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1.
选取桂林丫吉试验场岩溶石山坡面上典型覆盖土壤的两个单元体为对象,对其土壤剖面层含水量的分布变化、土壤蒸发速率大小及其相关影响因素进行分析研究,结果表明:(1)土壤剖面最大含水率层位于土壤底部与基岩的交界处,中间过渡层土壤含水量最少,表层土壤水分受外界因素影响而变化显著;(2)在夏季岩溶石山区地表蒸发强烈,直径10cm的土壤柱日蒸发量为5~12mL之间,夜蒸发量在0~3mL之间;(3)几天内决定地表土壤日蒸发量(y)大小的因素主要是太阳辐射(x2)和土壤温度(x4),其关系式可表示为:y=18.018+0.001x2-0.691x4。 相似文献
2.
枫丹白露砂土的环境箱蒸发试验 总被引：1，自引：0，他引：1
为研究土壤水分的蒸发机理,自主开发了大型环境箱试验装置,并以枫丹白露砂土为研究对象,室内模拟土壤水分的蒸发过程。该试验在控制大气参数和保持土壤底部水位稳定的条件下,对蒸发过程中大气参数(空气温度、相对湿度和流量)和土壤参数(土壤温度、基质吸力和体积含水量)的变化,特别是土壤表面基质吸力的变化进行了研究。同时根据试验结果对蒸发速率及累积蒸发量进行了计算分析。研究结果表明:蒸发主要限制在土壤浅层区域,浅层土壤的体积含水量和温度的变化均较大;空气温度和土壤蒸发过程对土壤温度的变化具有较大的影响;土壤表面空气相对湿度与蒸发过程具有相关性;土壤基质吸力随着蒸发的进行逐渐增大;实际蒸发速率呈现3个阶段。 相似文献
3.
土壤有效热导系数和水流通量是研究大气-土壤系统水分转化的重要变量。采用动态回归模型(DHR)获取土壤温度的振幅和相位变化,联合土壤水热耦合方程的解析解估算土壤有效热导系数和土壤水流通量,并将该方法应用于毛乌素沙地的土壤水流通量估算中。结果显示,实例研究估算获得的有效热导系数在10~(-7)m~2/s数量级变化,且随振幅比的增加呈指数增加,随相位差的增加呈指数衰减。当土壤含水率小于0.08时,有效热导系数呈线性增加;当土壤含水率大于0.08时,接近恒定值(定量0.08),土壤水流通量随土壤含水率的变化无明显的线性关系。 相似文献
4.
王宁练贺建桥吴红波李真 《冰川冻土》2013,(5):1088-1094
通过对2013年春季在青藏高原昆仑山求勉雷克塔格冰川上取得的冰川表面温度资料的分析,研究了该冰川表面温度空间变化特征及其影响因素.结果表明:该冰川表面(粒雪)温度在晴天时较多云或阴雪天时偏低,这可能与晴天时冰川表面吸收的部分热量用于粒雪消融而不是粒雪层升温有关;晴天时该冰川表面温度随海拔的升高而降低,其递减率值为0.58℃·(100m)-1,较自由大气的气温递减率值略偏低;晴天时,冰川表层粒雪层厚度对其表面温度具有重要的影响,二者之间呈显著的正相关关系,并且粒雪层厚度每增加10cm,其冰川表面温度会升高约0.46℃.结合青藏高原其他冰川表面温度的观测结果,揭示出当冰川表面存在消融时其表面温度日变化幅度较小,一般只有几度. 相似文献
5.
藏北高原D105点土壤冻融状况与温湿特征分析 总被引：6，自引：3，他引：3
利用CAMP/Tibet在藏北高原D105点所观测的2002年1月1日-2005年12月31日土壤温度、含水量资料, 分析了该点的土壤温、湿度变化及其冻融特征. 结果表明: D105点40 cm深度以上土壤温度日变化明显, 随着深度增加, 土壤温度日变化相位明显滞后. 各层土壤温度月最高值出现在8-9月, 月最低值都出现在1-2月; 年际气候的差异至少可以反映到185 cm深处的土壤. 土壤冻结和消融都是由表层开始, 土壤随深度增加冻结快, 消融则慢. 冻结期间, 土壤温度分布上部低, 下部高; 消融期间, 则分布相反. 60 cm深度以上的土壤含水量在消融期有显著的波动, 表明60 cm深度以上的土壤与大气之间的水热交换比较频繁. 土壤温度的日变化和平均温度对土壤的冻融过程有较大的影响; 土壤含水量的多少会极大的影响土壤的冻融过程、土壤热量的分布状况以及地表能量的分配. 因此水(湿度)热(温度)相互耦合影响着土壤的冻融过程. 相似文献
6.
