蓄水坑灌不同蓄水坑结构型式条件下果园冬季土壤温度分布特征研究

太原理工大学硕士研究生学位论文蓄水坑灌不同蓄水坑结构型式条件下果园冬季土壤温度分布特征研究摘要在冬季低温季节，土壤的温度对果树有着非常重要的作用，因为土壤温度直接影响到植物的根系生长，如果土壤温度过低，会对植物根系造成损害，甚至使其死亡，造成较大的损失。因而，冬季土壤温度的高低，成了果树能否安全过冬的重要因素。蓄水坑灌法是针对我国北方山丘果林地区的干旱和水土流失问题而提出的一种节水灌溉措施，蓄水坑灌条件下由于蓄水坑的布设，增加了根区中深层土壤的临空面，改善了通气条件，并使根区土壤剖面温度分布特征发生变化，尤其在冬季低温季节，果树能否安全越冬，是蓄水坑灌法能否推广应用的关键问题之一。因此，本论文将对越冬期间蓄水坑灌土壤温度分布特征进行研究，为蓄水坑灌法推广应用提供技术支撑。论文采用田间试验与理论分析相结合的方法，对不同坑口结构和覆盖条件下蓄水坑土壤温度的分布规律进行分析，主要研究结果如下：(1)蓄水坑坑内空气温度与大气温度变化趋势一致，随着大气温度的升高而升高，降低而降低。从6：00—18：00之间，温度先增大后减小。在6：00和18：00时，蓄水坑坑内空气温度要大于大气温度，且大气温度小于无覆盖蓄水坑坑内空气温度，无覆盖坑内空气温度小于有覆盖蓄水坑坑内空气温度，而在12：00时，正好相反，坑内空气温度要小于大气温度，大气温度大于无保温层覆盖蓄水坑坑内空气温度大于有保温层覆盖蓄水坑坑内空气温度。(2)蓄水坑坑内空气温度日温差随蓄水坑坑口直径的减小而减小；大气I 太原理工大学硕士研究生学位论文温度与坑内空气温度差值，会随着坑口直径的减小而增加，温度差值的增速随着坑口直径的减小而减小；有坑口覆盖的坑内空气温度的日温差要小于无坑口覆盖的坑内空气温度的日温差；大气温度与有坑口覆盖的坑内空气温度差值要大于大气温度与无坑口覆盖下坑内空气温度的差值。(3)蓄水坑土壤温度包括蓄水坑地表土壤温度、蓄水坑坑壁土壤温度和蓄水坑坑底土壤温度。蓄水坑土壤温度在大气温度的影响下，随着大气温度的升高而升高，降低而降低，在6：00—18：00之间，温度先增大后减小。地表土壤温度、蓄水坑坑壁土壤温度和蓄水坑坑底土壤温度变化相似在6：00和18：00时，地表土壤温度要大于大气温度，且随着土壤深度的增加而增加，在5cm—15cm之间，温度随土壤深度增加的幅度明显，在15cm—25cm之间，温度随土壤深度增加的幅度不明显，温度基本保持稳定。在12：00时，地表土壤温度要小于大气温度，土壤温度随着土壤深度的增加而减小，在5cm—15cm之间，温度随土壤深度减小的幅度明显，在15cm—25cm之间，温度随土壤深度减小的幅度不明显，温度基本保持稳定。随着土壤深度的增加，蓄水坑土壤温度的日变化幅度逐渐减小，在5cm到15cm内日变化明显，在15cm—25cm内日变化不明显，基本稳定。另外，对于蓄水坑坑壁土壤温度，在距离地表20cm处坑壁土壤温度与40cm处坑壁土壤温度相比，随土壤深度变化的幅度和日变化幅度整体要略大。(4)随着坑口直径的减小，蓄水坑坑内土壤温度（蓄水坑坑壁土壤温度和蓄水坑坑底土壤温度）随土壤深度的温度变化值，会减小；日变化幅度也会随着减小。(5)有保温层覆盖蓄水坑坑内土壤温度随土壤深度的温度变化值要小于无保温层覆盖的土壤温度变化值；有保温层蓄水坑坑内土壤温度日变化幅度要小于无保温层土壤温度的变化幅度。关键词：蓄水坑灌、坑口直径、覆盖、土壤温度II 太原理工大学硕士研究生学位论文RESEARCHONTHESOILTEMPERATUREDISTRIBUTIONINORCHARDDURINGTHEWINTERUNDERDIFFERENTSTRUCTUREFORMSOFWATERSTORAGEPITABSTRACTLowtemperatureinwinterseason,thetemperatureofthesoilforplantingfruittreesisaveryimportantrole,becausethetemperatureofthesoildirectlyaffectstheplantrootsystem,ifthesoiltemperatureistoolow,cancauseharmtotheplantroots,andevendeath,causingsignificantlosses.Consequently,thediscretionofthesoiltemperatureinwinter,asacanbeanimportantfactorofsafetyforthewinter.WaterstoragepitirrigationmethodisinviewofthehillsinthenorthofChinaingrovesofdroughtandsoilerosionproblemandputforwardakindofwater-savingirrigationmeasures,asaresultofwaterstoragepitundertheconditionofwaterstoragepitirrigationlayout,increasetherootzoneofdeepsoilofairportsurface,improvetheventilationconditions,andtherootzonesoilprofiletemperaturedistributionchange,especiallyinwinterlowtemperatureseason,fruittreescansurvivesafelythewinterispopularizationandapplicationofthewaterstoragepitirrigationmethodisoneofthekeyproblems.Waterstoragepitsoiltemperatureduringwinter,therefore,tostudythechangeruleofstructurewithdifferentholediameter,theapplicationofwaterstoragepitirrigationisvitaltoprovidetechnicalguidance.Inthispaper,throughthefieldtestandtheoreticalanalysisofthecombinationofdifferentpitheadstructureundertheinfluenceofwaterstoragepitsoiltemperaturechangesinthedistributionofdotheanalysis,themainresultswereasfollows:(1)WaterstoragepitpitofairtemperatureandatmospherictemperatureIII 太原理工大学硕士研究生学位论文changetrendisconsistent,withtheairtemperaturerises,lowerandlower.Between6PM-18:00,temperaturefirstincreasesthendecreases.At6PMand18:00,waterstoragepitpitairtemperatureisgreaterthantheatmospherictemperature,andatmospherictemperatureislessthannoinsulationcoverwaterstoragepitpitairtemperatureislessthanthethermalinsulationlayercoveringtheairtemperatureinwaterstoragepitpitandin12:00,onthecontrary,pitairtemperatureislessthanatmospherictemperature,atmospherictemperatureisgreaterthannoinsulationcoverwaterstoragepitpitairtemperatureisgreaterthanthethermalinsulationlayerarecoverwaterstoragepitpitairtemperature.(2)Waterstoragepitpitairtemperature,temperaturedifferencedecreaseswiththedecreaseoftheholediameter.Atmospherictemperatureandthepitairtemperaturedifferencevalue,willincreasewiththedecreaseofthecraterdiameterand,temperaturedifferencevalueincreaseswiththedecreaseofthecraterdiameterdecreases;Havepitpitcoveredbyairtemperature,temperaturedifferencethannopitpitcoveredbyairtemperature,temperaturedifference;Atmospherictemperaturewithpitpitcoveredbyairtemperaturedifferencevalueisgreaterthantheatmospherictemperatureandnopitheadcoveringthepitinsideairtemperaturedifference.(3)Waterstoragepitsurfacesoiltemperature,soiltemperatureincludingwaterstoragepitwaterstoragepitpitwalltemperatureandsoilwaterstoragepitbottomsoiltemperature.Waterstoragepitsoiltemperatureundertheinfluenceofatmospherictemperature,astheairtemperaturerises,lowerandlower,between6PM-18:00,temperatureincreasefirstandthen.Surfacesoiltemperature,soilwaterstoragepitpitwalltemperature,andwaterstoragepitpitissimilarat6:00and18:00soiltemperaturechanges,thesurfacesoiltemperatureisgreaterthantheatmospherictemperature,andincreasedwiththeincreaseofsoildepthincrease,between5cm,15cm,andtheextentoftemperaturewiththeincreaseofsoildepth,between15cm--25cm,andtheextentoftemperaturewiththeincreaseofsoildepthisnotobvious,temperatureIV 太原理工大学硕士研究生学位论文basicallyremainedstable.At12:00,surfacesoiltemperaturethantheairtemperature,soiltemperaturedecreaseswiththeincreaseofsoildepth,between5cm,15cm,andtherangeofthetemperaturedecreasewithsoildepth,between15cm--25cm,andtherangeofthetemperaturedecreasewithsoildepthisnotobvious,temperaturebasicallyremainedstable.Withtheincreaseofsoildepth,thediurnalvariationofthewaterstoragepitsoiltemperatureamplitudedecreasesgradually,daychangewithin5cmto15cm,within15cm--25cm,changeisnotobvious,basicallystable.Inaddition,thewaterstoragepitpitwallsoiltemperature,soiltemperatureat20cmfromthesurfaceofthepitwallandthepitwallswith40cmsoiltemperature,comparedwithsoildepthchangeoftheamplitudeandslightlymorechangeinwhole.(4)Withthedecreaseofthecraterdiameter,waterstoragepitpitsoiltemperature,soilwaterstoragepitpitwalltemperatureandsoilwaterstoragepitbottomtemperature)changingwiththetemperatureofthesoildepthvalue,reduces;Alsowoulddecreaseasthedailyvariationrange.(5)Haveathermalinsulationlayerwaterstoragepitpitsoiltemperaturechangeswiththedepthofsoiltemperaturevaluelessthannothermalinsulationlayersoiltemperaturechange;Withinsulationlayerwaterstoragepitpitsoiltemperaturevariationamplitudeissmallerthanwithoutthermalinsulationlayerofsoiltemperaturevariation.KEYWORDS:waterstoragepitirrigation，pitdiameter，cover，soiltemperatureV 太原理工大学硕士研究生学位论文目录第一章绪论..........................................................................................................................11.1研究的目的和意义......................................................................................................11.2国内外研究进展..........................................................................................................21.2.1土壤温度对果树的影响.....................................................................................21.2.2影响土壤温度的主要因素................................................................................21.2.3土壤温度的时空变化特征.................................................................................41.2.4土壤温度的调控措施........................................................................................61.3蓄水坑灌土壤温度研究进展.......................................................................................61.3.1蓄水坑灌研究进展.............................................................................................61.3.2蓄水坑灌土壤温度研究进展.............................................................................71.4主要研究内容和技术路线...........................................................................................81.4.1研究内容.............................................................................................................81.4.2技术路线.............................................................................................