济南市土壤墒情变化规律分析

聂圣菊，王 蔚，甘信娟

（济南市水文局，山东 济南250014）

济南市位于山东省的中部，设7 区、3 县，104个街道、39 个镇。济南市地质特点地势南高北低，依次为低山丘陵、山前倾斜平原和黄河冲积平原。北部为济阳坳陷、淄博—茌平坳陷，南部为鲁中隆起。本次选取济南市7 个墒情监测站，分别是黄台、卧虎山、长清、北凤、小辛庄、济阳、平阴7个监测站。土壤墒情监测采取“三点法”，分别在10 cm、20 cm、40 cm 三个深度取样，以此测定不同深度的土壤含水率。

监测时间为每年3～11 月，每半月监测1 次。由于济南市降水集中在7～8 月，特别是2018 年降水较往年明显增多，土壤基本处于饱和状态，根据具体情况进行加测和抽测；12 月到次年2月，土壤表面处于结冰状态，土壤中的冰将减少雨水和融雪水的下渗量，土壤的透水量可以忽略不计；另外，冻土在冬季也储存较多的水分，使其无法排出或蒸发。因此，该时段冻土区域水分含量相对比较稳定，但结冻前的土壤含水量对整个冬季都有影响，是研究的重点对象。

1 土壤墒情计算方法

土壤监测采用烘干称重法，将从预先确定的监测站点取得土样称重后，放入烘箱，烘箱逐渐升温到105～110 ℃后，持续恒温大约4 h，直至将土样烘干为止，将土样放至干燥器冷却后进行称重，计算出土壤含水率，公式如下：

式中：θ 为土壤含水率（%）；W1为盒加湿土重，g；W2为盒加干土重，g；W0为盒重，g。

每层的月平均值分别取本月各测次的算术平均。各测点的土壤含水率平均值按下式计算：

式中：θ10，θ20，θ40分别为测点10 cm，20 cm，40 cm 深处的土壤含水量；θ平均为测点的平均土壤含水量。

2 土壤墒情走向数据解析

2.1 土壤墒情的平面空间变化

济南市各县（市、区）主要以壤土为主，在很多内外部因素的影响作用下，农田中的土壤水分始终是一个动态的、不断变化的过程，一旦出现降水或灌溉的情况，土壤水分增加；同时，随着植物植被生成过程中对水份的吸收和消耗、地表土水分的蒸发及植物蒸腾，土壤水分又不断减少。通过对济南市7 个墒情站点连续2 年（2017—2018 年）不同层次的的土壤水分的观测，采取“三点法”求得垂向土壤平均含水率，结果按月统计汇总，见表1。

由表1 可以看出：黄台、小辛庄、济阳土壤含水率相对较高，而长清、平阴土壤含水率相对较低。主要原因：一是济南市地势南高北低；二是由于降雨量的不均和种植作物差异；三是前期农田浇灌对土壤含水率也影响较大。

2.2 土壤墒情的时程变化

1）土壤水分年际变化情况。对比分析济南市2017 年和2018 年的墒情监测数据可知，2018 年的土壤含水率比2017 年多出1.6 个百分点，两年的数据相差不大。分析对应监测时间的降雨量可知，2018 年降雨量较2017 年降雨量多50%，与实际情况相符，见表2。

表1 济南市各县（市、区）非冻期不同月份土壤含水率 %

表2 济南市2017—2018 年土壤含水率对比表%

2）土壤含水率季节变化特征。土壤水分主要受季节降雨的分布不均、土壤质地、地势地貌和地表植被的生长发育状况共同影响。济南市2017—2018 年土壤含水率时程变化如图1 示。

图1 济南市2017—2018 年土壤含水率对比表

由图1 可以看出：从3 月上旬开始，土壤水分开始逐渐减小，到5 月中下旬达到最低值。进入汛期后，土壤含水量因降雨量的增加而逐渐增加。进入9 月后，随降水的减小土壤含水量也会逐渐变小，直至12 月土壤进入冰冻期，土壤含水量会保持在一个稳定的范围内。

3 结 语

1）从地域分布来看，通过对比济南市7 个县（市、区）站点收集的土壤墒情资料可知，大体上呈现中部、北偏东部土壤含水率较高。

2）从年际变化上看，2018 年年降雨量较2017 年偏多50%，因2017 年采取农田浇灌等补水措施，2018 年的土壤含水率比2017 年多出1.6个百分点，两年相差无几，与实际情况相符。

3）从季节角度上看，土壤墒情同季节和降雨量的变化趋势基本吻合，济南市土壤水的年内变化大致可分为三个阶段，第一阶段缓变阶段（11～次年2 月），这一阶段降雨少，蒸发低，土壤因低温被冻结，土壤含水率变化缓慢；第二阶段严重损耗阶段（3～5 月），这一时期气温回升，蒸散发能力明显增强，而此阶段降雨量较少，所以土壤消退速度加快，土壤含水量多呈下降趋势，根据旱情大小程度，相关部门应根据实际情况，采取浇灌、人工降水等办法，对农田实施一定的补水补救措施；第三阶段剧烈变化阶段（6～10 月），这一阶段降雨充沛，土壤含水量高，但是这时期气温高，蒸散发较大，作物需水量较大，如遇气候异常降雨较少时，土壤含水量会大幅下降，而暴雨后又迅速上升，因而土壤含水率波动较大。