7.
为研究土壤水分的蒸发机理,自主开发了大型环境箱试验装置,并以枫丹白露砂土为研究对象,室内模拟土壤水分的蒸发过程。该试验在控制大气参数和保持土壤底部水位稳定的条件下,对蒸发过程中大气参数（空气温度、相对湿度和流量）和土壤参数（土壤温度、基质吸力和体积含水量）的变化,特别是土壤表面基质吸力的变化进行了研究。同时根据试验结果对蒸发速率及累积蒸发量进行了计算分析。研究结果表明:蒸发主要限制在土壤浅层区域,浅层土壤的体积含水量和温度的变化均较大;空气温度和土壤蒸发过程对土壤温度的变化具有较大的影响;土壤表面空气相对湿度与蒸发过程具有相关性;土壤基质吸力随着蒸发的进行逐渐增大; 实际蒸发速率呈现3个阶段。 相似文献
8.
叙述了浅层地下水资源评价中几个常用参数(给水度、降雨入渗补给系数和潜水蒸发系数)的测定和估计方法,并结合实例进行剖析.通过分析,得到几点新的认识:(1)给水度值同注水的方式有关,在实际情况中,由于农田表层土壤疏松,且有作物影响,因而其最大值会出现在地表附近;(2)用抽水试验法测定给水度,其值因孔而异;(3)降雨入渗补给系数与土壤结构和给水度的关系密切,一般随着埋深的增加,该系数随之减小;(4)不同季节和不同作物,潜水蒸发系数不同,表现在计算公式上的参数也不相同. 相似文献
9.
张方园常娟刘健孙文军 《冰川冻土》2023,(3):915-929
多年冻土区活动层是地表水和地下水相互转化中十分重要的交换通道,活动层土壤含水量是多年冻土区水文循环中重要的组成部分,其动态变化与寒区生态环境密切相关。在气候变化背景下,深入了解活动层土壤含水量的动态变化特征具有重要意义。本文利用ELM(Extreme Learning Machine)模型对青藏高原腹地不同海拔高度多年冻土区土壤含水量进行模拟分析,结果表明:与BP神经网络模型相比,二输入变量ELM模型的模拟精度更高;ELM模型模拟后1天土壤含水量的NSE值在0.69~0.87之间,其中坡下20 cm深度处模拟NSE取得最大值(0.87),并且模拟精度随着推后时间的增加有所提升,模拟后3天和后7天的NSE值分别在0.76~0.92和0.75~0.93之间;坡下各深度含水量的模拟效果优于坡上。在此基础上,通过设置不同的气候变化情景,研究土壤含水量在气候变化背景下的动态变化规律及响应特征。研究发现,升温导致冻结初期以及融化初期不同深度的土壤含水量均出现增大的趋势,在完全冻结期和完全融化期变化不明显。且随着气温增幅的加大,冻结初期以及融化初期的土壤含水量变化也逐渐增大,深层土壤含水量较浅层土壤含水量的增加更加显著。在降水增加的情景下,降水增加越大,土壤含水量的增加趋势越明显,但整体变化幅度较小;坡上各深度土壤含水量的增加主要发生在融化初期和完全融化期,坡下则主要集中在融化初期,相比于深层土壤,浅层土壤对降水增加的响应更加强烈。 相似文献
10.
