雨后雨水的流向一直不太受人关注，除非雨量过大导致洪水或泥石流。不过土壤学家几十年来一直都在研究水在土壤中的运动情况。堪萨斯大学教授丹尼尔·赫尔马斯（Daniel Hirmas）和他的团队一直致力于研究水在土壤中的运动情况，近期的研究成果“利用多带激光三角测量扫描仪（multistripe laser triangulation scanner）预测土壤中的优先流”，发布在《渗流区杂志》（Vadose Zone Journal），这一成果或许能帮助土壤学家更好地管理水资源，将土壤水文学的研究引入一个新领域。该成果得到堪萨斯大学综合研究基金（the University of Kansas General Research Fund）、堪萨斯大学科尔摩根奖学基金（the University of Kansas Kollmorgen Fellowship Fund）、国际农业研究磋商组织（CGIAR）对水、土地、生态系统研究项目的资助。
农业生产中，水的流动和许多问题相关。如果我们能够准确预测干旱地区含水层的补给率，我们就可以在生产粮食过程中更加有效地利用水资源，可以预测不同地区应对气候变化的能力，可以更好地预测水分流失和土壤侵蚀情况、物质沉积、地表水贮水池沉积，还可以预测土壤环境中植物养分的输送情况。
水在土壤中的运动情况称为传导率。水分更倾向于在较大空隙的土壤间流动。土壤的结构会影响水在土壤中输送的难易程度，土壤的这种属性称为“水力传导率”，它影响着水在土壤中输送的快慢。水力传导率饱和状态下，土壤中所有孔隙都充满了水分。由于某些复杂的几何学原理和科学特性，土壤中孔隙的大小对传导率至关重要。简言之，如果一个孔隙的大小是另一个的两倍，那么相同时间内大孔隙传导的水量是小孔隙的16倍。土壤学家将这种水的运动称为优先流。
赫尔马斯解释道：“优先是指大量水分会首先通过一些大孔隙输送，也就是说，大孔隙会优先输送大部分的水分。”基于此理论，赫尔马斯一直在努力改造工程中应用的多带激光三角测量扫描仪，用其来研究土壤孔隙和优先流。
赫尔马斯设计的实验说明了这种多带激光三角测量扫描仪适合用来预测优先流。研究小组采用一些水分饱和的土壤样本，注入蓝色染剂，以便观察水流向。变色区域的土壤孔隙较大，这些孔隙能够让蓝色水流通过，这就是优先流。接着，研究小组采用同样的土壤样本，使用多带激光三角测量扫描仪扫描，结果与蓝色水流通过的情况基本吻合。可见，多带激光三角测量扫描仪为研究人员研究土壤水文学提供诸多便利。
赫尔马斯表示：“不论土壤是干燥状态还是充满水分，多带激光三角测量扫描仪都能够更好地探测并绘制出来。”如果利用数学来解释两种状态下土壤的差异，就能够对水的运动做出预测。
（编译 孙巍）