................8第二章试验设计....................................................................................................................92.1试验区概况...................................................................................................................92.2试验方案......................................................................................................................92.3测点布置与温度测定................................................................................................112.3.1测点布置..........................................................................................................112.3.2温度测定..........................................................................................................112.3.3测定时间..........................................................................................................12第三章越冬期蓄水坑内空气温度变化特征研究................................................................133.1蓄水坑坑口直径对坑内空气温度的影响.................................................................133.1.1蓄水坑坑口直径对蓄水坑内空气温度的日变化影响...................................133.1.2蓄水坑坑口直径对蓄水坑内空气温度的日际变化影响...............................153.2蓄水坑坑口覆盖对坑内空气温度的影响.................................................................173.2.1蓄水坑坑口覆盖对蓄水坑内空气温度的日变化影响...................................173.2.2蓄水坑坑口覆盖对坑内空气温度的日际变化影响.......................................193.3坑内空气温度与地表大气温度相关性分析.............................................................23VII 太原理工大学硕士研究生学位论文3.4小结...............................................................................................................................24第四章越冬期蓄水坑灌土壤温度变化特征..........................................................................254.1蓄水坑灌土壤温度分布特征分析...............................................................................254.1.1地表土壤温度变化.............................................................................................254.1.2蓄水坑灌坑壁温度变化特征.............................................................................284.1.3蓄水坑灌坑底温度变化特征.............................................................................334.1.4蓄水坑灌土壤温度空间分布特征.....................................................................374.1.5蓄水坑土壤温度与地表土壤温度相关性分析.................................................384.2坑口直径对蓄水坑灌土壤温度的影响.......................................................................404.2.1坑口直径对蓄水坑坑壁土壤温度的影响.........................................................404.2.2坑口直径对蓄水坑坑底土壤温度的影响.........................................................454.2.3不同坑口直径条件下蓄水坑灌土壤温度空间分布特征.................................524.3坑口覆盖对蓄水坑灌土壤温度的影响.......................................................................554.3.1不同坑口覆盖对蓄水坑坑壁土壤温度的影响.................................................554.3.2不同坑口覆盖对蓄水坑坑底土壤温度的影响.................................................584.3.3不同坑口覆盖条件下蓄水坑灌土壤温度空间分布特征.................................624.4小结...............................................................................................................................64第五章结论及建议..................................................................................................................675.1研究主要结论...............................................................................................................675.2建议...............................................................................................................................67参考文献....................................................................................................................................69附录............................................................................................................................................73硕士期间参加的科研项目.................................................................................................73硕士期间发表的论文.........................................................................................................73致谢............................................................................................................................................75VIII 太原理工大学硕士研究生学位论文第一章绪论1.1研究的目的和意义众所周知，植物生长需要综合的环境，即大气、阳光、土壤、水分、养分等各种不同因素综合作用。其中，土壤温度对植物的生长起到了直接的必不可少的作用，作为实现高产的必要前提，适宜温度的土壤不仅影响种子最开始的发芽、根系的生长，也影响[1]到植物对养分的吸收。对苹果树而言，土壤温度有着举足轻重的地位，它在果树生长发育期间起决定性的影响作用，温度会对土壤内一系列的自然运动起着重要的作用，从苹果树的发育生长过程到苹果收成时呈现的产量和品质，都证明土壤温度都起了重要的作用。研究土壤温度，不仅对不同生产、生育期或者不同种类的植物有具体的指导意义，也对研究整个大的土壤环境有重要的参考价值。而在冬季，土壤的温度对果树也起到重要的作用，因为土壤的温度直接影响到植物的根系，如果土壤温度过低，会对植物根系造成损害，甚至使其死亡，会对果农造成巨大的损失。如何快速而且有效地确定温度，全面而正确地掌握土壤的温度分布状况，以及如何采取合理的调控措施，为果树生长提供良好的生长环境，从而提高果树产量，已成为农业工作者关注的热点。[2-3][4-5]蓄水坑灌法是针对我国北方山丘果林地区的干旱和水土流失问题而提出的一种节水灌溉措施，该措施主要适用于果林地区灌溉，具有节水、保水、保持水土、减少氨挥发等优点，且该方法比较简单，成本低廉，易于为普通老百姓所掌握。课题组经过多年努力研究，已探明了蓄水坑灌法的节水、保水、保肥机理，但是蓄水坑灌温度有着自己的特殊性，蓄水坑灌条件下由于蓄水坑的布设，增加了根区中深层土壤的临空面，改善了通气条件，并使根区土壤剖面温度分布特征发生变化，尤其在冬季低温季节，果树能否安全越冬，是蓄水坑灌法能否推广应用的关键问题之一。因此，本文将对越冬期间蓄水坑土壤温度的变化规律进行研究，为蓄水坑灌推广应用提供技术指导。1 太原理工大学硕士研究生学位论文1.2国内外研究进展1.2.1土壤温度对果树的影响土壤温度对作物生长发育的影响是多方面的，土壤温度的变化对果树生长发育有极[6]大影响。1.2.1.1土壤温度对果树生理过程的影响土壤温度的高低会促进或抑制果树的生理过程。一般情况下，在果树生长所需土壤温度范围内，土壤温度的升高对有机质的输导、细胞质的流动、果树养分的吸收、果树体内营养物质的运送和果树的呼吸强度等都有促进作用。如：土壤温度在0~40℃时，温度越高细胞质流速会越快；土壤温度在20~30℃时，温度升高能够促进有机质的输导；在0~35℃之间，呼吸强度随温度的升高而增强。1.2.1.2土壤温度对果树根系的影响根系是果树的根本，根系发育的好坏，可以影响到果树在整个生长过程中发育的好[7-8]坏，果树地上部分的根茎叶都会受到不同程度的影响，以至于直接或间接的影响到了果树的生长发育。如果土壤温度过高，会影响到根系的生长速率、生长量，从解剖学和形态学的角度，土壤温度过高使根系组织加速成熟，根尖木栓化，呈浅褐色到褐色，缺乏汁液，细小且细分叉多，小侧根多生于根尖处，降低根系的表面吸收效率。一般说来，果树根系对高温损害的抵抗能力较其他器官弱。冬季土壤温度过低的时候，会对果树造成一定的影响，甚至会发生冻害。温度过低，会影响果树的生长速率、生长量，严重时候甚至会冻死。当细胞内的水分被吸出至细胞间隙中而结冰，使细胞内含物凝固，同时细胞间的冰粒也能机械地伤害组织。当土壤温度急剧降低时，冰粒还可能在细胞内生成；木质根或树木的外皮会因冰冻而脱裂，使韧皮部和木质部脱水；土壤冻结硬化和隆起，使根部遭受机械伤害，甚至拔断；土壤温度过低，作物吸水缓慢，致使地上部分脱水或缺水，这在气候条件适于蒸腾时尤为严重。低土温延续的时间长短，降温和冻融的速度都会影响冻害的程度。1.2.2影响土壤温度的主要因素地面热量收支平衡和土壤热性质是影响土壤温度变化的两个主要因素，地面热量收支平衡决定土壤接收或散失热量的多少，而土壤热性质则决定土壤在接收或散失一定热[9-12]量时，土壤温度上升或下降的程度。2 太原理工大学硕士研究生学位论文1.2.2.1地面热量平衡地面热量收支的不平衡引起了土壤温度的变化。地面热量收支平衡指地面热量收入和支出的差值，也可称为地面热量差额。地面热量收支平衡对于地表的温度变化具有决定性影响。凡是影响地表辐射平衡、乱流热交换、蒸发热交换和土壤热通量的因素都会[13-17]影响地面的热量收支平衡。在一定的区域，影响地表辐射平衡的因素主要有地面对太阳辐射的反射率和地面的有效辐射，地面对太阳辐射的反射率与地面状况、太阳光的入射角、土壤的性质、状态、颜色、粗糙程度、含水量、地表有无覆盖等有关，地面的有效辐射受地表特征、地面覆盖状况、水汽、云雾和风等影响；乱流热交换的大小与风速及近地层空气的湿度梯度和温度梯度有关；影响蒸发热交换的主要因素有温度、风速、[18-19]气压和湿度饱和差等；影响土壤热通量的主要因素是上下层土层间的温度梯度。1.2.2.2土壤热性质土壤的热性质包括土壤热容量、土壤导热率和土壤热扩散率。土壤热容量是指单位容积或者重量的土壤每升高或降低1℃所需或释放出的热量。土壤由固、液、气三相组成，在一定的农业土壤中，由矿物质和有机质组成的土壤固相部分一般变化不大，所以土壤温度的热容量主要取决于土壤的含水量，含水量越大，热容量越大。土壤的导热率是指在单位厚度土层，温差为1℃时，每秒钟经单位断面通过的热量。土壤含水量、空隙度和松紧度等是影响土壤导热率的主要因素。土壤的导热率是指在标准状况下，土层垂直方向上每1cm距离内，温度梯度为1℃，23每秒流入1cm土壤断面面积的热量，使1cm土壤所发生的温度变化。土壤导热率的大小主要取决于土壤中水和空气的比例，也与土壤质地、孔隙度和结构等有关。因此，以上影响地面热量平衡和土壤热性质的所有因素对土壤温度均有影响，可将其分为两类，一类是影响土壤吸热的因素，主要由气象和地理因素；另一类是影响土壤散热的因素，主要是土壤因素。对于一个既定的区域来说，影响土壤温度变化的因素主[20][21]要是各个气象因子和地表状况及土壤含水量。高阳等（2006）和黄高宝等（2006）[22]认为土壤温度和气温具有密切关系。刘德章等（1994）对棉田温度进行了研究，结果表明棉田各层土壤温度同主要地面气象因子（气温、大气相对湿度、地表温度）存在线[23]性关系，日均气温为主导因子。范爱武等（2002）在圆柱土床中研究了不同条件下土壤温度的日变化，结果得出土壤温度随气温和地表所获得的太阳辐射能有关；风速对土[24]壤温度亦有较大的影响，风速越大，土壤温度降低得越多。王世岩等（2003）认为，3 太原理工大学硕士研究生学位论文地表植被状况、土壤含水量状况、土壤质地及气温变化状况是影响湿地土壤温度的主要[25]因子。孙本普等（1997）研究了麦套春棉不同条件下土壤温度的动态变化，认为土壤温度主要受气温和土壤含水量的影响。此外，不同的麦棉间距、小麦株高、天气类型等都对土壤温度有一定的影响，而套种带宽度对土壤温度影响不大。1.2.3土壤温度的时空变化特征受地球的自转和公转的影响，到达地面的太阳辐射具有周期性的日、季节变化，致使地面和土壤的热量收支也具有周期性的日、季节变化，因而土壤温度也相应地表现出周期性的日、年变化。描述土壤温度的周期性变化特征，一般采用较差、位相、最高值和最低值。日较差又称为土壤温度的日振幅、日变幅，指的是一日内土壤温度的最高和最低值的差值。年较差是一年之中土壤最热月平均温度和最冷月的平均温度的差值，又称为土壤温度的年变幅。位相是指土壤最高温度和最低温度出现的时间。1.2.3.1.土壤温度的日变化土壤温度的日变化指的是土表由于白天增温和夜间冷却而造成的土壤温度的昼夜变化。大量研究表明，不同的区域和季节土壤温度日变化规律相似，都表现为：近地层的土壤温度具有日变化特征，呈正弦曲线趋势变化，深层土壤温度相对稳定；随深度的增加，土壤温度的日最高、最低值和日变幅逐渐减小，土壤温度日最高和最低值出现的[26-28][29]时刻逐渐滞后，相位变化明显（杨梅学等1999；范爱武等2002；崔向慧等2003）。由于不同区域、不同季节土壤表面的热量收支平衡和土壤的热性质不同，致使土壤温度具有日变化的土层深度不同，但一般不超过100cm。杨梅学等（1999）等通过研究藏北高原区的土壤温度发现，夏半年土壤温度的日变化较冬半年明显，日变化深度可达40cm。