基于有限元(FEM)和改进的积分型Richards方程解法(IRE方法)对蒸发条件下5种土体土壤水分响应进行了研究.数值实验结果表明:在土壤表面潜在蒸发量0.50 cm/d的情况下,5种土体土壤含水率变化曲线均呈现单拐点两阶段的特点,拐点出现在地表下20cm左右,拐点上部区域曲线曲率大于下部区域,两阶段的划分以15d左右为界,前阶段比后阶段的土壤水分变化快;蒸发模拟结果很好的证明了蒸发三阶段理论.总蒸发量和下边界排水量与土壤结构密切相关,而总水量变化量和变化率与土壤质地有关.IRE方法与FEM模拟结果基本一致,解法相对简单,模拟结果可靠性高. 相似文献
11.
黑河流域山前绿洲灌溉农田蒸散发模拟研究 总被引：13，自引：3，他引：10
基于Penman-Monteith蒸散公式, 应用土壤-植被-大气系统水分和能量传输理论对Shuttleworth-Wallace蒸散模型的参数进行改进, 得出解析计算农田作物蒸腾和土壤蒸发的双源模型. 对黑河流域山前绿洲农田春小麦生长期土壤蒸发、作物蒸腾以及总蒸散过程进行了模拟研究. 对模型的计算结果以田间观测和水量平衡方法进行验证, 误差目标NSE=0.98, 说明该模型用于农田蒸发和蒸腾的计算是合理的. 对影响蒸发和蒸腾的主导因子净辐射、叶面积指数、土壤含水量进行了相关性分析, 得出三者的变化对土壤蒸发、作物蒸腾的影响. 通过不同时期日蒸散发量变化特征的分析, 表明土壤、冠层两个界面对能量和水汽传输的交互影响效应显著. 相似文献
12.
蒸发蒸腾作用下非饱和土的吸力和变形影响因素分析 总被引：3，自引：0，他引：3
采用热湿耦合非等温流方程,结合实际蒸发和植物蒸腾的边界条件,考虑了水分迁移所引发的非饱和土应力变形行为,从而建立了大气-非饱和土相互作用模型。采用该模型对控制非饱和土吸力和变形的大气蒸发和植物蒸腾等多参数进行了影响程度分析。结果表明,控制地面吸力和变形的主导因素是外部气象条件,尤其太阳净辐射量和风速,土体水力和热力特性参数影响程度有限;在植被覆盖条件下,吸力变化主要取决于植物叶面积指数LAI,而总腾发量的大小决定了地表变形量。 相似文献
13.
Zakaria Boujamlaoui Thierry Bariac Philippe Biron Laurent Canale Patricia Richard 《Comptes Rendus Geoscience》2005,337(6):589-598
We seek to identify the depth to which water is extracted by the roots in the soil. Indeed, in an isotopic steady-state condition of leaf water, transpiration introduces into the atmosphere a vapour whose isotopic signature is identical to that of root water. In the isotopic models of atmospheric general circulation, it is classically allowed that the signature of transpiration belongs to the meteoric water line. This supposes that the water taken by the roots has escaped with the evaporation of the soil and comes thus from the deep layers of the soil. At the time of experimentation carried out on maize plants (Nemours, Seine-et-Marne, France), this extraction depth was inferred from the comparison between the signature of the water measured on the level of the first internode of the stems of the plants and the isotopic profile of water in the soil. When the flow of transpiration reaches a maximum value, the plant uptakes water resulting from precipitations and which preserves its non-evaporating character after having quickly infiltrated in the deep layers of the soil. This relates to only 55% of the flux transpired by the canopy, the remainder presenting an evaporating character more or less marked according to ambient conditions. This experiment invalidates the classical hypothesis used in isotopic models of general atmospheric circulation in temperate regions. In fact, only half the amount of water vapour transpired by the canopy during the day presents a signature similar to that of the rainwater sampled in deep soil layers. To cite this article: Z. Boujamlaoui et al., C. R. Geoscience 337 (2005). 相似文献
14.
