潜水蒸发
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潜水蒸发(Phreatic Water Evaporation)
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潜水蒸发是指浅层地下水或江、河、湖、渠等水体侧渗水通过土壤输送、运移至地表并气化散失的现象[1]。潜水蒸发是大气水、植物水、土壤水和潜水相互转化过程中的一个重要环节，也是地下水浅埋区植物耗水的主要水分来源之一。潜水蒸发研究对于灌溉制度的拟定、地下水资源的评价、地下水位的调控、天然植被生态耗水量的计算、盐渍化防治、植被恢复及生态修复等都有重要的意义[2]。
潜水蒸发的类型[3]
潜水在毛管力作用下，沿毛管向上运动，当毛管力与毛管水柱静压力平衡时，毛管水达到一个稳定位置，此时，为毛管水连续上升的最高点，它距潜水面的高度为毛管水上升高度。潜水蒸发主要经历三个过程，一是潜水在土壤毛管力作用下，向上传导到一定高度(即毛管水上升高度)；二是在温度梯度作用下由液态水转变为汽态水的气化过程；三是在空气动力作用下，气态水向表层土和大气中的扩散过程。潜水埋裸不同，气化面在土壤中所处的位置也不同，水汽扩散蒸发过程也不同，连续毛管水柱顶部也是毛管水断裂面，为液汽交界面，此交界面为土壤水分的气化于土壤水的气化过程就产生于毛管断裂含水区按气化面在土体中的位置可将潜水蒸发分为三种类型。
1.气化面位于表土的液态蒸发型
该潜水蒸发类型，潜水埋深等于或小于毛管水上升高度，土面蒸发率是由大气蒸发力所控制。大气蒸发力强，蒸发消散的水分就多，潜水蒸发率也就愈大。毛管水的上升速度受土壤剖面质地、构造的影响，土壤内的液态水在土壤表层气化后，直接向大气中扩散，而表土中的水分，又不断地得到潜水的补充，属于潜水的强烈蒸发类型。蒸发过程处于完全开放状态。
2.气化面位于土壤日变温层之内的日变温蒸发型
该潜水蒸发类型．潜水埋深大于该土壤剖面的毛管水强烈上升高度 其潜水补给蒸发经历包括液态水在毛管中的传导．液面汽化，气态水在气化面以上土层中扩散。以及向大气扩散的过程 在毛管水强烈上升高度之上，土壤水分的运动以毛管断裂和气化水两种形态存在。水分由气化传送到大气中的过程是气态水在土体中的扩散过程，其水气扩散速度与水汽压梯度成正比。而土壤中水汽压梯主要取决于扩散层土壤温度梯度的日变化。
3.气化面在土体日变温层以下，称之为季节变温蒸发型
该潜水蒸发类型，潜水埋深大于土壤毛管水最大上升高度(包括断裂含水量)，气化面之上气态水的扩散主要受季节变温层温度梯度的控制，其表层常有干土层覆盖。
潜水蒸发的研究方法[4]
目前，国内外关于潜水蒸发的研究方法主要有3种：试验观测法、机理分析法和数值模拟法。
1.试验观测法
作为潜水蒸发研究的基本方法，试验观测法是根据室内或室外试验，利用蒸渗仪获得有无作物生长条件下不同土质、不同潜水埋深、不同时段的潜水蒸发相关数据，然后对其进行整理分析从而得到潜水蒸发的相关规律及其经验公式。虽然利用蒸渗仪可以较为简便地得到潜水蒸发量、降雨入渗补给量和地表径流量的数据，但它与实际情况还是存在些许差异，其中最为明显的就是水位的变化。由于潜水蒸发和降雨入渗补给的影响，自然状态下的潜水位一直处于动态变化中，而蒸渗仪的潜水位却永远保持恒定。