干旱区植被盖度增加对降水入渗补给地下水的影响-地质通报.PDF

第34卷第 11期 地 质 通 报 Vol.34,No.11 2015年 11月 GEOLOGICALBULLETINOFCHINA Nov.,2015 干旱区植被盖度增加对降水入渗补给地下水的影响 ——试验研究与数值模拟 尹立河，王晓勇，黄金廷，马洪云，张 俊，董佳秋，贺帅军 YINLihe,WANGXiaoyong,HUANGJinting,MAHongyun, ZHANGJun,DONGJiaqiu,HEShuaijun 中国地质调查局西安地质调查中心/中国地质调查局干旱-半干旱区地下水与生态重点实验室，陕西西安710054 Xi’anCenterofGeologicalSurvey,ChinaGeologicalSurvey/KeyLaboratoryforGroundwaterandEcologyinAridand Semi-aridAreasofChinaGeologicalSurvey,Xi’an710054,Shaanxi,China 摘要：随着西北旱区生态恢复工程的实施，该区生态环境持续改善，植被盖度不断增加。但植被冠层截留与蒸腾耗水加剧了包 气带水分的亏空程度，减小了降雨对地下水的补给。采用原位试验方法，分析了植被覆盖区和裸土区不同深度土壤水势的变 化规律。结果表明，受蒸发和蒸腾的共同作用，植被覆盖区平均土壤水势（-74kPa）远低于裸土区（-16kPa），且变化剧烈，土壤 水以向上运动为主。而裸土区土壤水势高，变化小，40cm以下土壤水向下运移，因此可以持续补给地下水。采用Hydrus-1D 软件进行了长序列土壤水数值模拟，定量分析了植被盖度增加与地下水补给的关系。数值模拟结果表明，在裸土条件下，降雨 对地下水的补给量介于82~333mm/a之间，平均值为197mm/a，平均降水入渗补给系数为0.53。而在植被覆盖的情况下，地下 水的补给量几乎为0。最后，从植被蒸腾耗水和冠层降水截留2个方面讨论了旱区植被盖度增加对降雨入渗补给地下水的影 响，提出了旱区水与生态和谐发展的建议。 关键词：旱区；植被；盖度增加；地下水；补给 中图分类号：P641 文献标志码：A 文章编号：1671-2552（2015）11-2066-08 YinLH,WangXY,HuangJT,MaHY,ZhangJ,DongJQ,HeSJ.Theimpactofvegetationcoverageincreaseonground⁃ waterrechargeinthearidregionsofNorthwestChina:Experimentalandnumericalstudy. GeologicalBulletinofChina, 2015,34(11):2066-2073 Abstract:WiththeimplementationofecologicalrestorationprojectsinNorthwestChina,theeco-environmenthasbeenimproved continually,accompaniedbytheincreaseofvegetationcoverage.Thewaterconsumptionbyplantswillmakethesoilwaterdeficient severelyandreducethegroundwaterrecharge.Inthisstudy,thesoilmatricpotentialatthedepthwasmeasuredinthevegetatedand baresoillysimetersinsitu.Theresultsshowthatthethawandfrozenperiodinthetwolysimetersissimilarandhaslesseffecton groundwaterrecharge.Thesoilmatricpotentialinthevegetatedlysimeter(-74kPa)ismuchlowerthanthat(-16kPa)inthebaresoil lysimeterwiththecoexistenceofevaporationandtranspiration.Soilwatermovesupwardmainlyinthevegetatedlysimeter.Inco