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土壤水是指存储于土壤非饱和区的水分,其不仅是土壤—植物—大气连续体(SPAC)的纽带,更是植物生长和生存的物质基础。在日益加剧的水资源矛盾背景下,如何合理有效地利用水资源成为当今时代人们所关注的热门问题之一。因此分析研究土壤水分在自然、人为等条件下的运动规律就显得尤为重要。本文以粘土为例,主要研究2013年到2015年贵阳花溪站点的降水量与土壤水分的时空特点、土壤水分对不同降雨的响应规律以及土壤水分运动模型的模拟。本研究一方面希望可以丰富土壤水分研究案例,另一方面希望能为干旱监测预警提供科技支撑,具有科学理论意义和实践价值。本文主要结论如下: (1)降雨与土壤水分动态分析。分别从时间和空间两个方面分析土壤水分随降雨的变化规律,结果显示土壤水分与降雨量大小在时间上基本成呈正相关性变化。而从土壤水分垂直变化来看,土壤层深度越低其变化幅度越明显,土壤层深度越深土壤含水量越大且变幅越小。到了土壤水分变化稳定层则基本处于相对稳定的状态。 (2)土壤水分对不同降雨的响应规律研究。在无降雨的情况下,土壤含水量与土壤深度呈正相关性,土壤层深度越深土壤含水量越大。其中土壤表层含水量平均值最小,深度越大土壤水分平均值越大。在降雨过程中,土壤水分的变化受到降雨量、土壤初始含水量、土壤层深度等的影响出现不同的幅度变化,降雨量越大变化幅度越大,土壤初始含水量越低变化幅度越大,土壤层深度越低变化幅度越大。而随着降雨停渗时间的延长表层土壤体积含水量明显减少,下层土壤体积含水量则有一个先小范围上升后逐渐减少的过程,到了土壤水分变化稳定层土壤水分则基本不受降雨的影响。通过相关性分析可见,无降雨的状态下,不同深度的土壤含水量之间均存在显著的相关性。且在降雨状态下,降雨量与表层土壤含水量基本也都存在显著的相关性。 (3)对土壤水分运动机理及HYDRUS-1D模型运行原理进行了分析,并根据实测数据对HYDRUS-1D模型的参数进行反演优化。根据实测土壤含水率与模拟土壤含水率之间的模拟效率系数、相对误差、平方根误差这三个指标对HYDRUS-1D模型的模拟效果进行分析,结果表明 HYDRUS-1D模型在本次试验条件下对土壤水分运动规律的模拟效果较好.