东北半干旱区退化草地在0~10cm土壤温度具有明显的日变化，20cm层日变化[30][31]较弱，而冬季无明显日变化，50cm以下无日变化（涂钢等2008）。马鸿儒等（2010）[32]研究发现新疆天山雪岭云杉林地20cm以上各土层土壤温度日变化明显。陈世强等（2006）对金塔绿洲夏季晴天的土壤温度进行研究，发现40cm深处土壤温度基本上已无日变化。祁连山海北高寒湿地在40cm处的土壤温度日较差仅为0.3℃，而80cm以下[33][34]日变化消失（李英年等2000）。贾庆宇等（2011）研究了苏北滨海典型湿地的土壤温度，结果表明，40cm以下土壤温度已无日变化。土壤温度的日变化幅度，主要由辐射平衡的日变化和土壤的热性质决定，并且与大气和地面间的热量交换也有关。因此，天气状况，尤其是降水、云量、风对土温日变幅4 太原理工大学硕士研究生学位论文[35]的影响较大。阴雨天土壤温度日变幅远远小于晴天（李兴荣等2008）。土壤含水量、有机质含量、质地、和土色对土壤温度的变化也有显著影响，主要是由于这些性状影响着土壤的热特性，从而影响着土壤温度的日变幅和变温深度。地表状况及土壤组分等的差异都对土壤温度的变化幅度及热通量有影响（杨梅学等1999）。1.2.3.2土壤温度的季节变化我国土壤温度的季节性变化非常明显，土壤温度从春季到夏季变化最大，而由冬季[36]到春季土壤温度的变化最为缓和（张慧智等2009）。不同区域之间土壤温度的季节变[37]化差异显著。高举明等（2008）研究了西双版纳热带季节雨林土壤温度的变化特征，结果表明，土壤温度季节性差异明显，平均土壤温度在5月~10月较高，11月~翌年2月较低，土壤温度垂直变化季节差异更为明显。黄土丘陵沟壑区农林草地地表温度随季[38]节的变化呈单峰曲线分布（王力等2007），0~20cm土层的平均土壤温度与累积土壤热通量相关，在2~7月，随着累积热通量增大，土壤温度升高，在9月~次年1月，累积热通量减小，土壤温度则降低，但累积土壤热通量的变化较土壤温度的变化有所滞后。马鸿儒等（2010）对云杉林地的研究表明，在3月~8月，云杉林地近地层的土壤温度较深层的土壤温度高，而在8月~次年3月，近地层的土壤温度低于深层。高举明等（2007）研究了西双版纳热带季节雨林土壤温度变化，发现土壤温度最低值和最高值分别出现在1月和7月。受日照时间与太阳辐射强度的影响，土壤温度的季节变化幅度随着纬度的升高而增加。茂密的的植被可以减小土壤温度的季节变化幅度。积雪的吸热率小，导热率小，所以长期积雪可以使土壤温度的变幅大大减小。特殊的天气状况对土壤温度的季节变化也有一定的影响，例如，在夏季降水过多的年份土壤温度不会太高，在冬季积雪较多的年份土壤温度降低较少，这都会使土壤温度的季节变化幅度减小。1.2.3.3土壤温度的垂直变化土壤温度也存在垂直变化特征。陈世强等（2006）研究发现在0~20cm深度范围内[39]土壤温度的垂直变化活跃。刘士军等（2007）研究了高寒冻土区土壤温度的垂向变化，结果表明，土壤温度在0~40cm垂直方向上梯度较大，垂直方向上变化较快；40~80cm和80~160cm的土壤温度垂向梯度的均较小，垂直方向上变化较慢；土壤温度变化幅度和年际温差随深度增加而逐渐减小。干旱区退化草地的土壤温度的垂直梯度经历一个负→转换期→正→转换期→负的年循环（涂钢等2008）。马鸿儒等（2010）发现夏季不同5 太原理工大学硕士研究生学位论文深度土壤温度随深度增加土壤温度逐渐降低；冬季土壤温度随深度增加而升高。深圳地区夏季土壤温度垂直结构有日变化，白天正午时段，近地表土壤温度高于较深层的土壤温度，随深度增加温度逐步降低；而午夜时段，15~20cm之间的土壤温度相对于10cm以上和80cm以下的土壤温度均较高（李兴荣等2008）。1.2.4土壤温度的调控措施在了解土壤的温度状况的基础上，人们可以短期在局部范围内对土壤温度进行调节，使之更加适合作物的生长，从而达到作物高产。对土壤温度的调控可以采用改变土壤热性质、改变地表辐射状况、保护性设施和气候改良法等手段进行。通过改变土壤的[40]空隙状况如中耕松土、镇压等农业技术措施（任图生等2002）以及改变土壤热性质如采用灌溉或干涸对土壤湿度进行调节，都可以达到调节土壤温度的目的；利用秸秆、遮阳网、无纺布等不透明的覆盖物覆盖土壤，可以改变地表的辐射状况，从而调节土壤温度。覆盖能使土壤明显增温（张朝勇和蔡焕杰2005），可以稳定土壤温度，减小土壤[41]温度的振幅（陈素英等2005；黄高宝等2006），随着土层深度的增加，增温效应逐渐减小（刘德章和冯利平1994；张伟等2006）。覆盖模式不同，增温效应发生的时间也会[42]有所不同（党占平2009）。通过施用黑色物质如泥炭，或者施用浅色物质如石灰，改变地表颜色，也可调节地表辐射状况；风障、中小拱棚、温室、塑料大棚等可以直接调节保护地内的温度、湿度；大规模地兴修水利、植树造林等活动可以在大范围内优化生态环境，使气温与地表温度调节。1.3蓄水坑灌土壤温度研究进展1.3.1蓄水坑灌研究进展在我国传统的果林灌溉方法中，主要是将灌溉水直接由地表入渗到根区土壤，由于土壤水入渗能力的限制，对于根系分布较深的果树，水分将不能被充分利用。如果是灌水量较小的情况下，水分则主要集中在地表范围内，则会诱导根系在地表层附近土壤分布，降低作物的抗旱能力，同时由于蒸发的原因，在地表会引起较大的灌溉水损失。蓄[43-44]水坑灌是孙西欢教授针对我国北方山区果园的水资源短缺和水土流失问题而提出的一种新的灌水方法。蓄水坑灌法田间工程主要布置为：以树干为中心，围绕着树干，在树冠1/2处，挖一个深度20cm的环状沟，在环状沟内根据树的生长情况，挖若干个40-60cm深度的蓄水坑，在坑的四周用相关材料做成固壁措施，防止坑周围坍塌，同时在坑底铺上防水材料，防止水分向深层渗漏。6 太原理工大学硕士研究生学位论文蓄水坑灌法作为一种新型的中深层立体的节水灌溉方法，他结合穴灌和盘灌等多种[45-55]灌溉方法的优点。（1）蓄水坑灌法沿等高线布置的输水沟，可以有效的拦蓄降雨，同时减少雨水对土壤的冲刷，因此具有一定的水土保持作用；（2）降水或者灌溉水蓄积在蓄水坑内后，是通过坑壁向四周入渗，而不是从地表向下直接入渗，可以更有效地使水分向深层次的根系运移，少量的水就可以湿润大范围的土壤，具有节水作用；（3）棵间蒸发是消耗的主要原因之一，蓄水坑灌法的水分在地表的含量很低，可以有效减少棵间蒸发，具有保水效果；（4）中深层灌溉的水分可以诱导果树根系向深处生长，可以提高果树自身的抗旱性；（5）蓄水坑灌法还可以实现水肥同步，灌施结合，不同状况下的水质都可以，可以减少氨挥发对空气造成的污染，并可以提高肥料的利用率；（6）由于蓄水坑壁是临空面，可以增加果树根系的有氧呼吸，结合蓄水坑灌法其他的优点，最后达到增产的作用。该方法经过其团队十余年室内模拟和田间试验，已取得了丰富的理论成果，关于蓄水坑灌的研究也日趋全面与成熟，并开始应用于实践。至今，蓄水坑灌已经进行了水分入渗、蒸发、根系、水氮运移、秸秆和地膜覆盖土壤温度等方面的研究，并实现了由实验室到田间的跨越。1.3.2蓄水坑灌土壤温度研究进展[56]蓄水坑灌土壤的温度目前只有在三种不同的覆盖措施（无覆盖、秸秆覆盖、地膜覆盖）下的研究。实验从2012年5月持续到2013年2月，利用地温计测量坑内温度及蓄水坑内插入土壤不同深度土壤温度（张亚琼等2013）。实验表明：无覆盖和地膜覆盖坑内空气温度变化规律为正弦曲线，土壤温度在每一水平层，坑壁横向距离0—10cm的土壤温度、坑底0—10cm深度土壤温度日变幅较大，在大于10cm以后，即横向距离大于15cm蓄水坑坑壁土壤温度不会随着横向距离的增加而有明显变化，温度基本处于稳定状态；而秸秆覆盖方式下，空气变化、坑壁土壤、坑底土壤温度变化相对平稳，日变幅均小于无覆盖和地膜覆盖，且在外界低温时，有增温效应，外界高温时，有降温效应。但是，蓄水坑灌在冬季低温季节，根区土壤剖面温度分布特征发生变化，果树能否安全越冬成为了蓄水坑灌法能否推广应用的关键问题之一。因此，本文对冬季蓄水坑土壤温度随不同坑口结构的变化规律进行研究，为蓄水坑灌推广应用提供技术指导。7 太原理工大学硕士研究生学位论文1.4主要研究内容和技术路线1.4.1研究内容本论文是在国家自然科学基金项目（51109154）、教育部博士点专项基金（20111402120006）、山西省科技攻关项目（20110311018-1）、山西省青年科技研究基金项目（2012021026-2）和山西省高等学校优秀青年学术带头人支持项目的支持下进行。旨在阐明在冬季不同坑口结构对蓄水坑土壤温度变化特征的影响，将比较系统的从以下方面进行研究。(1)冬季蓄水坑坑内空气温度的变化特征。(2)冬季蓄水坑坑口结构与覆盖对坑内空气温度的影响。(3)冬季蓄水坑坑灌果园土壤温度的分布特征研究。(4)冬季蓄水坑坑口结构与覆盖对蓄水坑内土壤温度的影响。1.4.2技术路线本论文是在田间试验的基础上，采用试验研究与理论分析的方法对冬季不同坑口结构蓄水坑土壤温度变化特征进行研究。技术路线如下图1-1：试验处理记录内容研究目标坑口直径处理大气温度不同坑口结构田地表土壤温度下蓄水间对照坑土壤试验坑内空气温度温度变化特征坑口覆盖处理坑内土壤温度图1-1技术路线图Fig.1-1Technicalroute8 太原理工大学硕士研究生学位论文第二章试验设计2.1试验区概况本次试验区选用的是山西省太谷县西南方的山西农科院果树研究所。地理位置：东经112°32ˊ，北纬37°23ˊ。研究所占地450公顷，距太谷县城12公里，年平均气温9.8℃，无霜期175d，年平均降雨量约460mm，苹果品种主要以红富士和丹霞为主，树龄为5年，果树株距为2m，行距为4m。土壤以粉（砂）壤土为主。土壤的颗粒级配如下表2-1。表2-1土壤颗粒级配表Tab.2-1TheTab.ofsoilparticlegrading机械组成（%）粘粒粉（砂）粒沙粒深度（cm）<0.0020.02~0.0020.05~0.020.25~0.052~0.25质地定名0-30cm16.1227.1125.2529.242.28粉（砂）壤土30-70cm14.2823.9032.3228.730.77粉（砂）壤土70-120cm14.8917.2334.7432.150.99粉（砂）壤土120-170cm13.1312.3236.1837.610.76壤土170-200cm11.248.6539.9439.081.09壤土2.2试验方案为了研究不同坑型结构对土壤温度的影响本文设计了6中不同坑口直径的蓄水坑，结构如图2-2所示。试验以坑口直径和覆盖为控制因子，坑口直径设有6个水平，分别为5cm、10cm、15cm、20cm、25cm、30cm，覆盖设置两个水平，即覆盖和不覆盖。覆盖采用15cm厚的保温层。试验共12个处理，有覆盖的处理3个重复，如表2—2所示。9 太原理工大学硕士研究生学位论文表2-2试验处理Tab.2-2Differentexperimentalgroups分组编号坑口直径蓄水坑深有无保温层处理130cm60cm有保温层处理225cm60cm有保温层处理320cm60cm有保温层处理415cm60cm有保温层处理510cm60cm有保温层处理65cm60cm有保温层处理730cm60cm无保温层处理825cm60cm无保温层处理920cm60cm无保温层处理1015cm60cm无保温层处理1110cm60cm无保温层处理125cm60cm无保温层5cm20cm40cm30cm图2-1蓄水坑结构截面图Fig.2-1Waterstoragepitarrangementoflongitudinalcrosssectionfigure10 太原理工大学硕士研究生学位论文2.3测点布置与温度测定蓄水坑土壤温度测定：试验在2014年1月16日至2月18日和2014年12月15日至2015年2月12日进行，每天分别在7:00、12:00和18:00测定坑内温度、大气温度及蓄水坑内插入土壤不同深度土壤温度、并记录。2.3.1测点布置该试验需要测定大气、地表土壤、蓄水坑内部空气和蓄水坑坑内土壤的温度。大气温度测点布置是在距离地面2米高处，布置直管水银温度计；坑内空气温度测点布置是在每个蓄水坑的中部，布置直管水银温度计；坑壁土壤温度测点布置在距离地表20cm、40cm处，布置直角地温计，每组5个，深度分别为5cm、10cm、15cm、20cm、25cm；坑底土壤温度测点布置是在蓄水坑坑底土壤垂直布置直角地温计，每组5个，深度分别为5cm、10cm、15cm、20cm、25cm。如图2-2所示。20cm布置点20cm20cm图2-2地温计测点布置示意图Fig.2-2Geothermometermeasuring-pointarrangementdiagram2.3.2温度测定在试验期间，每天早上6：00、12：00、18：00测定大气温度、蓄水坑坑内空气温11 太原理工大学硕士研究生学位论文度以及利用红外线测温仪和直角地温计测定蓄水坑土壤温度，并做好记录。2.3.3测定时间试验在2014年1月16日至2月18日和2014年12月15日至2015年2月12日进行，分别在6：00，12：00和18：00测定大气、蓄水坑内部空气、蓄水坑坑内土壤的温度，并做好记录。蓄水坑越冬期间温度随日期变化选择从1月4日到1月16日，因为在这段时间内，天气基本晴朗，温度基本稳定，根据气象站数据分析，这段时间处于一年中最冷时期所以选用这段时间。12 太原理工大学硕士研究生学位论文第三章越冬期蓄水坑内空气温度变化特征研究造成蓄水坑灌坑壁土壤温度变化的主要原因是坑内空气温度的变化，因此，在研究蓄水坑灌土壤温度之前有必要对坑内空气温度进行分析。本章采用安置在蓄水坑中心的温度计测量坑内空气温度，分析坑内空气温度变化特征，为分析蓄水坑土壤温度提供支持。为了便于分析温度的日变化特征，本文选取一日内温度变化的三个典型时间6：00、12：00、18：00进行分析。3.1蓄水坑坑口直径对坑内空气温度的影响3.1.1蓄水坑坑口直径对蓄水坑内空气温度的日变化影响时间时间00:0006:0012:0018:0000:0006:0012:0018:0010.0010.005.005.000.000.00-5.00-5.00温度（℃）温度（℃）-10.00-10.00-15.00-15.00-20.00-20.00大气温度坑内空气温度大气温度坑内空气温度a坑口30cm保温层覆盖下蓄水坑b坑口25cm保温层覆盖下蓄水坑13 太原理工大学硕士研究生学位论文时间时间00:0006:0012:0018:0000:0006:0012:0018:0010.0010.005.005.000.000.00-5.00-5.00温度（℃）温度（℃）-10.00-10.00-15.00-15.00-20.00-20.00大气温度坑内空气温度大气温度坑内空气温度c坑口20cm保温层覆盖下蓄水坑d坑口15cm保温层覆盖下蓄水坑时间时间00:0006:0012:0018:0000:0006:0012:0018:0010.0010.005.005.000.000.00-5.00-5.00温度（℃）温度（℃）-10.00-10.00-15.00-15.00-20.00-20.00大气温度坑内空气温度大气温度坑内空气温度e坑口10cm保温层覆盖下蓄水坑f坑口5cm保温层覆盖下蓄水坑图3-1蓄水坑不同坑口直径条件下坑内空气温度日变化图Fig.3-1Differentdiameterofwaterstoragepitpitheadheap-leachingairtemperaturewiththeatmospherictemperaturechangeruleindays图3-1为1月8日内不同坑口直径条件下蓄水坑内空气温度在6：00、12：00、18：00三个时刻的变化情况。从图3-1中可以看出以下一些规律：(1)坑内空气温度与大气温度变化趋势一致，即随着大气温度的升高而，降低而降低。即造成坑内空气温度变化主要是由于大气温度的变化。大气温度和坑内温度在6：00—18：00时，均呈先增大后减小的变化规律，且6：00的温度比18：00低。原因是18：00时刻大气温度虽然比日内最高温度有所降低，但是并没有降到最低，而6：0014 太原理工大学硕士研究生学位论文时大气温度处于最低值，而坑内空气温度变化主要由于大气温度的变化，所以6：00时刻温度要低于18：00时刻。(2)在6：00和18：00时，坑内空气温度要大于大气温度，而在12：00时，正好相反，坑内空气温度要小于大气温度，并且坑口直径越小温差越大。30cm坑口直径在6：00、12：00、18：00三个时刻大气温度与坑内温度差分别为5.40℃、2.00℃、2.50℃；25cm坑口直径分别为6.57℃、2.30℃、2.90℃；20cm坑口直径分别为7.41℃、2.50℃、2.92℃；15cm坑口直径分别为8.39℃、2.46℃、3.21℃；10cm坑口直径分别为8.98℃、2.62℃、3.25℃，5cm坑口直径分别为9.51℃、2.83℃、3.30℃。这是因为坑口在有保温层覆盖时，坑内温度的变化是大气温度与保温层进行热交换，然后保温层再与坑内空气进行热交换形成的，蓄水坑坑口覆盖层和坑口大小会阻碍坑内空气与大气之间的热交换，使得坑内空气温度低于大气温度时，不能充分吸热，在高于大气温度时，不能充分散热，使坑内空气温度处于大气温度之间。并且坑口直径越小，坑内空气和外界进行热交换的面积越小，与外界温度的差值就越大。(3)通过对图3-1的a—f图的比较，坑内空气温度的日温差随坑径的减小而减小。1月8日大气温度日温差为17.90℃，按照坑口直径从大到小的顺序，坑内空气温度日温差分别是11.70℃、10.23℃、9.19℃；8.25℃、7.60℃、6.65℃。这是因为在相同保温层覆盖的条件下，蓄水坑坑口越小，和外界的热交换面积就越小造成。