王积强:60届陆地水文专业

                                                                                             实干出成果
      【简介】王积强,男,1934年生,山东黄县(现改为龙口市)人。1960年毕业于华东水利学院,分配至中国科学院地理所水文室,1982年借调新疆地理所,1985年正式调入,至1995年退休。出版专著两本:《中国北方地区若干蒸发实验研究》,科学出版社,1990年;《水土面蒸发器的研究》,河海大学出版社,2013年。合编《岁月.积彩》诗选,河海大学出版社,2015年。工作至今申请专利19项。

                                    
                                                                                             土壤中闭塞空气的发现

1960年为筹建山东德州站,在方正三先生指导下,设计自动供水土壤蒸发器,第一次把“地中渗透仪”的地下观测室(破坏土壤环境)去掉,把自动供水的马利奥特瓶搬到地面上来,便于观测。1961年在山东德州站试验成功,发现潜水蒸发的滞后现象:降小雨时埋深浅的停止蒸发,埋深大的仍有蒸发(地表降温)。

作物地周围水沟的水位下降速度比水面蒸发量大很多,大多补给地下潜水。用潜水蒸发筒(一个有底一个无底都种棉花)可测晚上的水平流强度,奇怪的发现:上午6时30分(日出)到12时也有一个“水平流”(潜水位升高),当时解析不了。
    1972年改进自动供水设备(量水筒加保温层,增加溢流筒)发现潜水位有日内变化。马上用2000cc烧杯做补充实验,杯上加盖,观测杯内水位和土温,奇怪的是:水位和土温同时升降。透过玻璃看到一个闭塞空气,土温升高时空气膨胀,排出较粗毛管水,下渗,使潜水位升高。土温降低时,空气收缩,把潜水吸入包气带中。由毛管水柱封闭的闭塞空气,像抽打气泵(力量非常大)一样促使潜水与毛管水发生交换。从此可以解析许多土壤物理现象,如山区小河上午有一股水跑出来(杨针娘发现),平原湖泊四月(升温)水位升高(岸边潜水补给湖泊),十月(降温)水位最低(湖水补给岸边潜水)。有人在极端干旱地区,用地中渗透仪,白天测到“凝结量”为当地降水量的几十倍。这种解析是错误的,这个“凝结量”是蒸发桶内闭塞空气迂热膨胀排出来的水,晚上的“蒸发量”也是蒸发桶内闭塞空气收缩吸收的潜水量。也否定了后来(1990年)的“零通量面”理论。
                                                                                               水面蒸发器必须改进
       提起水面蒸发器,必然想起施成熙老师,在他的主持下得到健康发展,如1973年的杭州会议,因内外溅水不平衡和测针观测不方便,把程渭钧1960年设计的E601给否定了,包括现在的国标(GB21327-2007)。 在1973年的会议上也否定了E610B(因隔热)。
    1985年在西安会议上,我介绍了E601K型,施老很重视,他多次向研究生们提出王积强设计的水面蒸发器(E601K)可以验证他的蒸发理论。会议休息时,他与我长谈,问我对玻璃钢E601B的看法,我说比铁制的不生锈(现在在上海用不锈钢加工ZL201420709179.3也不生锈)是一个进步,但仍用测针观测,也是大大退步,因为隔热蒸发器使水深对蒸发量的影响增大1至2倍。 
    1982年在阿克苏站发现:水深、水中杂物和水平向热平流对蒸发影响很大,特提出设计水面蒸发器的三条原则:稳定水深、稳定蒸发环境和具有放大功能的测试工具。1983年设计的E601K型,已观测三十多年了。现在提出改进的意见:增加口侧翼和底侧翼,用磁致伸缩液位计观测,精度达百分之一mm,用电脑指挥自动加排水,还可测降水。

                                                                                         如何对待引进产品
      建国初期,我国对水文试验站没有经验,只能从前苏联(瓦尔达依)引进一些蒸发器,除ΓΓИ—3000、ΓΓИ—500-50外,重点引进ΓΠИ—51型水力土壤蒸发器,由水科院制作,安装在山东德州站,1963年水科院又花外汇买ΓΠИ—53型图纸。比51型改进:连通管测井去掉,在大水槽里直接测水位;大盖板上土层由15cm增加到30cm。我把53型又改进:大盖板与水槽间加密封条;把渗水漏斗去掉,雨后用皮管直接抽水。方正三先生又从美国弄来水力蒸发器图纸,仿制了两次,仿美62型和仿美64型。水槽体积比苏联ΓΠИ要小,只测槽内水位,ΓΠИ要测四点,三点浮体,一点水位。
为了摸清水力蒸发器的蒸发环境,我借了行军床,放到麦田,昼夜连续观测蒸发器内外地表和10cm深土温,1964.5.14.19-5.15.19,一天中器内比器外,白天偏低3-7摄氏度,晚上偏高0.2摄氏度。
    水力蒸发器除了土温与环境不一样外,还有三个不可克服的缺点:浮体上下位移,高位时风大温度高,蒸发偏大,低位时风小温低蒸发小;器内土柱上层有一圈薄土层,作物长不好;大雨时浮体沉底,要及时抢修。
引进的水力蒸发器1964年以后,我不再使用,而用我自主创新的产品自动供水土壤蒸发器(后来的蒸渗仪)测作物和大树蒸发量。
                                                                                                      寄语母校
      母校是一片净土,是我们校友的支撑和避风的港湾。教书育人,希望母校培养更多德才兼备的人才。