黑河中游不同景觀單元土壤凍融交替條件下水熱耦合過程
發(fā)布時間:2022-01-24 20:07
我國的干旱區(qū)具有明顯的特點,從高山冰川、森林草原到平原綠洲和戈壁荒漠構(gòu)成了一個復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)。在水分極度匱乏的干旱區(qū),任何形式的水分補給都有可能會給當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)帶來積極的影響。同時,由于人為活動的干擾,增加了生態(tài)水文過程的特殊性和復(fù)雜性。由于自然環(huán)境惡劣,這些地區(qū)多半處于半開發(fā)或未開發(fā)狀態(tài),隨著人口激增,以及水資源的日益短缺,對干旱區(qū)的開發(fā)顯得越來越迫切。因此,干旱區(qū)土壤水熱的研究也就將成為社會發(fā)展一個趨勢。我國對土壤學(xué)凍融方面的研究工作始于上世紀(jì)50到60年代,隨著科研技術(shù)的不斷發(fā)展,以及研究人員的逐漸增加,我國凍土區(qū)土壤水熱的監(jiān)測手段越來越精確,研究工作越來越系統(tǒng)化。本研究以黑河中游地區(qū)最有代表性的三種景觀單元為研究對象。通過野外試驗地里面布設(shè)監(jiān)測儀器設(shè)備,觀測凍融過程中各景觀單元土壤水熱動態(tài)變化,及各時期地下水位的變化,試探討凍融交替條件下土壤水熱的耦合過程。同時,采集土壤樣品,進行室內(nèi)模擬實驗,進一步探索凍融過程中土壤水力學(xué)性質(zhì)的變化。最后,依據(jù)野外監(jiān)測和室內(nèi)模擬結(jié)果,對本地區(qū)不同景觀單元土壤水分在凍融交替條件下的水分運動規(guī)律做出初步探索;同時,研究凍融過程中土壤田間持水量和土壤...
【文章來源】:西北農(nóng)林科技大學(xué)陜西省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:62 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
實驗區(qū)設(shè)備布設(shè)概況Fig.2-1Layoutofexperimentalinstrumentinthestudyarea
態(tài)水轉(zhuǎn)化為液態(tài)水,液態(tài)水含量增加。農(nóng)田和林地在 11 月下旬進行了冬灌,土壤初始含水量很高,導(dǎo)致農(nóng)田和林地液態(tài)水含量的變化更為劇烈;而荒漠土壤初始水分含量很圖3-1 不同景觀單元土壤液態(tài)水含量動態(tài)Fig. 3-1 Soil water dynamics under the different landscapes低,并且冬季降雪少,少量的降雪還沒來得及融化下滲可能就已經(jīng)蒸發(fā)了,所以土壤液態(tài)水含量變化較小。在整個監(jiān)測時期,三種景觀單元 10 cm 和 40 cm 土壤含水量變化較100 cm 劇烈,說明上層土體的凍融過程更加強烈。在土壤融化后,農(nóng)田和林地的土壤液態(tài)水含量恢復(fù)到一個很高的水平(大于 0.2 cm3 cm-3),說明在凍結(jié)過程可以有效的保持18
著土壤深度的增加,溫度變化趨于平緩。5 cm 處溫度變化非常劇烈,100 cm 處則變化比較平緩,這主要是由于表層土壤溫度更容易受到變化劇烈的大氣溫度的影響。圖3-2 三種景觀單元5cm表層土壤溫度動態(tài)變化Fig. 3-2 Soil heat dynamics of 5cm surface layer under the different landscape soils對比不同景觀單元相同土層溫度,溫度變化表現(xiàn)為表層荒漠溫度波動最劇烈,也經(jīng)常低于農(nóng)田和林地,而深層溫度要高于農(nóng)田和林地;林地所有溫度在凍結(jié)期間往往高于農(nóng)田。這主要是因為荒漠土壤含水量很低,導(dǎo)致土壤熱容小,表層土壤溫度容易受到大氣溫度的影響,而較低的含水量也導(dǎo)致較低的導(dǎo)熱率,這也不利用淺層土壤和深層土壤的熱量交換,從而不利于深層凍土的形成。而林地由于地表枯枝落葉層具有一定的絕熱效果,能有效阻隔大氣和土壤熱量的交換(陳佳等 2009),溫度變化較為緩慢,土壤溫度受大氣溫度影響較小