以黄土丘陵沟壑区的典型代表米脂为研究区,选取苹果林地生态系统为研究对象,揭示苹果林地的蒸腾蒸发耗散规律及其影响机制,为指导有限水资源条件下苹果产业发展科学布局、优化管理措施及充分挖掘苹果林地的生产潜力提供科学依据.运用热扩散茎流计（TDP）、小型蒸发皿测定了组成苹果林地蒸散的果树蒸腾量和土壤蒸发量,运用水量平衡公式计算了冠层截留量,分析了各气象因子与蒸腾速率的关系,并评估了苹果林地的蒸散量,以期正确认识和评价苹果林地生态水文效应.不同生育期的日均蒸腾速率大小依次为果实膨大期>果实着色期>新梢生长及幼果发育期>萌芽开花期,小时尺度下,不同生育期蒸腾速率到达峰值的时间不同.不同天气条件下,晴天状况下树干蒸腾量明显大于阴天,影响苹果林地蒸腾速率的主要气象因子为太阳辐射和空气温度.果实膨大期及果实着色期为果树耗水的主要时期.降水对蒸腾的影响表现出滞后效应.植被蒸腾量、土壤蒸发量、冠层截留量对蒸散的贡献率由大到小依次为58.9%、26.8%、14.3%.试验期间,降水量大于蒸散量,果园水分收支略有盈余,不同月份土壤水分收支情况不同,应加强萌芽开花期、新梢生长及幼果发育期果园的水分管理. 相似文献
15.
In this study, we tried to model the processes of moisture and heat transfers in the soil–vegetation–atmosphere system in
an integrated comprehensive way. The purpose of the study is to simulate profiles of soil water content and temperature at
root active zone (i.e., 0–50 cm), taking the root water uptake, soil evaporation, and canopy transpiration into account. The
water and heat transfer equations are solved by an iterative Newton–Raphson technique and a finite difference method is used
to solve the governing equations. Soil water content and soil temperature dynamics could be simulated rather accurately in
a cropped field on Loess Plateau area. The water and heat transfer flux predicted by the classical theory of Philip and de
Vries (Tans Am Geophys Union 38:222–232, 1957) slightly overestimated near the surface and underestimated at the deeper depths, as a result of the overestimated soil evaporation
at the top soil layer (0–10 cm) and underestimated crop canopy transpiration at the deeper depths (10–50 cm). Water content
tended to be underestimated for the entire profile at the soil surface (from 0 to 50 cm). Soil temperatures during the simulated
period was slightly overestimated in the nighttimes and underestimated in the daytimes, as a result of the underestimated
soil water content at the top soil layer (0–10 cm) and overestimated at the deeper depths (10–50 cm). Soil temperatures tended
to be underestimated for the entire profile at the soil surface (from 0 to 50 cm). While the sum of the water and heat regimes
yielded a much better match with the soil water content and soil temperature obtained from the field observations. The results
obtained show that the model coupled water and heat transfer is able to capture the dynamics of soil water content. 相似文献
16.
Hydraulic redistribution in the Inner Mongolia Huangfuchuan basins under different climate scenarios
This paper describes the scaling up to a day scale of the Ryel hour scale model incorporating the process of hydraulic redistribution
(HR). The Ryel model was applied to the Inner Mongolia Huangfuchuan basins to analyze transpiration, evaporation and stomatal
conductance of Artemisia tridentate, and to indicate the added value of the feedback by comparing simulations with and without incorporating HR. Five climate
