土壤水资源特性分析

提出了土壤水资源的定义,利用实验和观测资料分析了土壤含水量、包气带蓄水量、以及土壤蒸散发量的空间分布特点,通过观测和模型模拟计算的成果分析了土壤蓄水量和土壤蒸散发量多年平均变化过程,分析了不同地下水埋深时的大气降不及地下水对土壤水资源的补给过程和补给特点。     

HUBEX试验期间淮河流域陆面过程特征的初步分析

通过分析淮河流域能量与水份循环试验(HUBEX)1998～1999年巡回通量观测资料,发现在半湿润季风气候区,对于地表能量平衡而言潜热和感热通量在大多情况下是同等重要的,对于旱地和水田潜热甚至更主要,这与干旱、半干旱地区感热占主导地位完全不同.在晴空条件下,各层土壤温度均表现出一定的日变化特征,且其变化幅度随深度递减,在60cm深处温度日变化已减弱到1℃以下.另外60cm深度也是土壤含水量变化的转折点,因此在该区域可近似把60cm深度作为临界层.同时该流域土壤含水量的垂直廓线随天气背景和土壤类型的不同而不同,且在蒋集站6月份明显存在最大土壤含水量层.     

黄土沟壑区产流计算模型探讨

本文依据陕北子洲径流实验站(即岔巴沟流域)内团山沟径流场实测土壤含水量资料,得出了计算土壤水分动态的经验方法,它可以较好地模拟土壤水分的变化过程。从而在产流模型中用此法计算雨前初始土壤含水量,取代了惯用的前期影响雨量指标。通过实验站内四个小流域暴雨洪水資料分析,在改造了的Green-Ampt入渗方程中加入经验参数,使之成为随雨强和初始土壤含水量而变化的一簇入渗曲线,以适应本区降雨产流的特点。经岔巴沟流域(187km~2)60～69年5～8月间27次暴雨洪水验算,清水径流深的平均相对误差14.4％,精度较高。本文还对比了不同站网密度对计算面雨量及径流深的影响,探讨了模型在资料条件较差情况下,计算精度不高的原因。     

R / S 分析法在石家庄市栾城区土壤含水量动态分析中的应用

为探讨石家庄市栾城区(以下简称栾城区)农田土壤含水量的长期演变规律和机理,采用重标极差分析法计算2002—2008年栾城区深度为10 cm、80 cm和150 cm土壤含水量时间序列的Hurst指数及分形维数。结果表明:深度为10 cm、80 cm和150 cm土壤含水量时间序列的Hurst指数分别是0.738、0.877、0.953,均大于0.5,表明不同层次土壤含水量变化存在着趋势性成分;分形维数的数值分别为1.262、1.123、1.047,表征了土壤含水量波动幅度随着土壤深度的增加而减小的趋势,与实际观测结果一致。     

不同退化湿地土壤含水量纵向变化分析

以若尔盖湿地作为研究对象,测定了不同退化程度湿地的土壤水分含量,并分析其随土壤深度变化的纵向变化规律.结果表明,在典型苔草湿地中,土壤含水量主要受植被根系蓄水影响,在20 cm深度左右含水量达最大.在轻度和中度退化湿地中,土壤含水量受植被根系蓄水和地下水的共同影响,土壤深度在20 cm以内,随土壤深度增加而增加;土壤深度在20~65 cm之间,土壤含水量随深度增加而减少;土壤深度在65 cm以下,土壤含水量随深度增加而增加.在严重退化湿地中土壤含水量主要受地下水影响,随深度增加持续增加.     

喀斯特山地森林土壤水分动态变化研究

本文通过对贵州开阳喀斯特山地阔叶林和针阔混交林两种林分类型下的森林土壤体积含水量进行一年的连续观测,得出阔叶林林分土壤含水量季节动态变化为:秋季>夏季>春季>冬季,针阔混交林土壤含水量季节动态变化为:夏季>秋季>春季>冬季;喀斯特山地森林土壤水分的垂直深度变化为:土壤表层含水量最低,随土壤深度增加,含水量逐渐增加,随着靠近植物根系集中分布层,土壤含水量逐渐降低至一个较低点,然后再随土壤深度增加而继续增加。     

近十年山西省土壤墒情时空变化规律

以2003-2012年山西省64个墒情站土壤墒情观测资料为基础,在ArcGIS环境下通过IDW插值法分析了土壤含水量的空间变化规律,以及土壤含水量的年际和季节变化规律,探讨了降水和气温对土壤含水量变化的影响。结果表明,山西省土壤含水量东南部整体偏高,北部和南部整体偏低。10、20和40 cm土层水平空间变化规律与整体一致,纵向空间各层变幅由上到下依次变小。近10年年际变化趋势减少且不显著。从季节变化角度来看,土壤水3月份开始减少,到6月份增加,增加到10月份再减。降水是影响全省土壤含水量时空变化的主导因素,气温的影响不大。降水的多寡决定土壤含水量的高低。     

