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

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.