scenarios were designed based on 40-y continuous climate data from the study area and the response of HR to the different
climate scenarios was modeled. Under 1991 climate conditions, cumulative transpiration and evaporation with HR during the
growing season were 161.7 mm and 206.14 mm, respectively, compared with transpiration of 140.7 mm and evaporation of 174.2
mm without HR. Under the five different climate change scenarios, HR influenced evaporation more than transpiration. The effect
of HR on transpiration, evaporation and stomatal conductance was very different among the scenarios. Inclusion of HR gave
rise to the largest increase in transpiration and evaporation under the T2P0 scenario and the smallest under the T2P2 scenario,
but transpiration and evaporation decreased under the T0P-2 scenario. Stomatal conductance significantly increased with the
inclusion of HR. The model used in this study has potential benefits for incorporating HR into soil processes, such as water
movement and mass transfer. 相似文献
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农田N_2O通量测定方法分析 总被引：3，自引：0，他引：3
采用空气动力学方法、波文比 /能量平衡法及密闭箱法结合气相色谱分析对农田N2 O通量进行了测定。在夏天和秋天观测前的 1～ 2周 ,148和 10 9kgNhm-2 肥料被分别施入夏玉米田和冬小麦田。实验表明 :空气动力学法与波文比 /能量平衡法测定的N2 O通量在冬小麦田较为接近 ,在夏玉米田则相差较大。夏玉米冠层上方温湿梯度的细微变化可导致能量平衡法计算的N2 O通量发生较大离散 ,从而与空气动力学法的计算结果产生较大偏差。观测期间 ,微气象法和密闭箱法测定的农田N2 O日平均通量在夏玉米田分别为 18± 37和 8± 5ngNm-2 ·s-1;在冬小麦田分别为 43± 2 1和 6± 1ngNm-2 ·s-1。微气象法测定的农田N2 O通量高于密闭箱法的观测值 ,由此推测作物冠层可释放N2O ,其机制可能是土壤中生成的N2 O被作物的蒸腾液流输送到大气中。微气象法和密闭箱法测定的N2 O通量间的差异在冬小麦田大于夏玉米田 ,表明冬小麦释放N2 O的量大于夏玉米。这可能是冬小麦根系分布较夏玉米深的缘故。采用密闭箱法观测时 ,箱内气温发生变化 ,半小时内最高可增加10℃ ,因地温变化小 ,其对土壤中N2 O的生成并无显著影响。由于密闭箱法观测忽略或低估了植物释放的N2 O ,且箱内的边界层阻力可能高于箱外 ,其测定的地表N2 O通量偏小。 相似文献
18.
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干旱区植被盖度增加对降水入渗补给地下水的影响——试验研究与数值模拟 总被引：1，自引：0，他引：1
随着西北旱区生态恢复工程的实施,该区生态环境持续改善,植被盖度不断增加。但植被冠层截留与蒸腾耗水加剧了包气带水分的亏空程度,减小了降雨对地下水的补给。采用原位试验方法,分析了植被覆盖区和裸土区不同深度土壤水势的变化规律。结果表明,受蒸发和蒸腾的共同作用,植被覆盖区平均土壤水势(-74k Pa)远低于裸土区(-16k Pa),且变化剧烈,土壤水以向上运动为主。而裸土区土壤水势高,变化小,40cm以下土壤水向下运移,因此可以持续补给地下水。采用Hydrus-1D软件进行了长序列土壤水数值模拟,定量分析了植被盖度增加与地下水补给的关系。数值模拟结果表明,在裸土条件下,降雨对地下水的补给量介于82~333mm/a之间,平均值为197mm/a,平均降水入渗补给系数为0.53。而在植被覆盖的情况下,地下水的补给量几乎为0。最后,从植被蒸腾耗水和冠层降水截留2个方面讨论了旱区植被盖度增加对降雨入渗补给地下水的影响,提出了旱区水与生态和谐发展的建议。 相似文献
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蒸散发量(ET,evapotranspiration)的时间尺度扩展是遥感反演区域ET的关键。为评价由瞬时潜热通量经时间尺度扩展方法计算日蒸散发量的可靠性,利用美国西南部半干旱地区的Walnut Gulch实验流域草地站点的波文比系统实测数据,分析评价蒸发比法、简化蒸发比法、作物系数法、简化参考作物系数法、正弦关系法、冠层阻力法和修正冠层阻力法共7种蒸散发时间尺度扩展方法的估计效果,统计结果显示,7种蒸散发时间尺度扩展方法总体趋势具有一致性,存在着一定的规律性,采用10:00~14:30的瞬时值估计较为接近实测蒸发值。正弦法、简化参考作物系数法及简化的蒸发比法的模拟精度较高(相对均方根误差在20%左右),比较适合于估算半干旱地区的日蒸散发量。对具有相近气象、气候、下垫面条件和空间尺度数据且具有充足气象观测资料的地区,推荐采用基于简化作物系数的时间尺度扩展方法开展从小时到日的ET时间尺度扩展,对于缺少气象观测资料的类似地区,推荐采用正弦法和简化的蒸发比法进行时间尺度扩展。 相似文献