3.1.2蓄水坑坑口直径对蓄水坑内空气温度的日际变化影响日期1月2日1月4日1月6日1月8日1月10日1月12日1月14日1月16日1月18日0-330cm25cm-620cm-915cm温度（℃）-1210cm-155cm大气温度-18a6：00保温层覆盖下蓄水坑坑内空气温度15 太原理工大学硕士研究生学位论文日期1月2日1月4日1月6日1月8日1月10日1月12日1月14日1月16日1月18日930cm625cm20cm315cm温度（℃）10cm05cm大气温度-3b12：00保温层覆盖下蓄水坑坑内空气温度日期1月2日1月4日1月6日1月8日1月10日1月12日1月14日1月16日1月18日330cm25cm020cm15cm温度（℃）-310cm5cm大气温度-6c18：00保温层覆盖下蓄水坑坑内空气温度图3-2蓄水坑不同坑口直径条件下坑内空气温度日际变化Fig.3-2Aperiodofdifferentdiameterofwaterstoragepitpitheadheap-leachingairtemperaturewiththeairtemperaturechangerule以1月4日至1月16日这段时期为例，图3-2为该段时间内不同坑口直径处理下，有保温层覆盖蓄水坑内空气温度6：00、12：00、18：00三个时间点的变化情况。从图中可以得到以下规律：(1)不同坑口直径处理下，在该段时间内蓄水坑坑内空气温度与大气温度变化趋势一致，随大气温度的升高而升高，降低而降低。这是因为蓄水坑内空气温度受到大气温度的影响。(2)在6：00和18：00时，蓄水坑内温度随着坑口直径的减小呈现出减小趋势，且坑内空气温度要大于大气温度。在12：00时，正好相反，蓄水坑内温度随着坑口直径16 太原理工大学硕士研究生学位论文的减小而增大，坑内空气温度要小于大气温度。(3)6：00时不同坑口直径蓄水坑坑内空气温度分布要比12：00和18：00两个时刻的更分明，因为从18：00到6：00的时间比较长，蓄水坑内外热量交换比较充分，而从6：00到12：00和从12：00到18：00时间比较短，蓄水坑内空气的温度正处于变化状态，所以出现了这种分布现象。(4)通过比较可以看出，这段时期内，随着坑口直径的减小，蓄水坑坑内空气的变化幅度减小，坑口直径越小，坑内的空气温度相对越稳定。3.2蓄水坑坑口覆盖对坑内空气温度的影响3.2.1蓄水坑坑口覆盖对蓄水坑内空气温度的日变化影响1010550006:0012:0018:0006:0012:0018:00-5时间-5时间温度（℃）温度（℃）-10-10-15-15-20-20大气温度无保温层覆盖有保温层覆盖大气温度无保温层覆盖有保温层覆盖a30cm坑口直径蓄水坑坑内温度30cm坑口直径蓄水坑坑内温度25cm坑口直径蓄水坑坑内温度b25cmb25cm坑口直径蓄水坑坑内温度坑口直径蓄水坑坑内温度17 太原理工大学硕士研究生学位论文1010550006:0012:0018:0006:0012:0018:00-5时间-5时间温度（℃）温度（℃）-10-10-15-15-20-20大气温度无保温层覆盖有保温层覆盖大气温度无保温层覆盖有保温层覆盖20cm坑口直径蓄水坑坑内温度c20cm坑口直径蓄水坑坑内温度5cm坑口直径蓄水坑坑内温度d15cm坑口直径蓄水坑坑内温度1010550006:0012:0018:0006:0012:0018:00-5时间-5时间温度（℃）温度（℃）-10-10-15-15-20-20大气温度无保温层覆盖有保温层覆盖大气温度无保温层覆盖有保温层覆盖e10cm10cm坑口直径蓄水坑坑内温度坑口直径蓄水坑坑内温度f5cm5cm坑口直径蓄水坑坑内温度坑口直径蓄水坑坑内温度图3-3坑口覆盖对蓄水坑内空气温度日变化的影响Fig.3-3Differentauthorscoveringadayinwaterstoragepitairtemperaturewiththeairtemperaturechangerule图3-3为1月8日不同坑口覆盖处理下，蓄水坑内空气温度6：00、12：00、18：00三个时间点的变化情况。从图中可以得到以下规律：(1)覆盖、无覆盖的蓄水坑内空气温度与大气温度日变化趋势一致，即从6:00到18:00，温度呈先增大后减少的趋势，在6点温度最低，12点温度最高。(2)覆盖对坑内空气温度有显著影响。在6：00和18：00时，覆盖可以提高坑内18 太原理工大学硕士研究生学位论文空气温度，即大气温度<无覆盖蓄水坑坑内空气温度<有覆盖蓄水坑坑内空气温度，在12：00时正好相反，大气温度>无覆盖蓄水坑坑内空气温度>有覆盖蓄水坑坑内空气温度。30cm坑口直径无保温覆盖蓄水坑坑内空气温度与无保温覆盖蓄水坑坑内空气在6：00、12：00、18：00三个时刻分别相差2.73℃、1.30℃、1.81℃；25cm坑口直径蓄水坑相差分别为2.61℃、1.10℃、1.71℃；20cm坑口直径蓄水坑相差分别为2.50℃、0.98℃、1.67℃；15cm坑口直径蓄水坑相差分别为2.70℃、0.46℃、1.80℃；10cm坑口直径蓄水坑相差分别为1.83℃、0.22℃、1.49℃；5cm坑口直径蓄水坑相差分别为1.48℃、0.35℃、1.29℃；(3)有坑口覆盖的坑内空气温度的日温差要小于无坑口覆盖的坑内空气温度的日温差。坑口直径30cm、25cm、20cm、15cm、10cm、5cm在有覆盖处理下从6：00至18：00温度的日温差分别为：8.07℃、7.21℃、6.42℃、5.78℃、5.26℃、4.60℃，无覆盖处理下从6：00至18：00的日温差分别为：8.78℃、7.81℃、7.54℃、6.60℃、5.57℃、4.11℃。这是因为与无保温层覆盖处理相比较，有保温层覆盖处理下保温层的增加，会阻碍到蓄水坑坑内空气温度与外界大气温度的热交换。所以会出现这种现象。3.2.2蓄水坑坑口覆盖对坑内空气温度的日际变化影响日期1月2日1月4日1月6日1月8日1月10日1月12日1月14日1月16日1月18日0-3有保温层-6-9无保温层温度（℃）-12-15大气温度-18a30cm坑口直径蓄水坑6：00坑内空气温度19 太原理工大学硕士研究生学位论文日期1月2日1月4日1月6日1月8日1月10日1月12日1月14日1月16日1月18日96有保温层3无保温层温度（℃）0大气温度-3b30cm坑口直径蓄水坑12：00坑内空气温度日期1月2日1月4日1月6日1月8日1月10日1月12日1月14日1月16日1月18日3有保温层0无保温层温度（℃）-3大气温度-6c30cm坑口直径蓄水坑18：00坑内空气温度日期1月2日1月4日1月6日1月8日1月10日1月12日1月14日1月16日1月18日0-3有保温层-6-9无保温层温度（℃）-12-15大气温度-18d20cm坑口直径蓄水坑6：00坑内空气温度20 太原理工大学硕士研究生学位论文日期1月2日1月4日1月6日1月8日1月10日1月12日1月14日1月16日1月18日96有保温层3无保温层温度（℃）0大气温度-3e20cm坑口直径蓄水坑12：00坑内空气温度日期1月2日1月4日1月6日1月8日1月10日1月12日1月14日1月16日1月18日3有保温层0无保温层温度（℃）-3大气温度-6f20cm坑口直径蓄水坑18：00坑内空气温度日期1月2日1月4日1月6日1月8日1月10日1月12日1月14日1月16日1月18日0-3有保温层-6-9无保温层温度（℃）-12-15大气温度-18g5cm坑口直径蓄水坑6：00坑内空气温度21 太原理工大学硕士研究生学位论文日期1月2日1月4日1月6日1月8日1月10日1月12日1月14日1月16日1月18日96有保温层3无保温层温度（℃）0大气温度-3h5cm坑口直径蓄水坑12：00坑内空气温度日期1月2日1月4日1月6日1月8日1月10日1月12日1月14日1月16日1月18日3有保温层0无保温层温度（℃）-3大气温度-6i5cm坑口直径蓄水坑18：00坑内空气温度图3-4坑覆盖对蓄水坑灌坑内温度日际变化影响图Fig.3-4Aperiodunderdifferentmulchingtreatmentpitheadheap-leaching30cm、20cm、5cmdiameterwaterstoragepitpittemperaturechanges以1月4日至1月16日时段为例，图3-3为该段时间内30cm、20cm、5cm坑口直径蓄水坑在不同覆盖处理下，蓄水坑内空气温度6：00、12：00、18：00三个时间点的变化情况。从图中可以得到以下规律：(1)不同坑口覆盖处理下，蓄水坑内空气温度变化规律与大气温度变化规律一致，及随大气温度的升高而升高，降低而降低。这是因为蓄水坑内空气温度收到大气温度的影响。(2)在6：00和18：00时，有坑口保温层覆盖的蓄水坑坑内空气温度大于无坑口保温层覆盖的蓄水坑坑内空气温度，且坑内空气温度要大于大气温度。在12：00时，正好相反，有坑口保温层覆盖的蓄水坑坑内空气温度小于无坑口保温层覆盖的蓄水坑坑内空气温度，且坑内空气温度要小于大气温度。这是因为保温层覆盖阻碍了坑内空气与外22 太原理工大学硕士研究生学位论文界大气之间的热交换。(3)6：00时不同坑口覆盖蓄水坑坑内空气温度与大气温度差比12：00和18：00两个时间的更分明，因为从18：00到6：00的时间比较长，蓄水坑内外热量交换比较充分，而从6：00到12：00和从12：00到18：00时间比较短，蓄水坑内空气的温度正处于变化状态，所以出现了这种分布现象。(4)通过比较可以看出，这段时期内，有坑口保温层覆盖的蓄水坑坑内空气温度的变化幅度要小于无坑口保温层覆盖的蓄水坑坑内空气温度，在保温层的作用下，使得蓄水坑坑内空气温度相对稳定。3.3坑内空气温度与地表大气温度相关性分析相关分析是指通过数学定量手段分析两个或多个具备相关性的变量间密切程度的一种多元分析方法。在本试验中，为了研究大气温度和空气温度之间的相关性，现取1月4日到1月16日数据，对蓄水坑内空气温度与大气温度进行相关分析，并进一步采用式（1）的函数进行拟合，拟合结果如表3-1所示。(1)其中，表示蓄水坑内空气温度，表示地表大气温度，、为系数。表3-1蓄水坑内空气温度随地表大气温度拟合参数Tab.3-1Waterstoragepitairtemperatureandsurfacetemperaturecorrelationanalysis覆盖情况坑口直径R30cm0.651.610.984**25cm0.720.930.963**20cm0.810.870.955**有坑口覆盖15cm0.691.420.971**10cm0.841.010.942**5cm0.760.780.921**30cm0.691.020.977**25cm0.820.450.914**20cm0.731.010.923**无坑口覆盖15cm0.800.220.989**10cm0.750.980.947**5cm0.710.910.928****.在0.01水平（双侧）上显著相关。由表3-1中，在这段时期之内，在有无覆盖的情况下，不同坑口直径的蓄水坑灌坑23 太原理工大学硕士研究生学位论文内空气温度都与大气温度呈显著相关。结合前面的分析，充分说明了蓄水坑坑内空气温度主要受到了大气温度的影响。同时从表中可知，坑内空气温度与大气温度符合式(3-1)的线性函数关系，相关系数在0.9以上。3.4小结在越冬期间，通过不同坑口结构下蓄水坑坑内空气温度变化的试验，通过数据的比较分析，可以得到以下结论：(1)不同坑口直径和覆盖条件下的蓄水坑坑内空气的温度与大气温度变化趋势一致，随着大气温度的升高而升高，降低而降低。(2)在6：00和18：00时，蓄水坑坑内空气温度要大于大气温度，且大气温度小于无保温层覆盖蓄水坑坑内空气温度小于有保温层覆盖蓄水坑坑内空气温度，而在12：00时，正好相反，坑内空气温度要小于大气温度，大气温度大于无保温层覆盖蓄水坑坑内空气温度大于有保温层覆盖蓄水坑坑内空气温度。(3)蓄水坑坑内空气温度日温差随坑径的减小而减小；大气温度与坑内空气温度差值，会随着坑口直径的减小而增加，温度差值的增速随着坑口直径的减小而减小。(4)有坑口覆盖的坑内空气温度的日温差要小于无坑口覆盖的坑内空气温度的日温差；大气温度与有坑口覆盖的坑内空气温度差值要大于大气温度与无坑口覆盖下坑内空气温度的差值。(5)不同坑口结构的蓄水坑灌坑内空气温度都与大气温度呈显著相关，且符合方程。24 太原理工大学硕士研究生学位论文第四章越冬期蓄水坑灌土壤温度变化特征蓄水坑灌由于蓄水坑的存在，增加了土壤与大气的接触面（地表与蓄水坑），因此蓄水坑灌的土壤温度与普通地面灌土壤温度分布不同，为了全面反映蓄水坑灌土壤温度的变化特征，需从地表土壤温度、坑壁土壤温度和坑底土壤温度三个方面分析。本章将采用地温计测定蓄水坑灌土壤温度，详细分析不同蓄水坑坑口直径和覆盖条件下土壤温度分布特征，以揭示冬季蓄水坑灌土壤温度变化特征。4.1蓄水坑灌土壤温度分布特征分析4.1.1地表土壤温度变化4.1.1.1地表土壤温度日变化特征6420大气温度-206:0012:0018:000cm深-4时间5cm深-610cm深温度（℃）-815cm深-1020cm深-1225cm深-14-16图4-1蓄水坑灌地表土壤温度日变化图Fig.4-1Waterstoragepitirrigationsoiltemperaturevariation图4-1为2015年1月8日6：00、12：00、18：00时，蓄水坑地表土壤温度变化。从图中可以得到以下规律：(1)从图4-1中可以得出，地表土壤的温度在大气温度的影响下，随着大气温度的升高而升高，降低而降低。在6：00—18：00，呈先增大后减小的变化规律，且6：00的温度要低于18：00的温度。地表最低温度为0cm处-10.94℃，最高温度为3.24℃。(2)在6：00和18：00时，地表土壤温度要大于大气温度，地表土壤温度随着地表深度的增加而增加，在0cm—15cm之间，温度随土壤深度增加的幅度明显，在15cm—25cm之间，温度随土壤深度增加的幅度不明显，温度基本保持稳定。在12：00时，地25 太原理工大学硕士研究生学位论文表土壤温度要小于大气温度，地表土壤温度随着地表深度的增加而减小，在0cm—15cm之间，温度随土壤深度减小的幅度明显，在15cm—25cm之间，温度随土壤深度减小的幅度不明显，温度基本保持稳定。地表深度0cm、5cm、10cm、15cm、20cm、25cm土壤温度在6：00时刻为-10.94℃、-8.75℃、-5.86℃、0.53℃、-0.26℃、-0.24℃；在12：00时刻为3.24℃、2.59℃、1.56℃、0.31℃、0.17℃、-0.13℃；在18：00时刻为-2.95℃、-2.36℃、-1.42℃、-0.81℃、-0.73℃、-0.58℃。这是因为，随着土壤深度的增加，与外界大气离的越远，土壤只能与附近的土壤进行热交换，这时的热交换比土壤与大气进行的热交换要弱，使得温度变化缓慢，所以出现了土壤越深，温度就越稳定。(3)由图可知，在一日内，随着土壤深度的增加，土壤温度的日温差逐渐减小，在5cm—到15cm内日变化明显，在15cm—25cm内日变化不明显，基本稳定。深度为0cm、5cm、10cm、15cm、20cm、25cm土壤温度从6：00至18：00的日温差分别为：14.18℃、11.34℃、7.46℃、0.84℃、0.43℃、0.37℃。这是因为随着土壤深度的增加，土壤的热交换减弱，土壤温度变化越不明显。4.1.1.2地表土壤温度日际变化日期1月2日1月4日1月6日1月8日1月10日1月12日1月14日1月16日1月18日0-325cm-620cm-915cm温度（℃）-1210cm5cm-15大气温度-18a6：00土壤地表温度26 太原理工大学硕士研究生学位论文日期1月2日1月4日1月6日1月8日1月10日1月12日1月14日1月16日1月18日925cm620cm315cm温度（℃）10cm05cm大气温度-3b12：00土壤地表温度日期1月2日1月4日1月6日1月8日1月10日1月12日1月14日1月16日1月18日025cm20cm-315cm温度（℃）10cm5cm大气温度-6c18：00土壤地表温度图4-2不同时间地表土壤温度变化Fig.4-2Waterstoragepitairtemperatureandsurfacetemperaturecorrelationanalysis图4-2为1月4日至1月16日地表温度6：00、12：00、18：00三个时间点的变化情况。从图中可以得到以下规律：(1)在大气温度的影响下，地表温度随大气温度的升高而呈现出升高趋势，降低而呈现降低趋势。这是因为地表土壤温度直接受到大气温度的影响。(2)在6：00和18：00时，地表土壤温度随着土壤深度的增加而升高，且土壤温度高于大气温度，在5cm—15cm之间，温度随土壤深度增加的幅度明显，在15cm—25cm之间，温度随土壤深度增加的幅度不明显，温度基本保持稳定。在12：00时，正好相反，地表土壤温度随着土壤深度的增加而降低，且土壤温度低于大气温度。在5cm—15cm27 太原理工大学硕士研究生学位论文之间，温度随土壤深度减小的幅度明显，在15cm—25cm之间，温度随土壤深度减小的幅度不明显，温度基本保持稳定。(3)由图可知，随着土壤深度的增加，土壤温度的日际变化幅度逐渐减小，在5cm—15cm内日际变化明显，在15cm—25cm内日际变化不明显，基本稳定。4.1.2蓄水坑灌坑壁温度变化特征4.1.2.1蓄水坑灌坑壁温度日变化特征64坑内空气温度20cm深0-206:0012:0018:005cm深-4时间10cm深-6温度（℃）15cm深-820cm深-1025cm深-12-14
a30cm坑口直径距地表20cm64坑内空气温度20cm深0-206:0012:0018:005cm深-4时间10cm深-6温度（℃）15cm深-820cm深-1025cm深-12-14
