河北省土壤水资源利用潜力分析与研究

摘要

河北省水资源紧缺，按传统方法计算，年均降雨量为531.7mm，人均水资源量为307m3，仅为全国人均水平的13.9％。水资源缺乏，制约了经济和社会的发展。由于地表水、地下水资源过度开采，对环境造成了严重的破坏，人们开始关注土壤水。河北省年平均降水量998亿m3，近80％的降水转化为土壤水资源，是地下水和地表水资源量的4倍左右。土壤水是水分循环中的重要环节，土壤水是可被植物直接利用的唯一水资源形式。因此，有效利用土壤水，是高效利用水资源的关键，对于缓解河北省水资源紧缺，优化配置水土资源，实现农业的可持续发展具有重要的战略意义。 本文针对河北省土壤水资源理论滞后于生产需要的现状，结合河北省自然科学基金项目，基于小尺度水文学，对土壤水资源进行精确可靠计算，通过分析土壤水资源利用潜力的内涵，提出土壤水资源承载力的概念，进而衡量其利用潜力。为合理利用土壤水资源，节约灌溉用水提供参考，从而提高水分利用效率，缓解用水矛盾，促进可持续发展。论文主要内容包括: ①从广义、狭义两种角度，提出土壤水资源的概念。在土壤水资源概念的基础上，研究分析土壤水资源的特性。 ②根据本文对土壤水资源定义，同时考虑土壤水资源的特性，提出基于有效降雨量的土壤水资源的计算公式，并计算得出了河北省平原区不同水平年的土壤水资源量。对平原区土壤水资源的分布进行分析，太行山山前平原区和燕山山前平原区是平原区中土壤水资源比较丰富的地区。 ③研究、分析土壤水资源的利用潜力的内涵。采用土壤水资源承载力作为衡量土壤水资源利用潜力的指标。在计算土壤水资源承载力过程中采用目前在资源承载力应用比较成熟的多目标模型。建立土壤水资源承载力计算模型后，在前期土壤水资源计算基础上，收集山前平原区的水文、经济、农业等相关统计资料，将统计数据应用到多目标模型进行计算；得到不同频率年分区的土壤水承载力，对结果进行分析，计算利用潜力，计算结果说明在目前的技术水平下，丰水年的土壤水资源有相当的潜力可挖，而平水年和枯水年的利用潜力已经到达了极值，为合理开发土壤水资源的利用潜力提供依据。 ④最后，提出有待研究的问题和高效、合理利用土壤水资源，开发土壤水资源潜力的一些建议。 本次对河北省154个县(市)进行了土壤水资源分区，将其分为8个一级区，对其中的平原区土壤水资源进行计算，计算结果符合实际情况，证明基于有效降雨量的土壤水资源计算公式适用于河北省。同时土壤水资源承载力多目标模型的研究结果有利于河北省土壤水资源利用潜力的进一步研究。 本次研究旨在客观分析评价河北省土壤水资源特点，计算其总量及分析利用潜力，为进一步研究河北省土壤水资源，高效利用土壤水资源，实现土壤水资源与地上水、地下水的资源替代提供依据。

目录

文摘

英文文摘

声明

1引言

1.1河北省水资源基本状况

1.1.1河北省可利用水资源相对短缺

1.1.2水资源过渡开采，利用率低

1.1.3土壤水资源储量大，利用较少

1.2国内外对土壤水资源的研究

1.2.1国内外对土壤水模型的研究

1.2.2国内外对土壤水资源概念及潜力的研究

1.3河北省土壤水资源的研究

1.3.1河北省土壤水资源的分区研究

1.3.2河北省土壤水资源的计算

1.4本文的研究内容

2土壤水资源的计算

2.1土壤水研究的理论基础

2.2土壤水资源概念

2.3土壤水资源计算模型

2.3.1基于有效降水量的土壤水资源模型

2.3.2凝结水量的确定

2.3.3某时段始末评价土层内土壤水蓄变量

2.3.4评价土层内有效降水量的计算

2.3.5土壤含水量的推求

2.3.6地表径流量的计算

2.3.7植物截留量的计算

2.3.8大区域土壤水资源计算模型

2.4河北省土壤水资源计算及结果分析

2.4.1河北省土壤水资源分区

2.4.2河北省各平原区土壤水资源的计算结果

2.4.3计算结果分析

3土壤水资源利用潜力分析

3.1土壤水资源利用潜力内涵

3.2土壤水资源潜力影响因素

3.3土壤水资源承载力评价计算模型

3.3.1模型的建立

3.3.2模型求解

4山前平原区土壤水资源利用潜力计算

4.1研究区的确定及基本情况

4.1.1研究分区的确定

4.1.2河北省山前平原区的自然情况

4.2承载力模型建立

4.3模型求解

4.4计算结果及分析

5提高土壤水资源利用潜力的措施研究

5.1提高土壤水系统储水能力的技术

5.2土壤水流动模式优化技术

5.3提高土壤水储存量的利用率

6结论及建议

6.1结论

6.1.1土壤水资源的特性

6.1.2土壤水资源的概念

6.1.3本次研究的成果

6.2建议及待研究问题

附录

参考文献

在读期间发表的学术论文

作者简历

致谢