前言

土壤溶质迁移是环境科学、水文学、水力学、土壤侵蚀、土壤学、生态学和水土保持等学科的一个交叉领域。它包含了土壤溶质的迁移和转化、土壤特性、水文条件以及土壤侵蚀等系列机理研究，其迁移过程十分复杂，受到降雨径流、土壤特性、地形地貌、植被、地表水文条件和气候等多种因素的影响。而现有的溶质迁移临界条件的研究工作大多只是针对细沟侵蚀这一特例现象，难以解释复杂的溶质迁移临界现象。其研究的焦点——混合层深度被广泛应用在溶质迁移模型和非点源污染模型中（如SWAT，AnnAGNPs等）。研究坡面土壤中的溶质迁移临界条件及其机理，对于探讨土壤质量、保护与改善流域水质、减少面源污染、提高农业生产力均具有重要的理论价值和生产意义。

本书在总结前人工作的基础上，采用室内模拟地表径流和降雨的试验方法，选择溴为示踪剂，研究土壤溶质的迁移过程机理，揭示了伯努利效应在土壤溶质的迁移过程中不可忽略的作用，对引起土壤溶质迁移流失的4种迁移途径（对流、扩散、土壤侵蚀和伯努利效应）进行了量化研究。同时，土壤溶质的迁移过程中，临界现象与涨落区很多影响因子及其相互作用有关，通过对坡面溶质迁移临界现象的研究，研究土壤溶质迁移临界现象，分析坡面溶质迁移过程的临界降雨径流因子、临界土壤因子和临界地形因子，研究不同影响因素组合下溶质迁移过程发生的临界现象及其机制，阐明降雨-径流交互作用机制的变化过程，雨滴溅蚀和地表漫流剥蚀的水动力作用机制及其交互作用机制；揭示溶质迁移的多过程耦合动力学机制及其耦合特征；用降雨-径流（雨强、径流流量）、土壤特性（土壤表面粗糙度和土壤表面水分供给情况）和地形（坡度）这几个重要的参数定量描述空间不同位置坡面溶质迁移过程。深入认识坡面溶质迁移临界现象及其机制，为推动土壤溶质迁移预报的发展规律提供科学依据，为面源污染的准确预报提供数据支持。最后，提出了径流条件和降雨-径流条件下混合层深度模型，为非点源污染模型的校正提供理论依据。

本书共分10章。第1章对本书的意义和前人的工作进行了概述，由刘海燕负责编写（北京信息职业技术学院计算机工程系）。第2章简要介绍了土壤溶质迁移过程的试验方法、试验目的和试验内容，由田坤负责编写。第3章通过理论分析研究了土壤溶质的迁移过程和临界现象影响因子，由田坤负责编写。第4章通过预试验对土壤溶质迁移过程的分析扩散系数、土壤饱和导水系数和土壤侵蚀进行研究和分析，由田坤负责编写。第5章定量研究了地表径流条件下土壤溶质的迁移过程，由田坤负责编写。第6章定量研究降雨-径流条件下土壤溶质的迁移过程，由田坤负责编写。第7章定量研究了土壤溶质迁移过程中的临界降雨-径流因子，由田坤和田鹏（西北农林科技大学资源环境学院）共同编写。第8章定量研究了土壤溶质迁移过程中的临界土壤因子，由田坤和田鹏共同编写。第9章定量研究了土壤溶质迁移过程中的临界地形因子，由田坤和田鹏共同编写。第10章定量模拟了土壤溶质迁移过程的混合层深度，由田坤负责编写。

本书是笔者在博士论文和博士后出站报告的基础上扩充而成的，首先要感谢笔者的博士导师张广军教授和Prof. Dr. Huang Chihua、博士后导师王光谦院士和傅旭东教授，四位老师对笔者在博士和博士后阶段的学习和研究工作等进行了悉心指导和不倦教诲，在此表示衷心感谢。

本书得到了国家自然科学基金青年科学基金“降雨-径流条件下坡面水沙迁移临界现象及机理研究”（51109115）、973课题“山区小流域暴雨洪水演进过程与山洪灾害形成机理”（2011CB409901）和青海大学-清华大学三江源研究院的资助，在此表示衷心感谢。

作　者

2014年8月 HJk6SKXRtD6iWXUkU42WTZrexLRYLEpGwJE8TYRDSiprXHAXAUIq3HcFRKQLzX9X