开孔铺面土柱入渗试验及对地表径流削减作用分析

对开孔铺面的土柱入渗试验结果是：在充分供水条件下,下渗强度和下渗量的大小与土壤性质、土壤含水量及淹水深度有关,利用试验结果对典型城市设计暴雨分析表明,开孔铺面对地表径流确有削减作用,但不同的土壤性质、土壤含水量,降雨强度、降雨历时的削减作用有显著的判别。     

黄土地区小流域次暴雨侵蚀产沙研究

通过坡面模拟降雨实验，分析了黄土地区坡面降雨径流产沙过程的主要影响因素，建立了坡面径流含沙量与坡面流量、前期土壤含水量、土壤干容重之间的定量关系。应用实测资料分析了黄土地区暴雨径流侵蚀产沙特点，建立了考虑流域前期土壤含水量和径流涨落段的含沙量与流量之间的水沙传递关系，建立了小流域次暴雨侵蚀产沙模型。经用实测资料计算检验，此模型对小流域次暴雨侵蚀产沙过程及产沙总量的计算结果都具有较高的精度。     

青藏公路沿线土壤的冻融过程及水热分布特征

利用GAME-Tibet野外工作期间所取得的藏北高原不同地点一个年周期土壤温度和含水量资料,初步分析了藏北高原不同地点土壤冻融过程及水热分布特征.表明,藏北高原土壤的冻融过程及水热分布存在较大的时空差异.大多数地点浅层土壤均在10月份左右开始冻结,次年4月份左右开始消融,但不同地点冻结与消融的开始时间及冻结持续时间也有所差别.土壤冻融过程的快慢和土壤温度的时空分布状况与土壤含水量的多少有关.各点土壤含水量的分布并不都是随深度的增加而增加,而是表现出一定的高含水层.这种分布特征对土壤的冻融过程及土壤温度的时空分布有较大影响.在夏季风期间,各点土壤含水量在10 cm的浅层均较高,但也存在空间差异性.此外,地表状况(如积雪等)也对土壤温度的分布有较大影响.     

Preliminary study on land surface characteristics over Huaihe River Basin

The analysis of the flux observation dada from the Huaihe River Basin Experiment (HUBEX) shows that, in semi-humid monsoon regions, latent heat flux is as important as sensible heat flux in most situations. Moreover, it can even dominate the sensible heat flux in cropland and paddy field. This is distinct from that for arid and semi-arid regions where the sensible heat flux is dominant. Under clear sky conditions, the soil temperatures in different vertical layers all exhibit certain diurnal variations, and the magnitude decreases with depth to less than 1°C at a depth of 60 cm. This depth is considered as the transition layer for the soil moisture variation. On the other hand, the vertical profile of soil water content varies with the soil texture and even weather conditions, and the layer with maximum soil water content can also be found in Jiangji station during June 1998.     

地理信息系统应用下的黄土高原地区土壤侵蚀量估算

土壤侵蚀研究的一大核心问题就是土壤侵蚀量的估算。采用美国通用水土流失方程(USLE),利用黄土高原地区DEM数据、气象数据及土地利用类型等数据,对黄土高原地区进行土壤侵蚀量的估算采用USLE模型,运用GIS和RS技术,是一种可行的方法与技术途径。在GIS和RS技术的支持下,实现了USLE中各因子及黄土高原地区土壤侵蚀量的估算,同时结合中国土壤侵蚀强度分级标准进行土壤侵蚀强度的分级。分析结果可为今后黄土高原地区的水土流失的防治措施的制定提供参考。     

雨滴形成和人工影响天气

本文从耗散结构观点,建立雨滴形成的数学模型。由稳定性分析得出暴雨和冰雹的判据,又建立人工影响天气模型,从稳定性分析,阐明人工降雨和人工消雹的机理。     

垂直一维入渗土壤水分分布与入渗特性数值模拟

以非饱和土壤水分运动理论为基础,建立垂直一维入渗土壤水分运动的数学模型,并用SWMS-2D软件进行求解,利用室内试验对模拟结果进行分析验证,模拟值与实测值基本吻合,所建模型合理.用所建模型和方法对一定灌水技术要素组合下土壤水分分布和入渗特性进行数值模拟,结果表明:土壤质地、容重、初始含水率和灌溉水深对土壤水分分布模式影响微弱.土壤质地和容重对土壤含水率变化和累积入渗量影响较大,入渗水头和土壤初始含水率对土壤含水率变化和累积入渗量影响较小.     