【參考文獻】:
期刊論文
[1]土壤水動力學(xué)參數(shù)及其影響因素研究進展[J]. 楊欣坤,王宇,趙蘭坡,張志丹. 中國農(nóng)學(xué)通報. 2014(03)
[2]晉西黃土丘陵區(qū)主要人工林土壤飽和導(dǎo)水率研究[J]. 劉宇,張洪江,張友焱,王月東,程金花,張東旭. 水土保持通報. 2013(04)
[3]容重對不同有機質(zhì)含量土壤水分入滲特性的影響[J]. 吳軍虎,張鐵鋼,趙偉,李家科,楊亮. 水土保持學(xué)報. 2013(03)
[4]土壤持水能力研究進展[J]. 蘇楊,朱健,王平,王冬柏,林艷. 中國農(nóng)學(xué)通報. 2013(14)
[5]不同入滲水頭和容重作用下土壤飽和導(dǎo)水率變化特征研究[J]. 杜詠梅,孫西歡,畢遠杰,馬娟娟,郭向紅. 中國農(nóng)村水利水電. 2013(03)
[6]小流域土壤水分空間異質(zhì)性及其與環(huán)境因子的關(guān)系[J]. 史志華,朱華德,陳佳,方怒放,艾蕾. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報. 2012(04)
[7]季節(jié)性凍融土壤水分運動規(guī)律[J]. 彭振陽,黃介生,曾文治,郭會. 武漢大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版). 2011(06)
[8]低分子量根系分泌物對土壤微生物活性及團聚體穩(wěn)定性的影響[J]. 苑亞茹,韓曉增,李祿軍,丁雪麗. 水土保持學(xué)報. 2011(06)
[9]大氣環(huán)流模式CAM中土壤凍融過程改進對東亞氣候模擬的影響[J]. 李震坤,朱偉軍,武炳義. 大氣科學(xué). 2011(04)
[10]中國近年寒區(qū)地下水試驗研究進展[J]. 戴長雷,孫思淼,杜新強,葉勇. 資源科學(xué). 2011(02)
博士論文
[1]季節(jié)凍土水分遷移的機理及數(shù)值模擬[D]. 原國紅.吉林大學(xué) 2006
[2]綠洲荒漠過渡區(qū)水熱平衡規(guī)律及其耦合模擬研究[D]. 王兵.中國林業(yè)科學(xué)研究院 2002
碩士論文
[1]黑河流域中游灌區(qū)水平衡模型研究[D]. 加孜拉·阿布都拉扎克.河海大學(xué) 2006
[2]軟巖體凍融損傷水熱力耦合研究初探[D]. 馬靜嶸.西安科技大學(xué) 2004
本文編號:3607219
【文章來源】:西北農(nóng)林科技大學(xué)陜西省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:62 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
實驗區(qū)設(shè)備布設(shè)概況Fig.2-1Layoutofexperimentalinstrumentinthestudyarea
態(tài)水轉(zhuǎn)化為液態(tài)水,液態(tài)水含量增加。農(nóng)田和林地在 11 月下旬進行了冬灌,土壤初始含水量很高,導(dǎo)致農(nóng)田和林地液態(tài)水含量的變化更為劇烈;而荒漠土壤初始水分含量很圖3-1 不同景觀單元土壤液態(tài)水含量動態(tài)Fig. 3-1 Soil water dynamics under the different landscapes低,并且冬季降雪少,少量的降雪還沒來得及融化下滲可能就已經(jīng)蒸發(fā)了,所以土壤液態(tài)水含量變化較小。在整個監(jiān)測時期,三種景觀單元 10 cm 和 40 cm 土壤含水量變化較100 cm 劇烈,說明上層土體的凍融過程更加強烈。在土壤融化后,農(nóng)田和林地的土壤液態(tài)水含量恢復(fù)到一個很高的水平(大于 0.2 cm3 cm-3),說明在凍結(jié)過程可以有效的保持18
