潜水蒸发是“五水”循环转换的重要环节,准确评价潜水蒸发过程及潜水蒸发量对于地下水资源量评价、土壤盐渍化防治、天然植被生态耗水量计算具有重要意义。现有潜水蒸发研究多侧重于不同条件下的潜水蒸发量评价,一般未充分考虑水分在包气带中的向上传输过程,不利于深入认识潜水蒸发过程和机理。化学示踪法是研究地下水运动的重要方法之一。本文选用溴离子作为示踪剂,通过开展变饱和数值模拟、室内土柱试验和野外示踪试验,分析利用溴离子示踪法评价潜水蒸发的主控因素,探讨方法可行性及适用性,并结合实际试验条件,优化投放条件,为方法的推广应用提供理论依据。本文得出以下结论:(1)包气带岩性和水位埋深是影响溴离子运移及分布规律的主要因素,水位埋深越浅、土壤岩性越细,潜水蒸发强度越大,溴离子运移速率越快。溴离子运移及分布规律随包气带特征变化呈现显著差异,表明其作为示踪剂响应变化的灵敏度较高,能够有效指示潜水蒸发强度的改变。(2)通过对比实际潜水蒸发量与计算潜水蒸发量,总结天然因素(水位埋深、包气带岩性)和人为因素(投放深度和投放浓度)对溴离子示踪法评价潜水蒸发的影响。岩性颗粒越细、水位埋深越浅,潜水蒸发作用越强烈,溴离子在包气带中运移较快,浓度峰值运移明显,计算误差相对较小。一定水位埋深条件下,示踪剂投放深度对浓度峰值运移速率影响不大,但由于含水率随深度增大而增大,随着投放深度增加,示踪剂运移区间的平均含水率增大,潜水蒸发量计算值增大而偏离实际值;示踪剂投放浓度只影响包气带剖面上溴离子浓度大小,不改变其浓度峰值运移位置,因此对潜水蒸发量评价结果影响不大。(3)溴离子示踪法可以有效指示不同条件下的潜水蒸发规律,但入渗是导致评价结果存在误差的主要因素,因此本方法更适用于干旱-半干旱地区的潜水蒸发定量研究。水位埋深、包气带岩性、投放条件等对评价结果具有不确定影响,当水位埋深较浅且岩性质密时评价结果准确性相对较高,实际工作中结合包气带岩性及水位埋深等条件,选取适中的投放深度及较大的投放浓度,有助于延长评价周期、提高评价准确性。