黑河中游不同景观单元土壤冻融交替条件下水热耦合过程
发布时间：2022-01-24 20:07
我国的干旱区具有明显的特点，从高山冰川、森林草原到平原绿洲和戈壁荒漠构成了一个复合生态系统。在水分极度匮乏的干旱区，任何形式的水分补给都有可能会给当地生态系统带来积极的影响。同时，由于人为活动的干扰，增加了生态水文过程的特殊性和复杂性。由于自然环境恶劣，这些地区多半处于半开发或未开发状态，随着人口激增，以及水资源的日益短缺，对干旱区的开发显得越来越迫切。因此，干旱区土壤水热的研究也就将成为社会发展一个趋势。我国对土壤学冻融方面的研究工作始于上世纪50到60年代，随着科研技术的不断发展，以及研究人员的逐渐增加，我国冻土区土壤水热的监测手段越来越精确，研究工作越来越系统化。本研究以黑河中游地区最有代表性的三种景观单元为研究对象。通过野外试验地里面布设监测仪器设备，观测冻融过程中各景观单元土壤水热动态变化，及各时期地下水位的变化，试探讨冻融交替条件下土壤水热的耦合过程。同时，采集土壤样品，进行室内模拟实验，进一步探索冻融过程中土壤水力学性质的变化。最后，依据野外监测和室内模拟结果，对本地区不同景观单元土壤水分在冻融交替条件下的水分运动规律做出初步探索；同时，研究冻融过程中土壤田间持水量和土壤...
【文章来源】：西北农林科技大学陕西省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
实验区设备布设概况Fig.2-1Layoutofexperimentalinstrumentinthestudyarea
态水转化为液态水，液态水含量增加。农田和林地在 11 月下旬进行了冬灌，土壤初始含水量很高，导致农田和林地液态水含量的变化更为剧烈；而荒漠土壤初始水分含量很图3-1 不同景观单元土壤液态水含量动态Fig. 3-1 Soil water dynamics under the different landscapes低，并且冬季降雪少，少量的降雪还没来得及融化下渗可能就已经蒸发了，所以土壤液态水含量变化较小。在整个监测时期，三种景观单元 10 cm 和 40 cm 土壤含水量变化较100 cm 剧烈，说明上层土体的冻融过程更加强烈。在土壤融化后，农田和林地的土壤液态水含量恢复到一个很高的水平（大于 0.2 cm3 cm-3）,说明在冻结过程可以有效的保持18
着土壤深度的增加，温度变化趋于平缓。5 cm 处温度变化非常剧烈，100 cm 处则变化比较平缓，这主要是由于表层土壤温度更容易受到变化剧烈的大气温度的影响。图3-2 三种景观单元5cm表层土壤温度动态变化Fig. 3-2 Soil heat dynamics of 5cm surface layer under the different landscape soils对比不同景观单元相同土层温度，温度变化表现为表层荒漠温度波动最剧烈，也经常低于农田和林地，而深层温度要高于农田和林地；林地所有温度在冻结期间往往高于农田。这主要是因为荒漠土壤含水量很低，导致土壤热容小，表层土壤温度容易受到大气温度的影响，而较低的含水量也导致较低的导热率，这也不利用浅层土壤和深层土壤的热量交换，从而不利于深层冻土的形成。而林地由于地表枯枝落叶层具有一定的绝热效果，能有效阻隔大气和土壤热量的交换（陈佳等 2009），温度变化较为缓慢，土壤温度受大气温度影响较小
【参考文献】：
期刊论文
[1]土壤水动力学参数及其影响因素研究进展[J]. 杨欣坤,王宇,赵兰坡,张志丹. 中国农学通报. 2014(03)
[2]晋西黄土丘陵区主要人工林土壤饱和导水率研究[J]. 刘宇,张洪江,张友焱,王月东,程金花,张东旭. 水土保持通报. 2013(04)
[3]容重对不同有机质含量土壤水分入渗特性的影响[J]. 吴军虎,张铁钢,赵伟,李家科,杨亮. 水土保持学报. 2013(03)
[4]土壤持水能力研究进展[J]. 苏杨,朱健,王平,王冬柏,林艳. 中国农学通报. 2013(14)
[5]不同入渗水头和容重作用下土壤饱和导水率变化特征研究[J]. 杜咏梅,孙西欢,毕远杰,马娟娟,郭向红. 中国农村水利水电. 2013(03)
[6]小流域土壤水分空间异质性及其与环境因子的关系[J]. 史志华,朱华德,陈佳,方怒放,艾蕾. 应用生态学报. 2012(04)
[7]季节性冻融土壤水分运动规律[J]. 彭振阳,黄介生,曾文治,郭会. 武汉大学学报(工学版). 2011(06)
[8]低分子量根系分泌物对土壤微生物活性及团聚体稳定性的影响[J]. 苑亚茹,韩晓增,李禄军,丁雪丽. 水土保持学报. 2011(06)
[9]大气环流模式CAM中土壤冻融过程改进对东亚气候模拟的影响[J]. 李震坤,朱伟军,武炳义. 大气科学. 2011(04)