b30cm坑口直径距地表40cm图4-3蓄水坑坑壁土壤温度日变化图Fig.4-3Waterstoragepitpitwallsoiltemperature图4-3为1月8日30cm坑口直径无保温层覆盖蓄水坑坑壁土壤温度的变化情况。由图可得到以下规律：(1)从图4-3中可以得出，蓄水坑坑壁土壤温度与坑内空气温度变化趋势一致，即随着时间先增大再减低，在6:00温度最低，12:00温度最高。这是因为蓄水坑坑壁土壤28 太原理工大学硕士研究生学位论文温度的变化是由坑内空气温度变化造成。(2)在6：00时，蓄水坑坑壁土壤温度要大于大气温度，在0cm—15cm之间，温度随土壤深度增加的幅度明显，在15cm—25cm之间，温度随土壤深度增加的幅度不明显，温度基本保持稳定。。在6：00时，30cm坑口直径蓄水坑坑壁距离地表20cm土壤温度从0cm—25cm变化的幅度依次是4.77℃、2.04℃、3.78℃、0.18℃、0.03℃，距离地表40cm土壤温度变化幅度依次是4.54℃、1.98℃、3.56℃、0.18℃、0.01℃。以0cm—25cm的顺序，30cm坑口直径蓄水坑坑壁距离地表20cm处土壤温度的日变化幅度分别为14.88℃、8.80℃、6.16℃、0.95℃、0.35℃、0.25℃，距离地表40cm处土壤温度日变化幅度分别为14.42℃、8.11℃、5.4℃、0.48℃、0.26℃、0.30℃。(3)在12：00时，蓄水坑坑壁土壤温度要小于大气温度，在0cm—15cm之间，温度随土壤深度减小的幅度明显，在15cm—25cm之间，温度随土壤深度减小的幅度不明显，温度基本保持稳定。在12：00时，30cm坑口直径蓄水坑坑壁距离地表20cm土壤温度从0cm—25cm变化的幅度依次是1.31℃、0.6℃、1.32℃、0.02℃、0.09℃，距离地表40cm土壤温度变化幅度依次是1.47℃、0.68℃、1.16℃、0.05℃、0.04℃。以0cm—25cm的顺序，30cm坑口直径蓄水坑坑壁距离地表20cm处土壤温度的日变化幅度分别为14.88℃、8.80℃、6.16℃、0.95℃、0.35℃、0.25℃，距离地表40cm处土壤温度日变化幅度分别为14.42℃、8.11℃、5.4℃、0.48℃、0.26℃、0.30℃。(4)在18：00时，蓄水坑坑壁土壤温度要大于大气温度，在0cm—15cm之间，温度随土壤深度增加的幅度明显，在15cm—25cm之间，温度随土壤深度增加的幅度不明显，温度基本保持稳定。在18：00时，30cm坑口直径蓄水坑坑壁距离地表20cm土壤温度从0cm—25cm变化的幅度依次是1.09℃、0.72℃、0.64℃、0.16℃、0.04℃，距离地表40cm土壤温度变化幅度依次是0.93℃、0.71℃、0.40℃、0.04℃、0.01℃。以0cm—25cm的顺序，30cm坑口直径蓄水坑坑壁距离地表20cm处土壤温度的日变化幅度分别为14.88℃、8.80℃、6.16℃、0.95℃、0.35℃、0.25℃，距离地表40cm处土壤温度日变化幅度分别为14.42℃、8.11℃、5.4℃、0.48℃、0.26℃、0.30℃。29 太原理工大学硕士研究生学位论文日期0510152025300-3-6温度（℃）-920cm40cm-12a6：0030cm坑口直径日期05101520253063温度（℃）20cm40cm0b12：0030cm坑口直径日期0510152025300温度（℃）20cm40cm-3c18：0030cm坑口直径图4-4坑壁垂向不同深度土壤温度日变化对比图Fig.4-4Temperaturecontrastfigurewithdifferentdepthofsoil30 太原理工大学硕士研究生学位论文图4-4为沿坑壁不同深度坑壁土壤温度日变化对比图，从图4-4可以看出：（1）坑壁不同位置处的坑壁土壤温度变化规律一致，即在6：00和18:00，距坑壁距离越远，温度越高，在12：00，距坑壁距离越远，温度越低。（2）在6：00和18：00，距离地表20cm处坑壁土壤温度比40cm处的土壤温度低，在12：00，距离地表20cm处坑壁土壤温度比40cm处的土壤温度高。4.1.2.2蓄水坑灌坑壁温度日际变化日期1月2日1月4日1月6日1月8日1月10日1月12日1月14日1月16日1月18日025cm-320cm-615cm10cm-9温度（℃）5cm-120cm坑内空气-15温度a6：00时30cm坑口直径蓄水坑坑壁距离地表20cm土壤温度日期1月2日1月4日1月6日1月8日1月10日1月12日1月14日1月16日1月18日925cm620cm15cm310cm温度（℃）5cm00cm坑内空气-3温度b12：00时30cm坑口直径蓄水坑坑壁距离地表20cm土壤温度31 太原理工大学硕士研究生学位论文日期1月2日1月4日1月6日1月8日1月10日1月12日1月14日1月16日1月18日325cm20cm015cm10cm温度（℃）-35cm0cm坑内空气-6温度c18：00时30cm坑口直径蓄水坑坑壁距离地表20cm土壤温度图4-530cm坑口直径蓄水坑坑壁土壤温度Fig.4-5Pitheadheap-leaching30cmdiameterofwaterstoragepitpitwallsoiltemperature以30cm坑口直径蓄水坑坑壁土壤温度为例，图4-5为30cm坑口直径蓄水坑坑壁土壤温度在1月4日到1月16日之间随大气温度变化的情况。从图中可以得到以下规律：(1)在坑底大气温度的影响下，在该段时期内蓄水坑坑壁土壤温度与坑内空气温度变化一致，即随大气温度的升高而呈现出升高趋势，降低而呈现降低趋势。(2)从整段时间上看，在6：00和18：00时，蓄水坑坑壁土壤温度要大于大气温度，蓄水坑坑壁土壤温度随着坑壁距离的增加而增加，在0cm—15cm之间，温度增加的幅度明显，在15cm—25cm之间，温度增加的幅度不明显，温度基本保持稳定。在12：00时，蓄水坑坑壁土壤温度要小于大气温度，蓄水坑坑壁土壤温度随着距坑壁的距离增加而减小，在0cm—15cm之间，温度减小的幅度明显，在15cm—25cm之间，温度减小的幅度不明显，温度基本保持稳定。(3)由图可知，从整段时间上看，随着土壤深度的增加，土壤温度的日际变化幅度逐渐减小，在0cm—15cm内日变化明显，在15cm—25cm内日变化不明显，基本稳定。32 太原理工大学硕士研究生学位论文4.1.3蓄水坑灌坑底温度变化特征4.1.3.1蓄水坑灌坑底温度日变化特征64坑内空气温度20cm深0-206:0012:0018:005cm深-4时间10cm深-6温度（℃）15cm深-820cm深-1025cm深-12-14图4-630cm坑口直径蓄水坑坑底土壤温度Fig.4-630cmWaterstoragepitbottomsoiltemperature图4-6为1月8日30cm坑口直径无保温层覆盖蓄水坑坑底土壤温度的变化情况。由图可得到以下规律：(1)从图4-6中可以得出，蓄水坑坑底土壤温度在大气温度的影响下，随着大气温度的升高而升高，降低而降低。蓄水坑土壤最低温度为-11.35℃，最高为3.53℃。(2)在6：00和18：00时，蓄水坑坑底土壤温度要大于大气温度，蓄水坑坑底土壤温度随着土壤深度的增加而增加，在0cm—15cm之间，温度随土壤深度增加的幅度明显，在15cm—25cm之间，温度随土壤深度增加的幅度不明显，温度基本保持稳定。在12：00时，蓄水坑坑底土壤温度要小于大气温度，蓄水坑坑底土壤温度随着土壤深度的增加而减小，在0cm—15cm之间，温度随土壤深度减小的幅度明显，在15cm—25cm之间，温度随土壤深度减小的幅度不明显，温度基本保持稳定。以6：00时，蓄水坑坑壁土壤温度为例，在6：00时，30cm坑口直径蓄水坑坑底土壤温度从0cm—25cm变化的幅度依次是5.83℃、1.50℃、3.23℃、0.14℃、0.17℃。(3)由图可知，随着土壤深度的增加，土壤温度日温差呈减小趋势，在0cm—到15cm内日温差较大，在15cm—25cm内日温差较小，基本稳定。以0cm—25cm的顺序，30cm坑口直径蓄水坑坑底土壤温度的日温差分别为14.17℃、7.87℃、5.08℃、0.51℃、0.33℃、0.37℃。这是因为随着土壤深度的增加，土壤的热交换减弱，土壤温度变化越不明显。33 太原理工大学硕士研究生学位论文日期0510152025300-3-6-9温度（℃）-12地表土壤温度-1530cm坑口直径蓄水-18坑土壤温度a6：00日期05101520253063温度（℃）地表土壤温度30cm坑口直径蓄水0坑土壤温度b12：00日期0510152025300-3温度（℃）地表土壤温度30cm坑口直径蓄水-6坑土壤温度c18：00图4-7地表土壤温度与坑底土壤温度变化对比图Fig.4-7Thesurfacesoiltmpertureandbottomtemperturecontrastfigure34 太原理工大学硕士研究生学位论文图4-7为地表土壤温度与坑底土壤温度变化对比图，从4-7可以看出，地表温度和坑底温度变化趋势是一致。在6：00和18：00时，蓄水坑坑底土壤温度要大于地表温度，在0cm—15cm之间，温度随土壤深度增加的幅度明显，在15cm—25cm之间，温度随土壤深度增加的幅度不明显，温度基本保持稳定。在12：00时，蓄水坑坑底土壤温度要小于地表温度，在0cm—15cm之间，温度随土壤深度减小的幅度明显，在15cm—25cm之间，温度随土壤深度减小的幅度不明显，温度基本保持稳定。在6：00时，地表土壤温度从0cm—25cm变化的幅度依次是5.88℃、2.89℃、4.80℃、0.21℃、0.11℃，比30cm蓄水坑坑底土壤温度高0.05℃、1.39℃、1.57℃、0.07℃、-0.06℃。以0cm—25cm的顺序，地表土壤温度的日变化幅度分别为14.18℃、11.34℃、7.46℃、0.84℃、0.43℃、0.37℃，比蓄水坑坑的温度高0.01℃、3.47℃、5.08℃、2.38℃、0.10℃、0℃。4.1.3.2蓄水坑灌坑底温度日际变化日期1月2日1月4日1月6日1月8日1月10日1月12日1月14日1月16日1月18日3025cm20cm-315cm-610cm温度（℃）-95cm-120cm坑内空气-15温度a6：00时30cm坑口直径蓄水坑坑底土壤温度35 太原理工大学硕士研究生学位论文日期1月2日1月4日1月6日1月8日1月10日1月12日1月14日1月16日1月18日925cm620cm15cm310cm温度（℃）5cm00cm坑内空气-3温度b12：00时30cm坑口直径蓄水坑坑底土壤温度日期1月2日1月4日1月6日1月8日1月10日1月12日1月14日1月16日1月18日325cm20cm015cm10cm温度（℃）-35cm0cm坑内空气-6温度c18：00时30cm坑口直径蓄水坑坑底土壤温度图4-830cm坑口直径蓄水坑坑底土壤温度Fig.4-8Waterstoragepitbottomsoiltemperaturepitheadheap-leaching30cmdiameter以30cm坑口直径蓄水坑坑底土壤温度为例，图4-8为30cm坑口直径蓄水坑坑底土壤温度在1月4日到1月16日之间随大气温度变化的情况。从图中可以得到以下规律：(1)在大气温度的影响下，在该段时期内蓄水坑坑底土壤温度随大气温度的升高而呈现出升高趋势，降低而呈现降低趋势。(2)从整段时间上看，在6：00和18：00时，蓄水坑坑底土壤温度要大于大气温度，蓄水坑坑底土壤温度随着土壤深度的增加而增加，在0cm—15cm之间，温度随土壤深度增加的幅度明显，在15cm—25cm之间，温度随土壤深度增加的幅度不明显，温度基本保持稳定。在12：00时，蓄水坑坑底土壤温度要小于大气温度，蓄水坑坑底土壤温度随着土壤深度的增加而减小，在0cm—15cm之间，温度随土壤深度减小的幅度明显，36 太原理工大学硕士研究生学位论文在15cm—25cm之间，温度随土壤深度减小的幅度不明显，温度基本保持稳定。(3)由图可知，从整段时间上看，在0cm—到15cm内坑底土壤温度日际变化幅度明显，在15cm—25cm内坑底土壤温度日际变化幅度不明显，基本稳定。4.1.4蓄水坑灌土壤温度空间分布特征00-10-10514.8-200-204.64.4-14.2-243.8-30-3-303.6-43.43.2-532.8)-40-6)-402.6MMC(-7C(2.4YY2.2-82-91.8-50-501.6-101.4-111.21-120.8-60-600.6-130.4-140.20-15-0.2-70-70-16-0.4-80-80010203040010203040X(CM)X(CM)6：0012：000-10-0.4-20-0.6-0.8-1-1.2-30-1.4-1.6-1.8)-40M-2C(Y-2.2-2.4-50-2.6-2.8-3-3.2-60-3.4-3.6-3.8-70-4-80010203040X(CM)18：00a1月8日30cm坑口直径无坑口覆盖蓄水坑土壤温度空间分布图4-91月8日30cm坑口直径蓄水坑土壤温度空间分布Fig.4-9Pitheadheap-leaching30cmdiameterofwaterstoragepitsoiltemperaturedistributiononJanuary837 太原理工大学硕士研究生学位论文图4-9为1月8日30cm坑口直径蓄水坑土壤温度的二维空间分布图。从图中可以得到以下规律：(1)蓄水坑土壤温度在6：00与18：00时均是以蓄水坑为中心向四周逐渐增大；在12：00时，是以蓄水坑为中心向四周逐渐减小。距离蓄水坑越远，等温线越疏，说明了温度变化越小。(2)随着土壤深度的增加，土壤温度日变化幅度逐渐减小，在0cm—15cm内日变化明显，在15cm—25cm内日变化不明显，基本稳定。(3)在6：00和18：00时，在0cm—15cm之间，温度随土壤深度增加的幅度明显，在15cm—25cm之间，温度随土壤深度增加的幅度不明显，温度基本保持稳定。在12：00时，蓄水坑坑壁土壤温度随着地表深度的增加而减小，在0cm—15cm之间，温度随土壤深度减小的幅度明显，在15cm—25cm之间，温度随土壤深度减小的幅度不明显，温度基本保持稳定。(4)土壤温度随着土壤深度变化的幅度与日变化幅度从大到小的顺序是：距离地表20cm处坑壁土壤温度、距离地表40cm处土壤温度、坑底温度。4.1.5蓄水坑土壤温度与地表土壤温度相关性分析在本试验中，为了研究蓄水坑土壤温度和地表土壤温度之间的相关性，现取1月4日到1月16日30cm坑口直径数据，将无保温层蓄水坑土壤温度和地表土壤温度按照土壤深度一一对应做相关性分析，并进一步采用（2）的函数拟合，，结果如表4-1所示。(2)其中，表示蓄水坑土壤温度，表示所对应深度的地表土壤温度，、为系数。38 太原理工大学硕士研究生学位论文表4-1蓄水坑土壤温度随地表土壤温度变化拟合参数值Tab.4-1Waterstoragepitairtemperatureandsurfacetemperaturecorrelationanalysis蓄水坑土壤深度R0cm土0.760.540.917**壤深度5cm土0.830.470.894**壤深度10cm土0.740.610.897**壤深度距地表20cm15cm土0.690.340.880**壤深度20cm土0.780.530.847**壤深度25cm土0.800.290.828**壤深度0cm土0.590.40.920**壤深度5cm土0.800.460.863**壤深度10cm土0.770.560.886**壤深度距地表40cm15cm土0.680.390.855**壤深度20cm土0.790.410.860**壤深度25cm土0.750.510.817**壤深度0cm土0.640.390.867**壤深度5cm土0.730.480.870**壤深度10cm土0.820.280.867**壤深度坑底15cm土0.760.300.900**壤深度20cm土0.780.380.804**壤深度25cm土0.680.490.844**壤深度**.在0.01水平（双侧）上显著相关。由表4-1中，在这段时期之内，无覆盖的情况下，30cm坑口直径的蓄水坑灌土壤39 太原理工大学硕士研究生学位论文温度都与地表土壤温度呈显著线性相关，相关系数大于0.8.。4.2坑口直径对蓄水坑灌土壤温度的影响4.2.1坑口直径对蓄水坑坑壁土壤温度的影响4.2.1.1坑口直径对蓄水坑坑壁土壤温度的日变化影响时间00:0006:0012:0018:006420-2-4-6温度（℃）-8-10-12-1430cm坑口直径25cm坑口直径20cm坑口直径15cm坑口直径10cm坑口直径5cm坑口直径a0cm0cm时间00:0006:0012:0018:003210-1-2-3温度（℃）-4-5-6-7-830cm坑口直径25cm坑口直径20cm坑口直径15cm坑口直径10cm坑口直径5cm坑口直径b5cm5cm40 太原理工大学硕士研究生学位论文时间00:0006:0012:0018:00210-1-2温度（℃）-3-4-530cm坑口直径25cm坑口直径20cm坑口直径15cm坑口直径10cm坑口直径5cm坑口直径c10cm10cm时间00:0006:0012:0018:0010温度（℃）-130cm坑口直径25cm坑口直径20cm坑口直径15cm坑口直径10cm坑口直径5cm坑口直径d1515cmcm41 太原理工大学硕士研究生学位论文时间00:0006:0012:0018:0010温度（℃）-130cm坑口直径25cm坑口直径20cm坑口直径15cm坑口直径10cm坑口直径5cm坑口直径e2020cmcm时间00:0006:0012:0018:0010温度（℃）-130cm坑口直径25cm坑口直径20cm坑口直径15cm坑口直径10cm坑口直径5cm坑口直径b5cmf2525cmcm图4-1030cm坑口直径无保温层蓄水坑坑壁距离地表20cm土壤温度随时间分布规律Fig.4-1030cmdiameterwithoutlayer,20cmfromthesurfaceofthesoilwaterstoragepitpitwalltemperaturedistributionwithtime以1月8日无覆盖保温层蓄水坑距地表20cm坑壁土壤温度为例，图4-10是6个土壤深度温度随时间分布情况。