基于ERT的黄土高原小流域典型坡地和坝地土壤储水量反演

• Published in: Guanʻgai paishui xuebao Vol. 42; no. 3; pp. 104 - 111
• Main Authors: DUAN Guoxiu, JIA Xiaoxu, BAI Xiao, LIU Chenggong, WEI, Xiaorong
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: Xinxiang City Chinese Academy of Agricultural Sciences (CAAS) Farmland Irrigation Research Institute Editorial Office of Journal of Irrigation and Drainage 01.03.2023; 中国科学院大学 资源与环境学院,北京 100190; 中国科学院 地理科学与资源研究所/生态系统网络观测与模拟重点实验室,北京 100101%中国科学院 地理科学与资源研究所/生态系统网络观测与模拟重点实验室,北京 100101; 中国科学院大学 资源与环境学院,北京 100190%西北农林科技大学,陕西 杨凌 712100%西北农林科技大学,陕西 杨凌 712100
• Subjects: Aeration zone; Aridity; Crop growth; Ecological function; Electrical resistivity; Geographical distribution; Loess; Moisture content; Position measurement; Precipitation; Rainy season; Reservoirs; Slopes; Soil investigations; Soil layers; Soil moisture; Soil water; Soil water storage; Subsoils; Tomography; Topsoil; Variation; Vertical distribution; Vertical orientation; Water; Water content; Water distribution; Water engineering; Water storage; Water uptake; Watersheds; 土壤电阻率; 坝地; 土壤含水率; 坡地; 黄土高原; 电阻率层析成像法
• ISSN: 1672-3317
• DOI: 10.13522/j.cnki.ggps.2022274

【目的】反演黄土高原小流域典型坡地和坝地的土壤储水量（SWS），为小流域水资源管理与生态建设提供科学依据。【方法】在陕北六道沟小流域选择典型坡地和坝地，利用电阻率层析成像法（ERT）测定其土壤电阻率（ρ），结合实测土壤体积含水率（θv），构建ρ与θv的幂函数模型，量化0~12.5 m土层剖面的SWS，并对比分析坡地与坝地的SWS空间分布差异。【结果】对于黄土高原坡地和坝地2种典型地貌类型，ρ与θv之间均具有显著的幂函数关系（坡地：R2=0.66，p<0.01；坝地：R2=0.64，p<0.01）；坡地ρ分布受坡位影响显著，沿坡顶至坡底逐渐降低，坝地ρ在垂直方向上呈“高-低-高”的分布格局，具有明显的饱和层和非饱和层，而坡地剖面均为非饱和状态；面积为1.8×104 m2的坝地0~6.5 m非饱和层的可储水量为1.49×104 m3，6.5~12.5 m饱和层可储水量为5.10×104 m3；而相近面积的坡地0~12.5 m非饱和层可储水量为2.59×104 m3。【结论】ERT可用于黄土区深层土壤水资源时空分布研究，六道沟小流域坝地土壤储水量丰富，是坡地土壤储水量的2.5倍，对小流域的水循环和生态系统服务具有重要作用。