[10]中国近年寒区地下水试验研究进展[J]. 戴长雷,孙思淼,杜新强,叶勇. 资源科学. 2011(02)
博士论文
[1]季节冻土水分迁移的机理及数值模拟[D]. 原国红.吉林大学 2006
[2]绿洲荒漠过渡区水热平衡规律及其耦合模拟研究[D]. 王兵.中国林业科学研究院 2002
硕士论文
[1]黑河流域中游灌区水平衡模型研究[D]. 加孜拉·阿布都拉扎克.河海大学 2006
[2]软岩体冻融损伤水热力耦合研究初探[D]. 马静嵘.西安科技大学 2004
本文编号：3607219
【文章来源】：西北农林科技大学陕西省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
实验区设备布设概况Fig.2-1Layoutofexperimentalinstrumentinthestudyarea
态水转化为液态水，液态水含量增加。农田和林地在 11 月下旬进行了冬灌，土壤初始含水量很高，导致农田和林地液态水含量的变化更为剧烈；而荒漠土壤初始水分含量很图3-1 不同景观单元土壤液态水含量动态Fig. 3-1 Soil water dynamics under the different landscapes低，并且冬季降雪少，少量的降雪还没来得及融化下渗可能就已经蒸发了，所以土壤液态水含量变化较小。在整个监测时期，三种景观单元 10 cm 和 40 cm 土壤含水量变化较100 cm 剧烈，说明上层土体的冻融过程更加强烈。在土壤融化后，农田和林地的土壤液态水含量恢复到一个很高的水平（大于 0.2 cm3 cm-3）,说明在冻结过程可以有效的保持18
着土壤深度的增加，温度变化趋于平缓。5 cm 处温度变化非常剧烈，100 cm 处则变化比较平缓，这主要是由于表层土壤温度更容易受到变化剧烈的大气温度的影响。图3-2 三种景观单元5cm表层土壤温度动态变化Fig. 3-2 Soil heat dynamics of 5cm surface layer under the different landscape soils对比不同景观单元相同土层温度，温度变化表现为表层荒漠温度波动最剧烈，也经常低于农田和林地，而深层温度要高于农田和林地；林地所有温度在冻结期间往往高于农田。这主要是因为荒漠土壤含水量很低，导致土壤热容小，表层土壤温度容易受到大气温度的影响，而较低的含水量也导致较低的导热率，这也不利用浅层土壤和深层土壤的热量交换，从而不利于深层冻土的形成。而林地由于地表枯枝落叶层具有一定的绝热效果，能有效阻隔大气和土壤热量的交换（陈佳等 2009），温度变化较为缓慢，土壤温度受大气温度影响较小
【参考文献】：
期刊论文
[1]土壤水动力学参数及其影响因素研究进展[J]. 杨欣坤,王宇,赵兰坡,张志丹. 中国农学通报. 2014(03)
[2]晋西黄土丘陵区主要人工林土壤饱和导水率研究[J]. 刘宇,张洪江,张友焱,王月东,程金花,张东旭. 水土保持通报. 2013(04)
[3]容重对不同有机质含量土壤水分入渗特性的影响[J]. 吴军虎,张铁钢,赵伟,李家科,杨亮. 水土保持学报. 2013(03)
[4]土壤持水能力研究进展[J]. 苏杨,朱健,王平,王冬柏,林艳. 中国农学通报. 2013(14)
[5]不同入渗水头和容重作用下土壤饱和导水率变化特征研究[J]. 杜咏梅,孙西欢,毕远杰,马娟娟,郭向红. 中国农村水利水电. 2013(03)
[6]小流域土壤水分空间异质性及其与环境因子的关系[J]. 史志华,朱华德,陈佳,方怒放,艾蕾. 应用生态学报. 2012(04)
[7]季节性冻融土壤水分运动规律[J]. 彭振阳,黄介生,曾文治,郭会. 武汉大学学报(工学版). 2011(06)
[8]低分子量根系分泌物对土壤微生物活性及团聚体稳定性的影响[J]. 苑亚茹,韩晓增,李禄军,丁雪丽. 水土保持学报. 2011(06)
[9]大气环流模式CAM中土壤冻融过程改进对东亚气候模拟的影响[J]. 李震坤,朱伟军,武炳义. 大气科学. 2011(04)
[10]中国近年寒区地下水试验研究进展[J]. 戴长雷,孙思淼,杜新强,叶勇. 资源科学. 2011(02)
博士论文
[1]季节冻土水分迁移的机理及数值模拟[D]. 原国红.吉林大学 2006
[2]绿洲荒漠过渡区水热平衡规律及其耦合模拟研究[D]. 王兵.中国林业科学研究院 2002
硕士论文
[1]黑河流域中游灌区水平衡模型研究[D]. 加孜拉·阿布都拉扎克.河海大学 2006
[2]软岩体冻融损伤水热力耦合研究初探[D]. 马静嵘.西安科技大学 2004
本文编号：3607219
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/nykj/3607219.html
