水分运动的不均匀性和积盐性
石元春、辛德惠等于1973年在河北省曲周县北部建立了旱涝盐碱综合治理试验区。这里春旱夏涝，十年十旱九涝、土壤严重盐化，地下水是矿化度达4—10克/升的咸水，可谓“四害”俱全，粮食亩产仅百公斤，农民靠政府救济度日。这是黄淮海平原旱涝盐碱严重危害地区的一个缩影。经过系统调查和观测，对曲周作了典型剖析，并结合黄淮海平原面上情况，认识到“旱是水少，涝是水多，土壤盐渍化和地下咸水与高潜水位直接相关，问题的焦点在水上”（石元春，1977）。水多与水少不是绝对的，而是有时多有时少，有的地方多，有的地方少，主要是在时空上分配不均。土壤盐渍化也是有时积盐，有时脱盐；有的地方盐多，有的地方盐少，是与不同地学条件下的不同水分状况相联系的。
水分运动的不均而导致春旱与夏涝，春旱时节水贵如油，雨季汛期水如猛兽。河北平原春旱严重，普遍缺水，可是在年均可用水量（131亿立方米）中，45%（59亿立方米）主要是雨季径流入海和在低地造成渍涝，来春又受抗旱乏水的熬煎。因而，在相当大的程度上，旱与涝是与缺乏在时空上的水调节能力和方法有关。为此，在曲周旱涝盐碱综合治理试验区面积为290公顷的现场进行了为时3年（1974—1976）的区域水盐调节试验。三年累计抽出浅层地下咸水235万立方米，降低了地下水位，腾出了空间，增加了雨季防涝蓄水能力。据计算，仅土体中即可容纳降水量300—360毫米（汛期允许潜水埋深0.5米）。1976年七八月降雨量456毫米，7月中旬一次连续降雨284毫米，试区外严重受涝，而试区内潜水埋深仍在1米左右，秋粮丰收。在防涝的同时，可以接纳雨水，补充到浅层地下水，为来年抗旱灌溉之用。所以，建立浅井群，开采浅层水，可以做到灌中有排，排中有蓄，蓄而为灌，在地下建立了一个灌排蓄相结合的地下贮水库。以潜水埋深变动在1—4米计，旱季可以供水3000立方米/公顷，雨季可接纳300毫米的降水（曲周23年气象资料计，七八月降雨305毫米），如有需要，枯水年尚可引渗秋冬季河流弃水。在此3年中，试区为抗旱和改良盐渍土，引河水180万立方米，开采深层淡水32万立方米。这样，相当于在试验区的下面建立了一座吞吐量约为160万立方米的“地下水库”，将大气降水、地面水、地下水联通起来，余缺相补，统一调度，就地调节了水量，使自然状态下水分运动的不均匀性得到改善。试区有效灌溉面积（一年保证灌溉3水以上）由30%提高到85%，连续百日无雨不减产，除涝防托能力由5日连续降水100毫米受涝，提高到5日连续降水300毫米不减产。多年的水调蓄能力也有很大增强，抗旱防涝能力从整体上得到显著提高。
自然状态下，水分运动的积盐性主要表现于土壤的盐渍化和地下水的矿质化。它是在同时具备水分在土体中，强烈上行和下行的动力因素及保持较高地下水位的地学条件下，易溶性盐分在土壤和潜水中交换转移和积聚的结果。即一方面是有较多的降水量和季节性分配严重不均，而干湿季分明，产生较强的土体积盐和脱盐过程，以及盐分在土体和潜水中的季节性交换；另一方面是有可以维持较高的潜水位的地学条件，以提供盐分在土壤中呈季节性土体积盐、脱盐和潜水表层矿化度变化的水动力学条件，导致了区域性水盐运动的积盐过程和地下咸水的广泛分布。
1974—1976年，曲周旱涝盐碱综合治理试验区，在进行区域性水调节的同时，进行了盐调节。主要措施是在通过抽排抽用地下咸水，降低地下水位的前提下，一方面抑制旱季积盐过程和增强雨季防涝及土体脱盐能力；另一方面，在利用地上和深层淡水以及微咸水（＜4克/升）灌溉的同时，通过超定额灌溉和非生产季节的人工冲洗，加速土体脱盐和咸水淡化过程。经过3年的盐调节试验，旱季土壤上层（0—40厘米）的积盐率由＞70%，下降到20%以下。雨季两米土体脱盐率由5%提高到25—40%。再配合其它改良措施，试验区盐渍土的面积由87%下降到20%左右（1974—1976年），自两米土体排走盐分1.1万多吨。
降低旱季潜水位，抑制土壤积盐的同时，也制止了潜水的矿化。更重要的是抽出咸水，补入雨水或引渗地面淡水，使浅层咸水在不断的抽咸换淡过程中渐趋淡化。试验区60%的咸水井的水质由原来的矿化度7克/升左右，下降到5克/升左右。在部分排咸、土壤脱盐和补淡水条件较好的地段，矿化度巳下降到4克/升以下。
曲周试验区4年来的试验说明，开采利用浅层咸水和建立“地下水库”，不仅把灌排蓄有机地结合起来，调节了水量，改变了水分运动的不均性，同时也调节了潜水位，抑制了土壤的积盐过程，加速了自然脱盐过程和促进了咸水的淡化，打破了水分运动的积盐性。区域水盐运动由旱涝盐咸的水盐平衡类型转化为抗旱防涝治盐改咸的水盐平衡类型。
需要着重说明的是，开采地下水具有特殊意义。因为它占据的地层空间为我们提供了一个充裕的回旋余地，可以把大气降水、地面水、土壤水和地下水勾通起来，统一调度；把排灌蓄结合起来，全面安排；能调节水量，又能调节地下水位，是综合治理旱涝盐咸，建立新的水盐平衡的关键所在。此外浅层水还有易开采、投资少、好补给的特点。
上述区域水盐运动的特征及其调节研究的系统成果，已撰著《黄淮海平原的水盐运动和旱涝盐碱的综合治理》一书（石元春等，1983）。