環(huán)刀每層取4個土樣。取樣過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，浸水時間不少于24小時，浸泡過程中隨時向盆內(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到飽和，避免因時間過長出現(xiàn)液化現(xiàn)象。王營、利津、永安、義和4站土樣浸泡時長為24小時，石村站土樣浸泡時長為48小時。

4.3 退水及稱重

將已達到飽和的環(huán)刀從水中取出，取下有空底蓋放入沙箱，按一定時間間隔稱重，直至相鄰測次質(zhì)量相差小于0.5克為止，繪制退水過程。王營、利津、永安、義和4站退水時長為96小時，石村站退水時長為120小時。在此過程中，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，烘箱溫度應設(shè)置在105℃±2℃，時間為12小時。停止烘干后，土樣應在烘干箱內(nèi)自然冷卻20分鐘。取出鋁盒放入干燥器中冷卻（30分鐘）至常溫時稱重，做好記錄。

4.5 田間持水量計算

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

5成果合理性分析

5.1 土壤性質(zhì)

通過地質(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、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。而本次實驗結(jié)果基本符合本原理。

5.2 與2009年測定成果對比

本次田間持水量結(jié)果：石村25.33%，永安24.30%，義和27.81%，王營22.36%，利津26.14%。成果較2009年測得值（石村20.10%，永安21.20%，義和19.10%，王營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)對比偏差。

5.3歷史旱情資料檢驗

利用本次成果評價歷史旱情等級與近兩年歷史旱情資料評價分析后，本次結(jié)果更接近于真實值。

6結(jié)語

本次測定的田持結(jié)果與2009年試驗數(shù)據(jù)存在一定偏差，但本次測定各步驟均嚴格按照相關(guān)技術(shù)規(guī)范執(zhí)行，通過合理性分析可以確定：本次測定成果較為準確，能夠用于旱情監(jiān)測分析評價。

作者簡介：袁鵬杰，本科學歷，助理工程師，研究方向：水文。