从图中可以得到以下规律：(1)蓄水坑坑壁土壤温度变化规律一致，坑壁土壤温度温度在6：00—18：00时，42 太原理工大学硕士研究生学位论文均呈先增大后减小的变化规律。在6：00与18：00时刻，坑壁土壤温度随着坑口直径的减小而增加，在12：00时刻，坑壁土壤温度随着坑口直径的减小而减小。蓄水坑坑壁土壤温度最高为12：00时30cm坑口直径蓄水坑土壤温度3.54℃，最低为6：00时，30cm坑口直径蓄水坑坑壁土壤温度-11.35℃。(2)坑壁土壤温度日温差随着坑径的减小而降低。且在土壤深度0cm—15cm降低明显，在15cm—25cm之间降低不明显，温度比较稳定。坑口直径30cm、25cm、20cm、15cm、10cm、5cm无保温层蓄水坑距离地表20cm坑壁土壤温度，坑口直径30cm蓄水坑距离0cm—15cm（从15cm以后土壤温度基本稳定）的日变化幅度分别为14.88℃、8.80℃、6.16℃、0.95℃，坑口直径为25cm蓄水坑横向距离0cm—15cm的日变化幅度分别为12.98℃、7.59℃、5.22℃、1.07℃，坑口直径为20cm蓄水坑横向距离0cm—15cm的日变化幅度分别为12.68℃、7.42℃、5.10℃、0.77℃，坑口直径15cm蓄水坑距离0cm—15cm的日变化幅度分别为10.76℃、6.29℃、4.33℃、0.86℃，坑口直径为10cm蓄水坑横向距离0cm—15cm的日变化幅度分别为9.09℃、5.31℃、3.66℃、0.64℃，坑口直径为5cm蓄水坑横向距离0cm—15cm的日变化幅度分别为8.17℃、4.78℃、3.29℃、0.57℃。这可能是因为，随着坑径的减小，热量与外界交换面积越小，对土壤温度的影响降低。4.2.1.2坑口直径对蓄水坑坑壁土壤温度随土壤深度变化影响土壤深度（cm）土壤深度（cm）051015202505101520250.00.0-2.0-2.0-4.0-4.0-6.0-6.0温度（℃）温度（℃）-8.0-8.0-10.0-10.0-12.0-12.030cm坑口直径25cm坑口直径30cm坑口直径25cm坑口直径20cm坑口直径15cm坑口直径20cm坑口直径15cm坑口直径10cm坑口直径5cm坑口直径10cm坑口直径5cm坑口直径6：0012：00a6:00b12:0043 太原理工大学硕士研究生学位论文土壤深度（cm）05101520250.0-0.5-1.0-1.5温度（℃）-2.0-2.5-3.030cm坑口直径25cm坑口直径20cm坑口直径15cm坑口直径10cm坑口直径5cm坑口直径18：00c18:00图4-1130cm坑口直径无保温蓄水坑距离地表20cm坑壁土壤温度随时间分布规律Fig.4-11Nothermalinsulationlayer,20cmfromthesurfaceofthesoilwaterstoragepitpitwalltemperature图4-11是在三个时刻，距离地表20cm不同坑口直径坑壁土壤温度的分布情况。从图中可以得到以下规律：(1)同一时间内，不同坑口直径条件下，蓄水坑坑壁土壤温度的变化趋势相同，在6：00和18：00时，坑壁土壤温度随着土壤深度的增加而增加，在12：00时，随着坑壁土壤深度的增加而减小，从0cm—15cm内，变化显著，从15cm—25cm内，变化不明显，温度基本保持稳定。蓄水坑坑壁土壤温度最高为12：00时30cm坑口直径蓄水坑土壤坑壁温度3.54℃，最低为6：00时，30cm坑口直径蓄水坑坑壁土壤温度-11.35℃。(2)距离地表相同的坑壁土壤温度，随土壤深度温度的变化幅度，会随着坑口直径的减小而减小。以无保温层蓄水坑为例，距离地表20cm坑壁土壤，在6:00时，坑口直径30cm、25cm、20cm、15cm、10cm、5cm横向深度0cm—25cm土壤温度最高值与最低差值分别为：11.18℃、9.75℃、9.26℃、8.25℃、6.98℃、6.15℃，在12点时，横向深度0cm—25cm土壤温度最高值与最低值差分别为：3.45℃、2.94℃、3.18℃、2.26℃、1.88℃、1.83℃，在18点时，横向深度0cm—25cm土壤温度最高值与最低值差分别为：2.65℃、2.56℃、2.35℃、2.17℃、1.84℃、1.59℃。这可能是因为，随着坑径的减小，热量与外界交换面积降低，对土壤温度的影响降低。44 太原理工大学硕士研究生学位论文4.2.2坑口直径对蓄水坑坑底土壤温度的影响4.2.2.1坑口直径对蓄水坑坑底土壤温度的日变化影响时间00:0006:0012:0018:006420-2-4温度（℃）-6-8-10-1230cm坑口直径25cm坑口直径20cm坑口直径15cm坑口直径10cm坑口直径5cm坑口直径a0cm0cm时间00:0006:0012:0018:003210-1-2-3温度（℃）-4-5-6-730cm坑口直径25cm坑口直径20cm坑口直径15cm坑口直径10cm坑口直径5cm坑口直径5cmb5cm45 太原理工大学硕士研究生学位论文时间00:0006:0012:0018:00210-1-2温度（℃）-3-4-530cm坑口直径25cm坑口直径20cm坑口直径15cm坑口直径10cm坑口直径5cm坑口直径10cmc10cmcm时间00:0006:0012:0018:0010温度（℃）-130cm坑口直径25cm坑口直径20cm坑口直径15cm坑口直径10cm坑口直径5cm坑口直径15cmd15cmm46 太原理工大学硕士研究生学位论文时间00:0006:0012:0018:0010温度（℃）-130cm坑口直径25cm坑口直径20cm坑口直径15cm坑口直径10cm坑口直径5cm坑口直径20cme20cm时间00:0006:0012:0018:0010温度（℃）-130cm坑口直径25cm坑口直径20cm坑口直径15cm坑口直径10cm坑口直径5cm坑口直径f25cm25cm图4-1230cm坑口直径无保温层蓄水坑坑底土壤温度随时间分布规律Fig.4-1230cmdiameterwithoutinsulationwaterstoragepitbottomsoiltemperaturedistributionovertime以1月8日无覆盖保温层蓄水坑坑底土壤温度为例，图4-12是6个土壤深度随时间温度分布情况。从图中可以得到以下规律：(1)蓄水坑坑底土壤温度变化规律一致，坑底土壤温度温度在6：00—18：00时，均呈先增大后减小的变化规律。在6：00与18：00时刻，坑底土壤温度基本随着坑口47 太原理工大学硕士研究生学位论文直径的减小而增加，在12：00时刻，坑底土壤温度基本随着坑口直径的减小而减小。蓄水坑坑底土壤温度最高为12：00时30cm坑口直径蓄水坑坑底土壤温度3.71℃，最低为6：00时，30cm坑口直径蓄水坑坑底土壤温度-11.00℃。(2)坑底土壤温度日变化幅度会随着坑径的降低而降低。且在土壤深度0cm—15cm降低明显，在15cm—25cm之间降低不明显，温度比较稳定。坑口直径30cm、25cm、20cm、15cm、10cm、5cm无保温层蓄水坑坑底温度，坑口直径30cm蓄水坑距离0cm—15cm（从15cm以后土壤温度基本稳定）的日变化幅度分别为14.71℃、7.47℃、5.08℃、0.51℃，坑口直径为25cm蓄水坑横向距离0cm—15cm的日变化幅度分别为12.14℃、7.21℃、4.84℃、0.13℃，坑口直径为20cm蓄水坑横向距离0cm—15cm的日变化幅度分别为11.50℃、6.42℃、3.63℃、0.37℃，坑口直径15cm蓄水坑距离0cm—15cm的日变化幅度分别为10.22℃、5.88℃、3.21℃、0.49℃，坑口直径为10cm蓄水坑横向距离0cm—15cm的日变化幅度分别为8.93℃、4.89℃、3.08℃、0.41℃，坑口直径为5cm蓄水坑横向距离0cm—15cm的日变化幅度分别为7.93℃、4.31℃、2.65℃、0.67℃。这可能是因为，随着坑径的减小，热量与外界交换强度降低，对土壤温度的影响降低。4.2.1.2坑口直径对蓄水坑坑底土壤温度随土壤深度变化影响土壤深度（cm）土壤深度（cm）051015202505101520250.04.03.5-2.03.0-4.02.5-6.02.0温度（℃）1.5温度（℃）-8.01.0-10.00.5-12.00.030cm坑口直径25cm坑口直径30cm坑口直径25cm坑口直径20cm坑口直径15cm坑口直径20cm坑口直径15cm坑口直径10cm坑口直径5cm坑口直径10cm坑口直径5cm坑口直径6：0012：00a6:00b12:0048 太原理工大学硕士研究生学位论文土壤深度（cm）05101520250.0-0.5-1.0-1.5温度（℃）-2.0-2.5-3.030cm坑口直径25cm坑口直径20cm坑口直径15cm坑口直径10cm坑口直径5cm坑口直径c18:0018：00图4-1330cm坑口直径无保温层蓄水坑坑底土壤温度随土壤深度分布规律Fig.4-1330cmdiameterwithoutinsulationwaterstoragepitbottomsoiltemperaturedistributionwithsoildepth图4-13是在三个时刻，不同坑口直径坑底土壤温度的分布情况。从图中可以得到以下规律：(1)同一时间内，不同坑口直径条件下，蓄水坑坑底土壤温度的变化趋势相同，在6：00和18：00时，坑底土壤温度随着土壤深度的增加而增加，在12：00时，随着土壤深度的增加而减小。从0cm—15cm内，变化显著，从15cm—25cm内，变化不明显，温度基本保持稳定。蓄水坑坑底土壤温度最高为12：00时30cm坑口直径蓄水坑土壤温度3.71℃，最低为6：00时，30cm坑口直径蓄水坑土壤温度-11.35℃。(2)坑底土壤温度，随土壤深度的变化幅度，会随着坑口直径的减小而减小。以无保温层蓄水坑为例，坑底土壤，在6:00时，坑口直径30cm、25cm、20cm、15cm、10cm、5cm横向深度0cm—25cm土壤温度最高值与最低差值分别为：10.53℃、9.82℃、8.67℃、8.29℃、7.15℃、6.05℃，在12点时，横向深度0cm—25cm土壤温度最高值与最低值差分别为：3.69℃、3.53℃、2.65℃、2.19℃、1.98℃、2.00℃，在18点时，横向深度0cm—25cm土壤温度最高值与最低值差分别为：2.37℃、2.17℃、2.01℃、1.83℃、1.50℃、1.35℃。这可能是因为，随着坑径的减小，热量与外界交换强度降低，对土壤温度的影响降低。下面对蓄水坑灌土壤随土壤深度变化的变化规律进行进一步的数据拟合，采用式49 太原理工大学硕士研究生学位论文（3）对数函数拟合，拟合结果如表2所示。(3)其中，表示蓄水坑土壤温度，单位为℃，表示土壤深度，单位为cm，、、为方程的系数。表4-2无覆盖蓄水坑土壤温度随土壤深度变化拟合参数值Tab.4-2Nocoverwaterstoragepitsoiltemperaturechangeswithpitdiameterfittingparametervalues坑口直径时间距离地表R20cm9.95680.03700.12620.9838**6:0040cm10.76580.03950.15760.9847**坑底8.80230.04620.10510.9818**20cm8.9505-0.20324.06390.9866**30cm12:0040cm8.3342-0.30474.55560.9457**坑底7.6434-0.38615.79250.9883**20cm12.30190.03360.93510.9864**18:0040cm11.05110.01290.75710.9480**坑底11.18530.04760.64510.9494**20cm10.65370.35840.13540.9765**6:0040cm8.73540.13230.18920.9863**坑底8.2445029740.14340.9654**20cm3.4675-0.30984.34500.9233**25cm12:0040cm3.7454-0.45214.87540.9432**坑底3.9575-0.32524.64750.9556**20cm3.39580.03730.17210.9548**18:0040cm3.86530.08570.06750.9953**坑底1.79440.03140.04640.9435**20cm11.47740.03800.15020.9860**6:0040cm7.93970.04180.07920.9874**坑底8.16020.04170.08220.9882**20cm20cm3.9320-0.30824.14400.9818**12:0040cm3.7955-0.30064.51040.9702**坑底3.7567-0.31644.74740.9935**50 太原理工大学硕士研究生学位论文20cm3.25070.03610.17330.9857**18:0040cm1.99930.02660.04260.9940**坑底1.68500.02880.01200.9910**20cm10.47530.81630.07260.9234**6:0040cm8.37530.27420.03850，8932**坑底9.74430.86240.67860.9546**20cm2.3857-0.3264.3.12420.9353**15cm12:0040cm1.3852-0.92622.25230.9623**坑底2.3853-0.72534.25230.9243**20cm3.37530.82631.21340.9564**18:0040cm1.23851.72621.52550.9621**坑底2.97631.26322.02340.9871**20cm8.34231.81240.72350.9653**6:0040cm7.96331.62340.08320.9713**坑底6.83622.02140.05210.9346**20cm2.82210.25210.71520.9124**10cm12:0040cm2.8612-0.87610.21110.9457**坑底3.87220.83620.23510.9752**20cm0.36213.93730.01240.9136**18:0040cm0.64522.45240.07420.9572**坑底1.32343.23520.07210.9546**20cm7.65710.03800.15120.9859**6:0040cm5.74730.04180.07900.9874**坑底5.36430.03860.14790.9832**20cm-1.74620.03720.07170.9833**5cm12:0040cm-1.68350.04020.07570.9916**坑底-1.64800.07710.07750.9958**20cm2.15080.03610.16550.9845**18:0040cm1.44200.02620.06720.9917**坑底0.91390.03070.02260.9859**51 太原理工大学硕士研究生学位论文通过表4-2，相关系数（R）均保持在0.98以上，说明试验中无覆盖蓄水坑土壤温度随土壤深度的分布符合对数函数（3）的形式。4.2.3不同坑口直径条件下蓄水坑灌土壤温度空间分布特征00-10-100.54.64.4-20-0.5-204.2-1.543.8-2.53.6-30-3.5-303.43.2-4.532.8-5.5)-40)-402.6M-6.5M2.4C(C(2.2Y-7.5Y2-8.51.8-50-501.6-9.51.41.2-10.51-60-11.5-600.80.6-12.50.40.2-13.50-70-70-14.5-0.2-80-80010203040010203040X(CM)X(CM)6：0012：000-100-20-0.2-0.4-0.6-0.8-30-1-1.2-1.4)-40-1.6MC(-1.8Y-2-2.2-50-2.4-2.6-2.8-60-3-3.2-3.4-3.6-70-3.8-80010203040X(CM18：00a1月8日30cm坑口直径有坑口覆盖蓄水坑土壤温度空间分布52 太原理工大学硕士研究生学位论文00-10-100.54.64.4-20-0.5-204.2-1.543.8-2.53.6-30-3.5-303.43.2-4.532.8-5.5)-40)-402.6M-6.5M2.4C(C(2.2Y-7.5Y2-8.51.8-50-501.6-9.51.41.2-10.51-60-11.5-600.80.6-12.50.40.2-13.50-70-70-14.5-0.2-80-80010203040010203040X(CM)X(CM)6：0012：000-100-20-0.2-0.4-0.6-0.8-30-1-1.2-1.4)-40-1.6MC(-1.8Y-2-2.2-50-2.4-2.6-2.8-60-3-3.2-3.4-3.6-70-3.8-80010203040X(CM)18：00b1月8日20cm坑口直径有坑口覆盖蓄水坑土壤温度空间分布53 太原理工大学硕士研究生学位论文00-10-100.54.64.4-20-0.5-204.2-1.543.8-2.53.6-30-3.5-303.43.2-4.532.8-5.5)-40)-402.6M-6.5M2.4C(C(2.2Y-7.5Y2-8.51.8-50-501.6-9.51.41.2-10.51-60-11.5-600.80.6-12.50.40.2-13.50-70-70-14.5-0.2-80-80010203040010203040X(CM)X(CM)6：0012：000-10-0.05-0.2-20-0.35-0.5-0.65-0.8-30-0.95-1.1-1.25-1.4-1.55)-40-1.7MC(-1.85Y-2-2.15-2.3-50-2.45-2.6-2.75-2.9-60-3.05-3.2-3.35-3.5-3.65-70-3.8-80010203040X(CM)18：00C1月8日5cm坑口直径有坑口覆盖蓄水坑土壤温度空间分布图4-14有坑口覆盖蓄水坑土壤温度空间分布Fig4-14.Pitcoverwaterstoragepitsoiltemperaturespatialdistribution图4-14为1月8日30cm、20cm、5cm坑口直径有覆盖蓄水坑土壤温度的二维空间分布图。