绿洲-荒漠过渡带陆面温度与地表能量关系分析

 以实测气象资料为基础,通过波文比能量平衡法对芨芨草地地表能量进行计算,深入探讨了不同天气条件下陆面温度变化规律及其与地表能量的关系特征,建立了适合新疆准噶尔盆地东南部绿洲 荒漠过渡带的陆面温度预测模型。结果表明：① 受不同天气地表能量特征差异的影响,晴天表层土壤（5 cm、10 cm、15 cm）温度变化呈“S”型曲线,雨天与晴天相似,只是振幅减小,而阴天呈直线下降特征。其中,晴天表层土温峰值出现时间由地表向下呈现每5 cm 2.5 h的滞后性。不论何种天气,40 cm及其以下深层土温几乎没有日变化。② 各地表能量分量与表层土壤温度均表现出相关系数值随土壤深度的增加而不断减小,至20 cm负相关性达到最大。③ 各能量分量对土壤温度的影响程度表现为：土壤热通量（G）最大,其次为净辐射（Rn）和感热（H）,潜热（LE）最小。④ 除H外,不同天气条件下各能量分量与土壤温度相关性均表现为晴天>平均>阴天>雨天,土温对能量变化的反应强度（回归系数）也大体表现出相同的规律。⑤ 经过检验的陆面温度预测模型表明：湿热性能量因子（LE）对干旱区绿洲 荒漠过渡带陆面温度的影响微弱。     

降雨作用下路堤边坡水毁机理及影响因素分析

为明确降雨对路堤边坡内部渗流场以及稳定性的影响,对路堤边坡水毁机理及其主要影响因素进行了研究。在特定土质、压实度以及冲刷入渗时间等控制条件下,通过边坡模型试验探究降雨对边坡坡面冲刷破坏过程的特征,运用GeoStudio程序进行数值模拟分析,找出降雨作用下路堤边坡内部渗流场和稳定性的变化规律。结果表明:降雨过程中雨水冲刷造成边坡坡面结构破坏,而边坡内部受到雨水渗流作用导致稳定性降低,降雨作用从外到内对边坡造成影响;随着2种土质边坡压实度从85%提升至95%,砂性土边坡的冲刷量减少了46.18%,边坡安全系数提升了13.74%,黏性土边坡冲刷量降低了33.70%,安全系数提升了10.21%;随着降雨时间的增加,黏性土边坡后期冲刷深度趋于稳定,但砂性土边坡冲刷深度有增大的趋势;相同控制条件下,降雨前后黏性土边坡安全系数变化量小于砂性土边坡。因此,同等控制条件下,黏性土边坡的抗水毁性能以及整体稳定性均强于砂性土边坡,研究结果有助于更全面地了解降雨过程中路堤边坡的水毁机理及主要因素的影响规律,提高道路支撑的稳定性。     

土壤冻结温度测定试验研究

在研究越冬期土壤的水热耦合运移规律时，通常需要同步测定土壤冻结深度，为了分析冻融期土壤剖面的冻结情况，我们在室内对3种土质的土壤进行了土壤冰点测试实验，测定了土壤冻结的时间过程及不同含水率、含盐量条件下的3种土质的冻结温度(冰点)。分析了土壤冻结温度随土壤含水量及含盐量的变化规律，为确定试验区越冬期土壤冻融状况提供了依据。     

土壤水分植被承载力初步研究

土壤水分植被承载力是干旱、半干旱和半湿润易旱地区土壤水分与植物生长关系调控、合理利用水土资源和林草植被的核心科学问题之一。定位研究密度与植物生长、土壤水分补给和消耗的关系是确定土壤水分植被承载力的实验基础。我们以黄土高原半干旱区16年生人工柠条林为例,进行了实验研究,实验密度包括8700、7100、5100、3200、1600丛/hm2。研究结果如下:土壤水分植被承载力为土壤水分承载植物的最大负荷,它是指在较长时期和特定条件下,土壤水分所能维持相应植物群落健康生长的最大密度;多年生柠条根系虽然可分布到500cm以下土层,但是大部分根量分布在0～150cm土层,根系随深度分布可用指数方程描述;降水最大入渗深度为170～270cm。柠条主要吸收利用0～270cm土层的土壤水分;一年内植物生长与土壤水分的关系可分为4个阶段;柠条密度与生产力或土壤水分补给量为线形关系,与土壤水分消耗量为二次抛物线关系,研究区柠条林地土壤水分承载力为8115丛/hm2,柠条林合理利用方向为保持水土和改善环境质量。     

Variation characteristics of soil respiration fluxes in four types of grassland communities under different precipitation intensity

In the global carbon cycle studies, terrestrial ecosys- tem has become one of the greatest uncertain ecosystems in the current carbon cycle studies owing to the complex- ity of its underlying surface and intense disturbance of anthropogenic activities[1], hence depth studies of it serveas a key in seeking for the “missing carbon sinks” of at-mosphere. In the terrestrial ecosystem, soil organic carbonreservoir is an important component of carbon reservoir inthe system, its carbon …