在气象因素、土壤等外界条件一定的情况下，当发生潜水蒸发时，自然状态下的潜水位下降，水分运移距离加大，潜水蒸发强度也随之相应减小，而由于蒸渗仪的潜水位保持固定不变，潜水蒸发强度也将保持稳定，这使其所测得的潜水蒸发量大于实际值。当发生降雨入渗补给时，自然状态下的潜水位上升，渗流路径长度减小，而蒸渗仪中的渗流路径保持不变，从而导致两者的结果存在差异。当潜水埋深较浅时，如果降雨量较大，自然状态下的潜水位可能上升至地表，发生蓄满产流的现象。而在蒸渗仪中，只有当降雨强度大于入渗速率时，才有可能产生地表径流，在其他情况下，降雨所产生的入渗补给会及时排入承渗瓶中，使其不可能发生蓄满产流的现象。
利用试验观测方法对潜水蒸发进行研究，可以很容易找出其基本规律，也能得到估算潜水蒸发量的经验公式。但该方法需要大量的试验仪器、设备及其试验数据，耗资较大、耗时较长。此外，由于地域间存在差异且试验条件有所限定，使所建立的经验公式应用于实际情况时还有一定的局限性。
2.机理分析法
潜水蒸发主要经历两个过程：(1)液态水在土壤水吸力的作用下向上运移的过程；(2)水汽向土壤表层和大气散发的过程。因此，可以运用土壤水动力学理论对潜水蒸发进行分析。但由于土壤水运动涉及到的因素较多，现阶段的机理分析主要是在地下水位恒定、均质土壤稳定蒸发条件下进行的。这也就造成了机理分析的结果会与实际情况存在差异。
3.数值模拟法
数值模拟法是依据土壤水运移理论和地表能量平衡原理，建立土壤水分运动模型，并结合实验选定相关参数，以此对潜水蒸发过程进行模拟分析，最后通过计算值与实测值的比较验证其可靠性。此方法的优点是不受外界条件的限制，可以对不同情况下的潜水蒸发进行分析研究；缺点是所需要的参数较多，且不易获得，应用较为困难。
潜水蒸发的影响因素[3]
潜水蒸发的影啊因素可分为两个方面：
一方面是大气蒸了能力，是蒸发的外界条件，受辐射、气温、湿度、和风速等气象因素影响；
另一方面是土层自地下水面向地表的输水能力，其输水能力大小取决于土壤条件，包括土层厚度即潜水埋深，土壤质地。土体构型即粘土夹层的厚薄与层位。
潜水蒸发的调控[3]
1.土壤耕作管理措施
减少潜水蒸发主要取决于两个方面．一是改变土壤表面的蒸发条件，抑制潜水蒸发；二是改良土壤结构，增加自身保持水分的能力。对土壤耕作层采取土壤管理措施，对潜水蒸发有明显的抑制作用．并有增加降雨渗透补给潜水的效果。
土壤管理措施有如下几种：
(2)覆盖作物秸杆．改善土壤物理性状，减弱地面有效幅射强度。改变土壤蒸发表面与大气之间的气体流动交换状况．加强地表拦蓄水分的能力
(3)中耕松土．切断毛细管，使土壤表面迅速形成干土掩护层。
(4)地膜覆盖，减少土壤水分蒸发，提高地温，使薄膜和土壤表面之间，形成一种湿润的小气候
调控地下水位，是减轻潜水蒸发，改良盐渍土的重要环节。另一方面，潜水又是作物可利用的重要水源，所以，又必须考虑作物利用地下水的适宜深度。
2.地下水位调控措施
一个地区的地下水位，在一年内变动是很大的，要将地下水位全年控制在临界水位以下，不仅非常困难，也是不必要的，就土壤积盐，形成土壤次生盐渍化的地下水条件而言，也并非是一个固定的深度，它是在多种因素影响下的一个动态标准。
(1)旱季蒸发阶段的临界水位期；
(2)雨季水位上升阶段的允许水位期；
(3)地下水下降阶段的迅速回降期。
调控地下水位的措施可分为两个方面，一是水利工程措施；二是农业措施。一方面要井灌井排，井沟结台，完善农田排灌工程系统，另一方面要优化种植结构。