从图中可以得到以下规律：(1)蓄水坑土壤温度在6：00与18：00时均是以蓄水坑为中心向四周逐渐增大；在12：00时，是以蓄水坑为中心向四周逐渐减小。随着距离蓄水坑越远，等温线越疏，说明了温度变化越小。54 太原理工大学硕士研究生学位论文(2)随着坑口直径的减小，蓄水坑灌土壤温度的最大值减小，最小值增大，土壤温度日变化幅度与温度随土壤深度变化幅度逐渐减小，在0cm—15cm内日变化明显，在15cm—25cm内变化不明显，基本稳定。4.3坑口覆盖对蓄水坑灌土壤温度的影响4.3.1不同坑口覆盖对蓄水坑坑壁土壤温度的影响4.3.1.1不同坑口覆盖对蓄水坑坑壁土壤温度日变化影响时间时间00:0006:0012:0018:0000:0006:0012:0018:006.003.004.002.002.001.000.000.00-1.00-2.00-2.00-4.00-3.00-6.00-4.00温度（℃）-8.00温度（℃）-5.00-10.00-6.00-12.00-7.00-14.00-8.00有保温层无保温层有保温层无保温层a0cm0cmb5cm5cm时间时间00:0006:0012:0018:0000:0006:0012:0018:002.001.001.000.00-1.000.00-2.00温度（℃）-3.00温度（℃）-4.00-5.00-1.00有保温层无保温层有保温层无保温层c10cmd15cm10cm15cm55 太原理工大学硕士研究生学位论文时间时间00:0006:0012:0018:0000:0006:0012:0018:001.001.000.000.00温度（℃）温度（℃）-1.00-1.00有保温层无保温层有保温层无保温层e20cmf25cm20cm25cm图4-1530cm坑口直径蓄水坑坑壁距离地表20cm土壤温度随时间分布规律Fig.4-1530cmdiameter20cmfromthesurfaceofthesoilwaterstoragepitpitwalltemperaturedistributionwithtime图4-15是30cm坑口直径蓄水坑距地表20cm坑壁土壤温度在6个土壤深度下温度随时间分布情况。从图中可以得到以下规律：(1)蓄水坑坑壁土壤温度变化规律一致，坑壁土壤温度温度在6：00—18：00时，均呈先增大后减小的变化规律。在6：00与18：00时刻，有保温层覆盖蓄水坑坑壁土壤温度要大于无保温层蓄水坑的坑壁土壤温度，在12：00时刻，有保温层覆盖蓄水坑坑壁土壤温度要小于无保温层蓄水坑的坑壁土壤温度。蓄水坑坑壁土壤温度最高为12：00时30cm坑口直径无保温层覆盖蓄水坑坑壁土壤温度3.54℃，与有保温层蓄水坑坑壁土壤温度高1.08℃，最低为6：00时，30cm坑口直径蓄水坑坑壁土壤温度-11.35℃，比有保温层蓄水坑坑壁土壤温度低2.43℃。(2)有保温层覆盖蓄水坑灌坑壁土壤温度日变化幅度要小于无保温层的土壤温度。且在土壤深度0cm—15cm明显，在15cm—25cm之间不明显，温度比较稳定。坑口直径30cm蓄水坑距离地表20cm坑壁土壤温度，在无保温层覆盖时，蓄水坑土壤距离0cm—15cm（从15cm以后土壤温度基本稳定）的日变化幅度分别为14.88℃、8.80℃、6.16℃、0.95℃，在有保温层覆盖时，蓄水坑土壤距离0cm—15cm的日变化幅度分别为11.37℃、6.72℃、4.70℃、0.74℃。这可能是因为，在保温层的影响下，热量与外界交换强度降低，对土壤温度的影响降低。56 太原理工大学硕士研究生学位论文4.3.1.2不同坑口覆盖对蓄水坑坑壁土壤温度随土壤深度变化的影响a6:00b12:00c18:00图4-1630cm坑口直径蓄水坑坑壁距离地表20cm土壤温度随土壤深度分布规律Fig.4-1630cmdiameter20cmfromthesurfaceofthesoilwaterstoragepitpitwalltemperaturedistributionwithsoildepth图4-16是在三个时刻，不同坑口覆盖坑壁土壤温度的分布情况。从图中可以得到以下规律：(1)同一时间内，不同坑口覆盖条件下，蓄水坑坑壁土壤温度的变化趋势相同，在57 太原理工大学硕士研究生学位论文6：00和18：00时，有保温层覆盖坑壁土壤温度要大于无保温层蓄水坑土壤温度，在12：00时，有保温层覆盖坑壁土壤温度要小于无保温层蓄水坑土壤温度。从0cm—15cm内，变化显著，从15cm—25cm内，变化不明显，温度基本保持稳定。蓄水坑坑壁土壤温度最高为12：00时30cm坑口直径无覆盖土壤温度3.53℃，与有覆盖土壤温度高1.08℃，最低为6：00时，无覆盖蓄水坑土壤温度-11.35℃，与有覆盖土壤温度要低2.43℃。(2)土壤温度，随土壤深度温度的变化幅度，无保温层坑壁温度变化幅度大于有保温层变化幅度。30cm坑壁土壤，在6:00时，无保温层坑土壤温度最高值与最低值差为：11.52℃，有保温层坑土壤温度最高值与最低值差为：8.79℃；在12:00时，无保温层坑土壤温度最高值与最低值差为：3.45℃，有保温层坑土壤温度最高值与最低值差为：2.40℃；在18:00时，无保温层坑土壤温度最高值与最低值差为：2.65℃，有保温层坑土壤温度最高值与最低值差为：1.06℃。这可能是因为，在保温层的影响下，热量与外界交换强度降低，对土壤温度的影响降低。4.3.2不同坑口覆盖对蓄水坑坑底土壤温度的影响4.3.2.1不同坑口覆盖对蓄水坑坑底土壤温度日变化影响时间时间00:0006:0012:0018:0000:0006:0012:0018:006.003.004.002.002.001.000.000.00-2.00-1.00-4.00-2.00-6.00-3.00温度（℃）温度（℃）-8.00-4.00-10.00-5.00-12.00-6.00有保温层无保温层有保温层无保温层a0cmb5cm0cm5cm58 太原理工大学硕士研究生学位论文时间时间00:0006:0012:0018:0000:0006:0012:0018:002.001.001.000.00-1.000.00-2.00温度（℃）温度（℃）-3.00-4.00-1.00有保温层无保温层有保温层无保温层c10cmd15cm10cm15cm时间时间00:0006:0012:0018:0000:0006:0012:0018:001.001.000.000.00温度（℃）温度（℃）-1.00-1.00有保温层无保温层有保温层无保温层e20cmf25cm20cm25cm图4-1730cm坑口直径蓄水坑坑底土壤温度随时间分布规律Fig.4-1730cmdiameterofwaterstoragepitbottomsoiltemperaturedistributionovertime图4-17是30cm坑口直径蓄水坑坑底土壤温度在6个土壤深度下温度随时间分布情况。从图中可以得到以下规律：(1)坑底土壤温度变化规律一致，土壤温度温度在6：00—18：00时，均呈先增大后减小的变化规律。在6：00与18：00时刻，有保温层覆盖蓄水坑土壤温度要大于无保温层蓄水坑的土壤温度，在12：00时刻，有保温层覆盖蓄水坑土壤温度要小于无保温层蓄水坑的土壤温度。蓄水坑土壤温度最高为12：00时30cm坑口直径无保温层覆盖59 太原理工大学硕士研究生学位论文蓄水坑土壤温度3.71℃，与有保温层蓄水坑灌土壤温度高1.38℃，最低为6：00时，30cm坑口直径蓄水坑土壤温度-11.00℃，比有保温层蓄水坑土壤温度低2.63℃。(2)有保温层覆盖蓄水坑灌坑底土壤温度日变化幅度要小于无保温层的土壤温度。且在土壤深度0cm—15cm明显，在15cm—25cm之间不明显，温度比较稳定。坑口直径30cm蓄水坑坑底土壤温度，在无保温层覆盖时，蓄水坑土壤距离0cm—15cm（从15cm以后土壤温度基本稳定）的日变化幅度分别为14.71℃、7.47℃、5.08℃、0.51℃，在有保温层覆盖时，蓄水坑土壤距离0cm—15cm的日变化幅度分别为10.70℃、5.37℃、3.53℃、0.36℃。这可能是因为，在保温层的影响下，热量与外界交换强度降低，对土壤温度的影响降低。4.3.2.2不同坑口覆盖对蓄水坑坑底土壤温度随土壤深度变化的影响a6:00b12:0060 太原理工大学硕士研究生学位论文c18:00图4-1830cm坑口直径蓄水坑坑底土壤温度随土壤深度分布规律Fig.4-1830cmdiameterofwaterstoragepitbottomsoiltemperaturedistributionwithsoildepth图4-18是在三个时刻，不同坑口覆盖坑底土壤温度的分布情况。从图中可以得到以下规律：(1)同一时间内，不同坑口覆盖条件下，蓄水坑坑底土壤温度的变化趋势相同，在6：00和18：00时，有保温层覆盖坑底土壤温度要大于无保温层蓄水坑土壤温度，在12：00时，有保温层覆盖坑底土壤温度要小于无保温层蓄水坑土壤温度。从0cm—15cm内，变化显著，从15cm—25cm内，变化不明显，温度基本保持稳定。蓄水坑土壤温度最高为12：00时30cm坑口直径无保温层覆盖蓄水坑土壤温度3.71℃，与有保温层蓄水坑灌土壤温度高1.38℃，最低为6：00时，30cm坑口直径蓄水坑土壤温度-11.00℃，比有保温层蓄水坑土壤温度低2.63℃。(2)土壤温度，随土壤深度温度的变化幅度，无保温层温度变化幅度要大于有保温层变化幅度。30cm坑壁土壤，在6:00时，无保温层坑土壤温度最高值与最低值差为：10.70℃，有保温层坑土壤温度最高值与最低值差为：8.16℃；在12:00时，无保温层坑土壤温度最高值与最低值差为：3.69℃，有保温层坑土壤温度最高值与最低值差为：2.32℃；在18:00时，无保温层坑土壤温度最高值与最低值差为：2.36℃，有保温层坑土壤温度最高值与最低值差为：0.93℃。这可能是因为，在保温层的影响下，热量与外界交换强度降低，对土壤温度的影响降低。61 太原理工大学硕士研究生学位论文4.3.3不同坑口覆盖条件下蓄水坑灌土壤温度空间分布特征00-10-104.614.4-200-204.2-143.8-23.6-30-3-303.4-43.23-52.8)-40-6)-402.6MM2.4C(-7C(2.2YY-82-91.8-50-501.6-101.4-111.21-12-60-600.8-130.6-140.40.2-150-70-70-16-0.2-80-80010203040010203040X(CM)X(CM)6：0012：000-10-0.4-20-0.6-0.8-1-1.2-30-1.4-1.6-1.8)-40M-2C(Y-2.2-2.4-50-2.6-2.8-3-3.2-60-3.4-3.6-3.8-70-4-80010203040X(CM)18：00a1月8日30cm坑口直径无坑口覆盖蓄水坑土壤温度空间分布62 太原理工大学硕士研究生学位论文00-10-100.54.64.4-20-0.5-204.2-1.543.8-2.53.6-30-3.5-303.43.2-4.532.8-5.5)-40)-402.6M-6.5M2.4C(C(2.2Y-7.5Y2-8.51.8-50-501.6-9.51.41.2-10.51-60-11.5-600.80.6-12.50.40.2-13.50-70-70-14.5-0.2-80-80010203040010203040X(CM)X(CM)6：0012：000-100-20-0.2-0.4-0.6-0.8-30-1-1.2-1.4)-40-1.6MC(-1.8Y-2-2.2-50-2.4-2.6-2.8-60-3-3.2-3.4-3.6-70-3.8-80010203040X(CM18：00b1月8日30cm坑口直径有坑口覆盖蓄水坑土壤温度空间分布图4-19不同坑口覆盖下蓄水坑土壤温度空间分布Fig.4-19Waterstoragepitsoiltemperaturedistributionunderdifferentpitcover图4-191月8日30cm坑口直径蓄水坑土壤温度的二维空间分布图。从图中可以得到以下规律：(1)蓄水坑土壤温度在6：00与18：00时均是以蓄水坑为中心向四周逐渐增大；在12：00时，是以蓄水坑为中心向四周逐渐减小。随着距离蓄水坑越远，等温线越疏，说明了温度变化越小。63 太原理工大学硕士研究生学位论文(2)在6：00和18：00时，在0cm—15cm之间，温度随土壤深度增加的幅度明显，在15cm—25cm之间，温度随土壤深度增加的幅度不明显，温度基本保持稳定。在12：00时，蓄水坑土壤温度随着地表深度的增加而减小，在0cm—15cm之间，温度随土壤深度减小的幅度明显，在15cm—25cm之间，温度随土壤深度减小的幅度不明显，温度基本保持稳定。(3)无覆盖蓄水坑土壤温度的最大值大于有覆盖蓄水坑土壤，最小值小于有覆盖蓄水坑土壤。在无覆盖的情况下，土壤温度日变化幅度与温度随土壤深度变化幅度均大于有覆盖下的变化幅度。在0cm—15cm内日变化明显，在15cm—25cm内变化不明显，基本稳定。4.4小结在越冬期间，通过不同坑口结构下蓄水坑坑内土壤温度分布的试验，通过数据的比较分析，可以得到以下结论：(1)地表土壤的温度与蓄水坑坑内土壤温度变化一致，在大气温度的影响下，随着大气温度的升高而升高，降低而降低。(2)在6：00和18：00时，地表土壤温度与蓄水坑坑内土壤温度要大于大气温度，随着土壤深度的增加而增加，在5cm—15cm之间，温度随土壤深度增加的幅度明显，在15cm—25cm之间，温度随土壤深度增加的幅度不明显，温度基本保持稳定。在12：00时，地表土壤温度与蓄水坑坑内土壤温度要小于大气温度，土壤温度随着土壤深度的增加而减小，在5cm—15cm之间，温度随土壤深度减小的幅度明显，在15cm—25cm之间，温度随土壤深度减小的幅度不明显，温度基本保持稳定。(3)在一日内，随着土壤深度的增加，地表土壤温度与蓄水坑坑内土壤温度的日变化幅度逐渐减小，在5cm—到15cm内日变化明显，在15cm—25cm内日变化不明显，基本稳定。(4)蓄水坑灌土壤温度都与所对应的地表土壤温度呈显著相关。蓄水坑内土壤温度在不同坑口结构下，随土壤深度温度的分布呈现对数曲线。(5)在距离地表20cm处坑壁土壤温度随着土壤深度变化的幅度整体要略大于40cm处土壤温度随着深度变化幅度；在距离地表20cm处坑壁土壤温度日内变化幅度整体要略大于40cm处土壤温度随着深度变化幅度。(6)蓄水坑坑内土壤温度，随土壤深度的温度变化值，会随着坑口直径的减小而减64 太原理工大学硕士研究生学位论文小；日内变化幅度会随着坑径的降低而降低。(7)有保温层蓄水坑坑内土壤温度随土壤深度的温度变化值要小于无保温层土壤温度变化值；有保温层蓄水坑坑内土壤温度日变化幅度要小于无保温层土壤温度的变化幅度。65 太原理工大学硕士研究生学位论文66 太原理工大学硕士研究生学位论文第五章结论及建议作为一种新的节水灌溉技术，蓄水坑灌虽然已经有了一段时间的研究，但是还需有许多问题有待研究。本文在前人诸多的技术研究基础上，探索了蓄水坑灌在冬季土壤温度的变化特征，并进行了研究分析，主要得到以下结论。5.1研究主要结论本文通过不同坑口结构处理下的蓄水坑坑内空气温度、蓄水坑土壤温度（地表土壤温度、坑壁土壤温度和坑底土壤温度）越冬时期变化的特征研究，得到以下结论：(1)蓄水坑坑内空气温度与大气温度变化趋势一致，随着大气温度的升高而升高，降低而降低。从6：00—18：00之间，温度先增大后减小。(2)在6：00和18：00时，蓄水坑坑内空气温度要大于大气温度，且大气温度小于无覆盖蓄水坑坑内空气温度，无覆盖坑内空气温度小于有覆盖蓄水坑坑内空气温度，而在12：00时，正好相反，坑内空气温度要小于大气温度，大气温度大于无保温层覆盖蓄水坑坑内空气温度大于有保温层覆盖蓄水坑坑内空气温度。(3)蓄水坑坑内空气温度日温差随蓄水坑坑口直径的减小而减小；大气温度与坑内空气温度差值，会随着坑口直径的减小而增加，温度差值的增速随着坑口直径的减小而减小；有坑口覆盖的坑内空气温度的日温差要小于无坑口覆盖的坑内空气温度的日温差；大气温度与有坑口覆盖的坑内空气温度差值要大于大气温度与无坑口覆盖下坑内空气温度的差值。(4)不同坑口结构蓄水坑灌坑内空气温度都与大气温度呈显著相关，且符合方程（表示蓄水坑内空气温度，表示地表大气温度，、为系数）。