以北京密云水库集水区为研究区域, 以申请者前期工作为基础，针对土壤包气带根系层中携带物质的水分快速运动（溶质优先迁移）对水质的影响展开研究,开展野外及室内模拟实时、同步、示踪、定位、监控实验，结合定位观测, 分析土壤溶质优先迁移规律, 揭示典型影响因子对其运移过程影响，构建研究区域优先迁移过程模型, 系统分析优先迁移机理及其对地表水和地下水质的影响。本项目研究将在溶质优先迁移装置构建、溶质优先迁移规律分析及其对地表和地下水质影响等基础理论研究上有较大的创新和突破，为有效保证首都人民的健康的生活用水问题、城市发展与改善城市环境和生活质量作出贡献；可有效促进首都北京国际大都市的良性循环建设，为首都生态安全、绿色奥运建设及水源保护提供区域性的理论基础依据，并为华北土石山区乃至其它相似地区的国土安全、生态环境建设决策提供科学依据。

优先流及溶质优先迁移能够影响不同尺度上的水文过程，对水循环过程有重要的影响，但直到现在，对他们的发生和运动机制的认识还不够充分。本研究以首都圈森林生态系统定位研究站为研究区域，采用染色示踪法，分析研究区域优先流类型，并开展了不同林分、土壤结构、水量、施加模式和土壤初始含水率下的溶质优先迁移运动特征研究。研究表明优先流在研究区域内是一种普遍存在的水分运动现象，优先流类型有大孔隙流、指流、裂隙流、管流以及土壤-基岩界面流。大孔隙流和指流是该地区两种最主要的优先流类型，其主导因子分别是植物根系和土壤斥水性。研究成果可为北京、华北土石山区乃至其它相似地区的国土安全、水源保护、有效流域管理提供理论基础依据，并为这些地区的生态环境建设决策提供科学依据。