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基于计算流体力学的寒区土壤水热耦合模型研究 总被引：1，自引：0，他引：1
土壤水文过程（水分运移和传热）及其对气候变化的响应是寒区水文学的前沿问题。然而,冻土的存在使得寒区土壤水文过程变得极其复杂。此外,寒区自然环境恶劣,较难获取长时间序列和高分辨率的野外观测资料。近年来,充分利用已有的观测数据,构建寒区土壤水热耦合模型,并开展相应的数值模拟研究,已成为理解寒区土壤水文物理过程,揭示其动力学机制的重要途径。基于寒区土壤水文物理过程和计算流体力学方法,构建了高分辨率、适用于完全饱和状态下的寒区土壤水热耦合模型,且自主研发了相应的数值求解器和软件包。随后,通过一系列完全饱和状态下的验证算例,如经典的一维传热方程解析解、被广泛应用的二维基准测试算例和室内土柱冻结实验等,对已构建的模型进行了系统的检验。模型模拟结果与解析解、基准算例的结果以及实验数据相比,均有较好的一致性,表明该模型较为准确且高效地模拟了寒区土壤在完全饱和状态下的水分运移和传热过程,尤其能够精细刻画冻土水-冰相态变化等关键过程,有望成为研究寒区土壤水文过程的有力工具。 相似文献
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通过在中国科学院寒区旱区环境与工程研究所皋兰生态农业试验站1998-1999年的降雨-径流观测实验,利用直线回归模型确定包括自然集水面在内的9种人工集水面的临界产流降雨量值(降雨阀值)。结果表明:在不受前期降雨影响下,自然黄土坡面、清除杂草自然黄土坡面和粘土夯实集水面的临界产流降雨量分别为8.5mm,8.0mm和4.1mm。在受前期降雨影响下,其临界产流降雨量分别为6.0mm,5.0mm和1.9mm。塑料膜、油毡、沥青和混凝土处理集水面的产流过程受降雨量和降雨强度的影响小,平均状态下其临界产流降雨量为0.1～1.5mm。塑料膜、油毡、沥青、塑料+小砾石和塑料+大砾石集水面的临界产流降雨量分别为0.13mm,0.21mm,0.17mm,0.98mm和0.85mm。混凝土集水面在干燥情况下的临界产流降雨量为1.48mm,在不干燥情况下的临界产流降雨量为1.16mm。 相似文献
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近47a来青海湖流域气候变化分析 总被引：1，自引：1，他引：1
选取青海湖流域内及临近7个气象站点,对各站1959～2005年的降水和气温数据采用泰森多边形法进行了计算,并运用Mann-Kendall方法对其变化趋势进行了分析,同时对流域近47 a的气候变化与青海湖水位变化做了相关分析。结果表明:①青海湖流域近47 a来降水存在明显的阶段性变化,20世纪60年代、80年代、90年代降水都呈上升的趋势,70年代为下降趋势;同时年、夏季降水有增加的趋势。②同时期气温存在显著的上升趋势,尤其是冬季增温显著,年变化倾向率达到0.53℃/10 a,1987～2000年与1961～1986年相比,平均气温增加了0.79℃,显著高于全国水平。③青海湖流域近47 a来春、夏、秋、冬陆面蒸发变化倾向率均为正值,夏季陆面蒸发增加趋势显著,年变化倾向率为4.17 mm/10 a。④流域降水量对湖水位的年变化、布哈河径流、沙柳河径流有着显著的影响;在9 a尺度上讲,未来5 a流域秋季降水处于上升阶段,湖水下降会有所减缓或者回升。 相似文献
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高寒河谷灌丛冠层降雨再分配特征及影响因素 总被引：1，自引：0，他引：1
通过植被冠层的降雨被分割成冠层截留、穿透雨和树干茎流3个部分,这个过程（冠层降雨再分配）是高寒河谷灌丛生态演变的关键驱动因子之一,对于认识高寒河谷灌丛的水文循环过程及水分收支规律也具有重要意义。选取青海湖流域最重要的河谷灌丛——具鳞水柏枝作为研究对象,通过野外定点观测,深入分析了冠层降雨再分配特征及影响因素\.结果显示:①穿透雨量、树干茎流量、冠层截留量占同期降雨量的比例平均为48.40%、4.04%和47.56%,并在不同降雨量等级之间存在显著差异;②冠层降雨再分配各组成要素（穿透雨、树干茎流、冠层截留）与降雨特征参数存在高度相关性,伴随降雨量和降雨历时的增加,穿透雨量、树干茎流量、冠层截留量占同期降雨量的比例均逐渐趋于稳定,极限稳定值分别介于60.45%～61.07%、6.45%～7.42%、33.11%～34.17%;③产生穿透雨和树干茎流的临界降雨量分别为1.10 mm和1.87 mm,表明2 mm以下的降雨对土壤水分的补给基本没有贡献。因此,高寒河谷灌丛冠层降雨再分配与其他林木类型存在明显差异,需要深入研究其内在机制及水分利用规律。 相似文献
