深入开展华北平原区大埋深土壤水文特性研究不仅是深入认识土壤水文过程的基础,同时对完善水文研究及区域生态保护治理等具有较深的理论和实践基础,也为华北平原大埋深地下水补给排泄机制及调控机理研究提供科学依据。本文选取延庆县康庄镇为华北平原西北试验区、顺义区木林镇为华北平原东北试验区、通州区永乐店镇为华北平原东南试验区,对试验区进行野外考察,确定适宜的取样点,获取各取样点的空间位置信息、土壤剖面以及试验所需的原状土样等资料,根据野外取样的难易程度提出大埋深土壤等效取样机理并验证其可行性;在室内测定样品的土壤水文参数,详细分析不同埋深条件下土壤物理性质及土壤水动力学参数的统计特性、相关性及空间分布规律;详细研究土壤容重与饱和含水量、渗透系数以及饱和导水率等水文参数的响应关系。详细分析以上所提及的研究内容之后,将分析出的结论总结为如下几点。(1)保证土壤在同一质地的条件下,应用土壤竖向附加应力特性,计算出不同土层竖向应力等效的取样点。通过研究分析取样点和等效取样点的土壤水文参数,发现容重和饱和含水量变化幅度相对较小,取样点和等效取样点的渗透系数及土壤水分特征曲线呈高度相关。由此表明,等效取样的方法在野外取样过程中是可行的。(2)基于传统统计学和地统计学方法,详细分析了不同埋深条件下土壤水文参数的统计特征、变化趋势、相关性以及空间分布规律。结果表明,土壤质地随埋深变化表现出明显的层次性,比如延庆试验区土壤质地属于中间夹层型模式(壤夹黏);通州试验区土壤质地属于通体均一型模式(通体壤);顺义试验区土壤质地属于上重下轻型模式(壤盖砂)。土壤质地随埋深变化表现出明显的层次性使得土壤容重呈一定的空间变异规律。其中,延庆、通州、顺义试验区各层土壤剖面的容重分别随土壤埋深的增加呈先减小后增大、逐渐减小、先增大后减少的趋势;饱和含水量与容重之间的响应关系呈显著负相关性,在土壤埋深变化的条件下,饱和含水量的变化趋势与容重随埋深变化的趋势相反。(3)土壤渗透系数随埋深变异性显著,随着土壤埋深的增加,土壤渗透系数呈先增大后逐渐减小的趋势,它也随土壤容重的增加呈减少趋势,当容重变化幅度较小时,土壤渗透系数也较为集中。另外在土壤表层0-1m之间,受到人类活动等影响,表层土壤较为密实,渗透系数较小;在1-3m之间,土壤渗透系数最大,之后随着埋深增加,渗透系数逐渐减小。(4)由延庆试验区大埋深土壤水分特征曲线得出,土壤水吸力随着土壤含水量的增加呈逐渐降低的趋势;在同一土壤吸力条件下,壤质黏土比粉砂质壤土的含水量大;在同一土壤吸力条件下,砂质粘壤土比粘壤土的含水量大。土壤饱和导水率数值波动频繁,随埋深的增加无明显变化规律。但表层土壤的饱和导水率明显比其他埋深的饱和导水率大,其主要原因是人类耕作增强了表层土壤水分的通透性。另外顺义试验区除了表层土壤的饱和导水率数值较大外,在埋深1.5m处的土壤饱和导水率值也较大,这是由于土壤质地从粉砂质壤土变为砂土。