(5)蓄水坑土壤温度包括蓄水坑地表土壤温度、蓄水坑坑壁土壤温度和蓄水坑坑底土壤温度。蓄水坑土壤温度在大气温度的影响下，随着大气温度的升高而升高，降低而降低，在6：00—18：00之间，温度先增大后减小。地表土壤温度、蓄水坑坑壁土壤温度和蓄水坑坑底土壤温度变化相似在6：00和18：00时，地表土壤温度要大于大气温度，且随着土壤深度的增加而增加，在5cm—15cm之间，温度随土壤深度增加的幅度明显，在15cm—25cm之间，温度随土壤深度增加的幅度不明显，温度基本保持稳定。在12：00时，地表土壤温度要小于大气温度，土壤温度随着土壤深度的增加而减小，在5cm—15cm之间，温度随土壤深度减小的幅度明显，在15cm—25cm之间，温度随67 太原理工大学硕士研究生学位论文土壤深度减小的幅度不明显，温度基本保持稳定。随着土壤深度的增加，蓄水坑土壤温度的日变化幅度逐渐减小，在5cm到15cm内日变化明显，在15cm—25cm内日变化不明显，基本稳定。另外，对于蓄水坑坑壁土壤温度，在距离地表20cm处坑壁土壤温度与40cm处坑壁土壤温度相比，随土壤深度变化的幅度和日变化幅度整体要略大。(6)随着坑口直径的减小，蓄水坑坑内土壤温度（蓄水坑坑壁土壤温度和蓄水坑坑底土壤温度）随土壤深度的温度变化值，会减小；日变化幅度也会随着减小。(7)有保温层覆盖蓄水坑坑内土壤温度随土壤深度的温度变化值要小于无保温层覆盖的土壤温度变化值；有保温层蓄水坑坑内土壤温度日变化幅度要小于无保温层土壤温度的变化幅度。(8)蓄水坑坑内土壤温度都与地表土壤温度呈显著线性相关，且符合方程（表示蓄水坑土壤温度，表示所对应深度的地表土壤温度，、为系数）。(9)蓄水坑土壤温度随土壤深度变化符合方程（表示蓄水坑土壤温度，，表示土壤深度，、、为方程的系数）。5.2建议本研究针对了不同坑口结构下蓄水坑灌空气和土壤温度的研究，试验中难免存在一些不足，需要在以后的试验中改进。(1)土壤温度只能进行阶段测量，缺少连续性测定的数据。而且在数据读取的时候，由于一次所读取数据量大，需要时间较长，会对数据的时效性产生影响。今后应引入实时监控手段对土壤温度进行连续动态测定，以保持数据的准确性。(2)本试验仅限于对冬季蓄水坑灌温度规律的研究，并没有涉及到改进措施，蓄水坑灌在有了大量理论基础的前提下，应该注重到实践当中，加大对该技术的推广。68 太原理工大学硕士研究生学位论文参考文献[1]程建峰，潘晓云，刘宜柏.土壤条件对陆稻根系生长的影响[J].土壤学报，2002,17(04):18-22.[2]孙西欢，马娟娟，郭向红.蓄水坑灌土壤水分运动研究[M].北京:中国水利水电出版社，2011.[3]孙西欢，马娟娟，周青云等.蓄水坑灌法计算要素初探[J].沈阳农业大学学报，2004,9(10)：405-407.[4]康绍忠，李永杰.21世纪我国节水农业发展趋势及其对策[J].农业工程学报，1997,6(4)：32-36.[5]温宏芳.山西省水土流失现状及对策分析[J].山西科技,2010(25):12-13[6]何汇虹.黄土塬区休闲地与农田土壤温度变化特征研究[D].杨凌:西北农林科技大学，2013.[7]冯玉龙，刘恩举，孙国斌.根系温度对植物的影响(Ⅰ)——根温对植物生长及光合作用的影响[J].东北林业大学学报，1995,23(3):63-69.[8]冯玉龙，刘恩举，孟庆超.根系温度对植物的影响(Ⅱ)——根温对植物代谢的影响[J].东北林业大学学报，1995,31(4):94-99.[9]Knoepp，Swank.Usingsoiltemperatureandmoisturetopredictforestsoilnitrogenmineralization.BiologyandFertilityofSoils[J].2002，volume(3):177-182.[10]Guntinas，Leiros，Trasar-Cepeda，Gil-Sotres.Effectsofmoistureandtemperatureonnetsoilnitrogenmineralization:Alaboratorystudy.EuropeanJournalofSoilBiology[J].2012，volume(3):73-80.[11]Dessureault-Rompre，Zebarth，Georgallas，Burton，Grant，Drury.Temperaturedependenceofsoilnitrogenmineralizationrate:Comparisonofmathematicalmodels，referencetemperaturesandoriginofthesoils.Geoderma[J].2010，volume(3-4):97-108.[12]Honeycutt，Clapham，Zibilske.HeatUnitsforDescribingCarbonMineralizationandPredictingNetNitrogenMineralization.SoilSci.Soc.Am.J.[J].1988volume(5):1346-1350.[13]Braker，Schwarz，Conrad.Influenceoftemperatureonthecompositionandactivityofdenitrifyingsoilcommunities.FEMSMicrobiolEcoI[J].2010，volume(l):134-48.[14]Maag，Vinther.Nitrousoxideemissionbynitrificationanddenitrificationindifferentsoiltypesandatdifferentsoilmoisturecontentsandtemperatures.AppliedSoilEcology[J].1996，volume(l):5-14.[15]M.Waterharvestingandconservationtechniquesforsmallholdercropproductionsystems.SoilandTillageResearch[J].1994，volume(l):71-86.[16]Avrahami，Liesack，Conrad.Effectsoftemperatureandfertilizeronactivityandcommunitystructureofsoilammoniaoxidizers.EnvironmentalMicrobiology[J].2003，volume(8):691-705.[17]PANKHURST，SPRENT.EffectsofTemperatureandOxygenTensionontheNitrogenaseandRespiratoryActivitiesofTurgidandWater-stressedSoybeanandFrenchBeanRootNodules.JournalofExperimentalBotany[J].1976，volume(l):1-9.[18]Gibson.PhysicalEnvironmentandSymbioticNitrogenFixation.AustralianJournalofBiological69 太原理工大学硕士研究生学位论文Sciences[J].1963，volume(l):28-42.[19]L.Guobin.Soilconservationandsustainableagricultureontheloessplateau:challengesandprospects.Ambio[J].1999，volume(8):6.[20]高阳，段爱旺.冬小麦间作春玉米土壤温度变化特征试验研究[J].中国农村水利水电,2006,9(01):15.[21]黄高宝，李玲玲，张仁陟等.免耕秸秆覆盖对旱作麦田土壤温度的影响[J].干旱地区农业研究,2006,13(05):24.[22]刘德章，冯利平.地膜覆盖棉田土壤温度的变化动态及其模拟研究[J].棉花学报，1994,13(02):6.[23]范爱武，刘伟，王崇琦.土壤温度和水分日变化实验[J].太阳能学报,，2002,1(06)：721-724.[24]王世岩等.三江平原典型湿地土壤温度变化及其影响因子分析[J].地理研究，2003,22(3):389-396.[25]孙本普，张宝民，王勇等.麦套春棉土壤温度动态变化的研究[J].生态学杂志,1997,3(02)：16.[26]杨梅学，姚槽栋等.藏北高原七壤温度的日变化[J].环境科学，1999,7(4):6-8.[27]杨梅学，姚槽栋等.藏北高原土壤温度异常变化及其与雪灾关系初析[J].自然灾害学报，1999,5(2):88-95.[28]杨梅学，姚櫝栋等.藏北高原土壤温度分布的纬向效应和高度效应[J].山地学报，1999,29(4):329-332.[29]崔向慧，王兵，高志海等.民勤绿洲-荒漠过渡区沙土温度的变化特征[J].林业科学研究，2003,11(06):708-714.[30]涂钢，刘辉志，董文杰.东北半干旱区退化草地土壤温度的日、季变化特征[J].高原气象，2008,14(04):741-748.[31]马鸿儒，吉春容，邹陈等.天山中段雪岭云杉林浅层地温特征分析[J].沙漠与绿洲气象，2010,17(06):24-26.[32]陈世强，吕世华，奥银焕等.夏季晴空金塔绿洲温度场的初步分析[J].中国沙漠，2006,(05):767-772.[33]李英年，鲍新奎，曹广民.祁连山海北高寒湿地40-80cm土壤温度状况观测分析[J].冰山冻土，2000,22(02):153-158.[34]贾庆宇，周广胜，邹平等.盘锦芦苇湿地土壤温度剖面特征分析苏北滨海典型滩涂土壤温度的极值分析[J].中国农学通报,2007,7(01):318-322.[35]李兴荣，胡非，孙向明等.深圳冬季多层地温日变化特征[J].中国科学院研究生院学报，2009,23(03):323-329.[36]张慧智，史学正，于东升等.中国土壤温度的空间预测研究[J].土壤学报，2009,4(01):1-8.[37]高举明，张一平，于贵瑞等.西双版纳热带季节雨林地温时空特征分析[D].广州：广东大学，2007.[38]王力，卫三平，吴发启.黄丘区农林草地土壤水热变化过程模拟研究.2007年中国农业工程学会学术年会，2007.[39]刘士军.高寒冻土区土壤温度垂向变化特征分析[J].黑龙江水专学报，2007,21(03):36-38.70 太原理工大学硕士研究生学位论文[40]任图生，J.Larney,F.，M.McGinn,S等.轮作、耕作及行距对麦田土壤温度动态的影响(英文)[J].农业工程学报，2002,32(05)：52-60.[41]陈素英，张喜英，裴冬等.玉米秸秆覆盖对麦田土壤温度和土壤蒸发的影响[J].农业工程学报，2005,(10):171-173.[42]党占平.旱地冬小麦不同覆盖模式土壤温度变化动态研究[J].中国农学通报，2009,6(19):319-322.[43]孙西欢.蓄水坑灌法及其水十保持作用仁[J].水土保持学报，2002,11(3):130-131.[44]孙西欢.蓄水坑灌法技术要素初探[J].沈阳农业大学学报，2004,25(5-6):405-407.[45]王晓红.均质土中蓄水单坑水分运动的数值模拟与试验分析[D]太原:太原理工大学，2001.[47]郭向红.蓄水多坑三维土壤水分运动数值模拟与试验研究[D].太原理工大学.2005.[48]柴向斌.蓄水单坑水肥灌施条件下水氮运移分布规律试验研究[D].太原理工大学.2011年5月.[49]马娟娟,孙西欢等.入渗水头对土壤入渗参数的影响[J].灌溉排水学报.2004,23(5):53~55.[50]龙远莎,马娟娟,孙西欢,等.蓄水坑灌灌施条件下苹果园土壤氮素分布特性研究[J].节水灌溉,2013(4):15-21.[51]刘浩,马娟娟,孙西欢,等.蓄水坑灌条件下不同肥液浓度对苹果园土壤氨挥发的影响研究[J].节水灌溉,2013(2):17-28.[52]谷琼琼,孙西欢,郭向红,马娟娟.蓄水坑灌条件下单坑坑壁蒸发试验研究[J].人民黄河,2013,09:97-99.[53]郝锋珍孙西欢郭向红等蓄水坑灌与地面灌条件下果树吸水根系分布的对比研究[J].节水灌溉.2014(9):5-8.[54]李嵘,蓄水单坑水肥灌施条件下水氮运移分布规律试验研究及数值模拟[D].太原:太原理工大学,2010.[55]汪增涛,孙西欢等.蓄水坑灌条件下室内土柱蒸发试验研究[J].灌溉排水学报.2011,30(1):84-86.[56]张亚琼.不同覆盖方式下蓄水坑土壤温度变化特征研究[D].太原:太原理工大学，2013.71 太原理工大学硕士研究生学位论文72 太原理工大学硕士研究生学位论文附录硕士期间参加的科研项目(1)国家自然基金项目（51109154）：蓄水坑灌果园根区土壤水分动态与高效利用研究(2)山西省太原市节水型社会建设试点补助项目：“太原市校园节水研究”(3)高等学校博士学科点专项科研基金项目(20111402120006):不同时间尺度蓄水坑灌灌水效率研究；(4)山西省科技攻关资助项目(20110311018-1):蓄水坑灌条件下果园SPAC系统水分高效利用研究；(5)山西省高等学校创新人才支持资助计划硕士期间发表的论文李俊杰，郭向红，孙西欢，马娟娟.蓄水坑灌不同灌水量条件下土壤水分分布特征分析[J].人民黄河.(已接受)73 太原理工大学硕士研究生学位论文74 太原理工大学硕士研究生学位论文致谢犹如白驹过隙，三年的时光匆匆而过，回首三年的研究生生活，在举笔完成这篇论文以至于这篇致谢的时候，才意识到自己将要离开校园，又要结束一段历程，开始新的征途，人生又将写下新的篇章。这三年是我努力拼搏的三年，给我留下美好的时光，也让我流下过泪水，这三年承载着我对未来的期盼的等待。感谢孙西欢老师带领的山西省节水新技术与水资源高效利用科技创新重点团队提供了良好的平台，否则就没有这篇文章的问世。首先，我要感谢太原理工大学！她丰厚的文化、历史底蕴铸就了一代又一代理工人，他们前赴后继传承校训，不断坚持“求实、创新”，百年老校风采依依，无不倾注了各级领导和师生的心血。从风度翩翩的老教授，到朝气勃发的年轻人，无不给予我心灵的震撼。清晨清泽园的英语角是疯狂英语的现实版，它唤醒了我对未知世界的幻想。上午水动力实验室的机器轰鸣声是一天美好的开始，学院的老师和同学们在这里获得精密的实验数据。下午图书馆先进的选座系统提供了秩序井然的学习环境，让我自由徜徉于知识的海洋，傍晚的音乐喷泉伴着清风带来盛夏的凉爽，热爱生活的文艺师生伴随着悠扬的音乐翩翩起舞，给人美的享受。夜晚的自习室里灯火通明，莘莘学子为自己的前途埋头苦读。我爱理工大，不仅仅是因为她优越的学习生活环境，更深深的因为这里可爱的人们。其次，我要感谢理工大的老师。我的导师郭向红副教授，是一位为人正直，作风严谨，生活乐观的优秀教师。作为导师，他在学术上，精益求精，博学宽广，以自己深厚的专业知识为学生指点迷津，让我如沐春风，在他的悉心指导下，我第一次投稿就完成了核心期刊《人民黄河》的论文写作要求。在平时的实验中，郭老师对我们严格要求，培育了我们吃苦耐劳的坚毅品格。在生活中，他作为长辈对学生关怀备至，让我感念至深，离家求学的日子是清苦的，有位长辈为自己的学习方向导航，给予我强大的学习动力。我所在的实验组还有孙西欢教授、马娟娟教授和李永业副教授这三位老师的加入，使我们团队师资雄厚，他们在各自的研究领域都有杰出的成就，我论文的完成也是在借鉴的基础上进行的创新。同样感谢学院的其他代课老师，你们认真教学，一丝不苟，使我拓宽了专业知识视角，把知识纬度构建出了“丁”字形。在专业方向方面，纵深发展，在知识面方面，横向拓宽。75 太原理工大学硕士研究生学位论文再次，我要感谢感谢我的同学们。师兄张凯凯、崔世永、郭飞，师姐仇琼伊、任荣、郝锋珍，他们带着我作实验，从他们的实验中我学习到了正确的测量方法和仪器的使用程序，各位师兄师姐无私地将自己的实验数据材料给我们作为学习的参考，这为我日后的实验和论文写作打下坚实的物质基础。同学王军、郑利剑、马艳容、张文锦、张敏、王颖苗、雷涛、刘婧妍、严亚龙，谢谢你们！是你们给予我温暖的友情和深深的同学情，在一起做实验的日子里，我们如兄弟姐妹一般，同吃同住，不分彼此，互相帮助，互相扶持。虽然，我们在一些事情上有过争执，也有过摩擦，但是我们有着共同的目标，共同的责任，我们依旧是好兄弟，好姐妹，我们的太谷果树研究所，虽然清苦，却从不阻止我们的求知欲和对水利事业的热爱，一次次的凿坑，放置仪器，一桶桶的坑灌，一组组数据的测量……师弟桑永青、秦聪、师妹李亚娴、郭力琼、狄楠谢谢你们在实验中的支持和帮助，我希望把自己学习中的收获、教训一并给予你们，像咱们的师兄师姐一样给予你们应有的帮助，希望你们把咱们的项目研究下去，有更深一步的发展。最后，也是最重要的部分，我要感谢我的家人和朋友。父爱如山，母爱如水，山清水秀出人才。我不敢称自己为人才，成长的过程中父亲的睿智，宽广的胸怀，给予我男人的责任担当，这是做人的基本准则，这一点在学习和生活中我都未曾忘怀。母亲的温柔和耐心教会我做事认真细心。家人对我学习的支持和关爱是我不断前行的动力。感谢我的女朋友，在这段时间里，她给了我无私的帮助，让我真切体会到了，我不是一个人在战斗。由于身处混合宿舍，舍友来自不同的年纪和专业，他们给予我更多的是思维的启迪和生活的帮助。马克思主义基本原理专业的学长在为人处事以及政治敏感度方面明显与理工科学生不同。土木建筑专业的舍友对美学的领悟又给我新的启迪。最后，希望我的母校能越办越好、再出佳绩；希望我的老师能诸事顺利、桃李天下；希望我的同学们能爱情事业双丰收；希望我的家人身体健康，心想事成；也希望自己能够成长，靠自己的努力获得成功，用实际行动，回报社会，回报每一位帮助过我的人。李俊杰76