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基于MODIS/EVI的内蒙古高原西部植被变化 总被引：1，自引：0，他引：1
内蒙古高原西部生态环境脆弱,是全球变化的敏感地带。为了解该区域植被覆盖的时空动态变化,根据2000—2012年MODIS/EVI影像,使用趋势分析和标准差分析方法,研究了近13年内蒙古高原西部植被生长状况及其空间格局动态变化。同时,根据《1∶100万植被类型图》把研究区分为荒漠区、草原区、草甸区和灌丛区,以研究不同植被类型下的EVI变化情况。结果显示:内蒙古高原西部植被覆盖退化面积大于改善面积;植被退化区主要分布在内蒙古农牧交错带北部边缘,包含乌兰察布、呼和浩特、包头等市及大通河、疏勒河、黑河等河谷地带;植被增加区域分布在河西地区、河套地区和阿巴嘎旗附近;研究区植被稳定性存在明显的地域差异,波动较高的区域位于阴山南部、祁连山南北和阿巴嘎旗,与植被覆盖退化或者增加的区域基本吻合;仅荒漠区植被覆盖水平上升,草甸、草原区植被覆盖退化严重。 相似文献
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荒漠灌木树干茎流及其生态水文效应研究进展 总被引：4，自引：0，他引：4
树干茎流作为林冠层降雨截留再分配过程中的重要组成部分,影响着土壤-植物-大气连续体(SPAC)中不同尺度和圈层间的水分和养分循环的速度与方向,对荒漠地区灌木的生存和生长具有深远影响,对于土壤养分的溶解、利用,土壤水、地下水的循环与补给,土壤侵蚀过程等方面都有重要意义。本文系统总结了近年来荒漠地区灌木树干茎流研究的主要手段与方法,对影响树干茎流形成的主要因素、形成过程、变化趋势进行了具体论述,对主要的荒漠灌木树种树干茎流经验模型进行了归纳,并具体分析了树干茎流在生态水文学方面研究意义及主要进展。针对荒漠树干茎流尚有以下方面的问题需要进一步深入研究:(1)不同灌木树干茎流的形成过程、主要影响因素及其相互作用机制;(2)树干茎流集水系统的空间结构配置特征和降雨径流作用机制;(3)树干茎流补给在荒漠地区群落格局形成以及演替中的作用机理、荒漠植被特征与动态对截留、树干茎流、蒸散发以及入渗过程的反馈机制等。 相似文献
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近40 a青海湖流域逐日降水和气温变化特征 总被引：2，自引：6，他引：2
利用青海湖流域内刚察气象站1958～2001年的逐日降水和气温资料,分析了流域内的气候变化特征.结果表明,日降水量P≤5 mm的降水总量以9 mm/10 a的速率显著减少,已从1960s的130.8 mm/a减少为1990s的116.2 mm/a,而P≥20 mm的降水总量以9 mm/10 a的速率显著增加,已从29.7 mm/a增加为36.9 mm/a;连续无降水最长天数由1960s的32 d/a增加为1990s的45 d/a,至少10 d连续无降水总天数由103 d/a增加为145 d/a.逐年平均温度40 a来明显升高,已从1960s的-0.7℃升至1990s的0.1℃,且与逐年极端低温升高有较好相关性.1990s与1960s的同日平均气温相比,已有261 d变暖(占年天数的71.2%),且主要发生在冬季.这种气候变化特征对流域内的青海湖水位和河川径流有重要影响. 相似文献
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近47 a来青海湖流域气候变化分析 总被引：1，自引：2，他引：1
选取青海湖流域内及临近7个气象站点,对各站1959～2005年的降水和气温数据采用泰森多边形法进行了计算,并运用Mann-Kendall方法对其变化趋势进行了分析,同时对流域近47 a的气候变化与青海湖水位变化做了相关分析.结果表明:①青海湖流域近47 a来降水存在明显的阶段性变化,20世纪60年代、80年代、90年代降水都呈上升的趋势,70年代为下降趋势;同时年、夏季降水有增加的趋势.②同时期气温存在显著的上升趋势,尤其是冬季增温显著,年变化倾向率达到0.53℃/10 a,1987～2000年与1961～1986年相比,平均气温增加了0.79 ℃,显著高于全国水平.③青海湖流域近47 a来春、夏、秋、冬陆面蒸发变化倾向率均为正值,夏季陆面蒸发增加趋势显著,年变化倾向率为4.17 mm/10 a.④流域降水量对湖水位的年变化、布哈河径流、沙柳河径流有着显著的影响;在9 a尺度上讲,未来5 a流域秋季降水处于上升阶段,湖水下降会有所减缓或者回升. 相似文献
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