著土壤深度的增加,溫度變化趨于平緩。5 cm 處溫度變化非常劇烈,100 cm 處則變化比較平緩,這主要是由于表層土壤溫度更容易受到變化劇烈的大氣溫度的影響。圖3-2 三種景觀單元5cm表層土壤溫度動態(tài)變化Fig. 3-2 Soil heat dynamics of 5cm surface layer under the different landscape soils對比不同景觀單元相同土層溫度,溫度變化表現(xiàn)為表層荒漠溫度波動最劇烈,也經(jīng)常低于農(nóng)田和林地,而深層溫度要高于農(nóng)田和林地;林地所有溫度在凍結(jié)期間往往高于農(nóng)田。這主要是因為荒漠土壤含水量很低,導(dǎo)致土壤熱容小,表層土壤溫度容易受到大氣溫度的影響,而較低的含水量也導(dǎo)致較低的導(dǎo)熱率,這也不利用淺層土壤和深層土壤的熱量交換,從而不利于深層凍土的形成。而林地由于地表枯枝落葉層具有一定的絕熱效果,能有效阻隔大氣和土壤熱量的交換(陳佳等 2009),溫度變化較為緩慢,土壤溫度受大氣溫度影響較小
【參考文獻】:
期刊論文
[1]土壤水動力學(xué)參數(shù)及其影響因素研究進展[J]. 楊欣坤,王宇,趙蘭坡,張志丹. 中國農(nóng)學(xué)通報. 2014(03)
[2]晉西黃土丘陵區(qū)主要人工林土壤飽和導(dǎo)水率研究[J]. 劉宇,張洪江,張友焱,王月東,程金花,張東旭. 水土保持通報. 2013(04)
[3]容重對不同有機質(zhì)含量土壤水分入滲特性的影響[J]. 吳軍虎,張鐵鋼,趙偉,李家科,楊亮. 水土保持學(xué)報. 2013(03)
[4]土壤持水能力研究進展[J]. 蘇楊,朱健,王平,王冬柏,林艷. 中國農(nóng)學(xué)通報. 2013(14)
[5]不同入滲水頭和容重作用下土壤飽和導(dǎo)水率變化特征研究[J]. 杜詠梅,孫西歡,畢遠杰,馬娟娟,郭向紅. 中國農(nóng)村水利水電. 2013(03)
[6]小流域土壤水分空間異質(zhì)性及其與環(huán)境因子的關(guān)系[J]. 史志華,朱華德,陳佳,方怒放,艾蕾. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報. 2012(04)
[7]季節(jié)性凍融土壤水分運動規(guī)律[J]. 彭振陽,黃介生,曾文治,郭會. 武漢大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版). 2011(06)
[8]低分子量根系分泌物對土壤微生物活性及團聚體穩(wěn)定性的影響[J]. 苑亞茹,韓曉增,李祿軍,丁雪麗. 水土保持學(xué)報. 2011(06)
[9]大氣環(huán)流模式CAM中土壤凍融過程改進對東亞氣候模擬的影響[J]. 李震坤,朱偉軍,武炳義. 大氣科學(xué). 2011(04)
[10]中國近年寒區(qū)地下水試驗研究進展[J]. 戴長雷,孫思淼,杜新強,葉勇. 資源科學(xué). 2011(02)
博士論文
[1]季節(jié)凍土水分遷移的機理及數(shù)值模擬[D]. 原國紅.吉林大學(xué) 2006
[2]綠洲荒漠過渡區(qū)水熱平衡規(guī)律及其耦合模擬研究[D]. 王兵.中國林業(yè)科學(xué)研究院 2002
碩士論文
[1]黑河流域中游灌區(qū)水平衡模型研究[D]. 加孜拉·阿布都拉扎克.河海大學(xué) 2006
[2]軟巖體凍融損傷水熱力耦合研究初探[D]. 馬靜嶸.西安科技大學(xué) 2004
本文編號:3607219
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