径流实验研究

一、排涝治碱综合实验站

1963年河北省水利厅与沧州专署水利局，共同在沧浪渠流域上游开展治涝治碱实验研究，建立“沧浪渠治涝治碱综合实验站”。沧浪渠是河北平原南运河以东的独立入海排沥河道，干流长86公里，由沧州市的顾官屯村东南，流经黄骅市，至岐口入海。在孙庄子以上195平方公里范围内，共设立不同集水面积的测流断面7处。每个断面以上进行降水量、地表径流、地下水位和土壤含水量观测。沧浪渠实验站自1965年开始至1969年止共观测了4年，而位于干流的孙庄子水文站自1964年建站至1979年撤站共观测了16年，为河北平原除涝水文计算提供了宝贵资料。

自1967年以后相继提出多份研究报告，如1967年河北省水利厅印发的“河北省平原地区中小面积排水模数计算参数手册”，1973年河北省根治海河指挥部设计院提出的《河北省平原地区排水模数计算方法及经验参数分析》。1975年河北省水文总站提出的《河北省平原地区除涝水文计算方法研究》，以及1975年沧州地区水文站编印的《河北省沧州地区水文计算手册》等，还有90年代总站对除涝水文手册的修订，天津设计院对除涝模数的修订，都是以实验站的资料为主要依据。

二、冉庄水资源实验站

1983年底，由国家科委、水电部联合下达“六五”期间国家重点科技攻关项目第38项《华北地区水资源评价和开发利用研究》课题，河北省参加了其子课题8-1-1《华北地区地表水、地下水相互转化关系研究》，要求“在充分利用现有的观测站网、实验设备的基础上，补充必要的站点和试验仪器，并组建4～5处代表不同类型地区的小流域实验区。通过降水、蒸发、地表水和地下水的动态平衡分析，研究不同类型区地表水和地下水转化关系及有关影响因素，提高各项水文和水文地质参数的计算精度，为水资源的估算提供可靠依据”。此后又参加了“七五”国家重点科技攻关项目第57项《华北地区及山西能源基地水资源研究》的子课题57-01-01《华北地区大气水—地表水—土壤水—地下水相互转化关系研究》。

经过调查和反复论证，最后确定在河北山前平原，保定市以南35公里的冉庄建立水资源实验站。1984年开始筹建流域为51.3平方公里的平原小河站。1986年11月组建中心实验场，1987年6月投入观测。实验流域内及其周围设有雨量站10处，地下水位站9处，实验场内设有国内最大的地中蒸渗仪，包气带土壤水观测场和气象场。

蒸渗场面积26×29平方米，设有直径3.57米(面积10平方米)，埋深分别为8.5米、2.5米、1.5米的大型地中蒸渗仪3座，每个蒸渗仪内安装3个中子仪测孔。设有净面积为1.5×2.5平方米，埋深为9米的钢筋混凝土竖井1个，内装马利奥特瓶3套，分别与3座蒸渗筒相连接，自动记录蒸渗变化过程。

实验小区面积为5×10平方米，观测降水、径流、土壤水、地下水变化过程。通过竖井的一侧装有负压计64支，其中埋深0～3米每10厘米1支，3～9米每20厘米1支，用负压计观测土水势。另设有2个11米深的中子仪测孔，观测实验小区的土壤含水率，还设有自记地下水位测井1眼。

气象场面积25×25平方米、观测气温、湿度、气压、风向、风速、蒸发、地温、降水等。通过观测试验，已积累了大量观测试验数据。根据观测试验成果，结合河北省水资源的特点，编写了《冉庄水资源实验站四水转化关系试验研究报告》。1991年2月经水利水电科学研究院，组织张蔚榛等专家鉴定认为，冉庄站水文水资源实验研究，是在总结国内、外实验研究基础上，密切结合华北平原水资源评价和开发利用及农业节水中一些重要理论和实际问题进行的，主题正确，实验设施布局合理，观测项目齐全。实验系统包括一个小流域和一个中心实验场。中心实验场由包气带实验小区(即无底蒸渗仪)，大型排水补偿式蒸渗仪，漏斗式蒸渗仪及对应的水均衡设备以及一个大型气象场构成。实验设施和技术的先进性均为国内领先。某些设施(如大型排水式地中蒸渗仪等)的规模超过了国际上同类设施的水平。在实验系统的设计，施工和运行，资料的收集等方面，为我国水资源实验研究积累了有益的经验。实验站建成6年多来，积累了系统的降水、径流、地下水动态、开采量、灌溉、不同作物、不同地下水埋深条件下的土壤含水量，土壤水势能、降雨入渗补给、潜水蒸发以及气象要素等系统的实验研究资料。在“七五”国家科技攻关项目研究中发挥了重要作用，并为水文水资源专题研究提供了大量的基础资料，对提高我国水资源研究及合理开发利用做出了积极贡献。

研究报告对平原区“四水”转化规律和机理进行了深入的分析研究。根据大量的水分运移观测资料，探讨了包气带水分的运移规律，分析了降雨入渗补给机制和变化规律，在理论和实际计算上均有所创新。报告中研究了农田蒸散发和潜水蒸发规律、计算方法，并提出了新的潜水蒸发计算公式。在实验资料的基础上对非饱和土壤水零通量面的发生、发展和消失的变化规律进行了分析，并在入渗补给量和蒸散发的计算中应用。报告还通过小区实验研究和大区水均衡实验研究相结合的方法，进行水平衡分析和“四水”转化规律的研究。这些研究成果对深化认识“四水”转化规律，改进水资源计算方法，提高水资源评价精度以及指导农业节水和合理开发利用水资源，具有科学意义和实用价值。

研究报告密切结合“四水”转化进行了研究，提出的报告完整，资料齐全，具有试验、分析、应用密切结合的特色，研究成果达到了国内领先水平，在“四水”转化实验设施的规模、精度、试验配套等方面达到国际先进水平。此项研究成果于1992年被省科委评为科学技术进步三等奖。