积雪特性与辐射能量对积雪融化过程的影响研究

发布时间：2020-10-28 17:11

　　 目前,在东北黑土区,融雪侵蚀已成为土壤侵蚀研究中的重要问题之一。融雪径流是融雪侵蚀发生的直接原因。为深入研究东北黑土区坡面积雪融化过程,本文通过室内模拟试验,分析积雪密度、深度及辐射能量对融雪时间、产流前后积雪持水能力与融雪水量变化以及积雪融化速率的影响,揭示积雪融化过程的主要影响因素及其变化规律,以期为坡面融雪产流过程的研究提供一定参考。得出以下主要结论:(1)融雪时间的主要影响因素是积雪深度。融雪时间包括初始产流时间、产流后期时间和积雪融化总时间。积雪深度的变化使融雪水在雪层中运移过程变得复杂,进而影响融雪时间。辐射能量是积雪融化的主要原因。辐射能量的增加促使积雪融化,使融雪时间减小。积雪密度的增加使雪层之间的毛管力增大,雪层中液态水量超过毛管力作用才能流出,起到了阻碍作用,使得融雪时间延长。(2)在产流前积雪融化过程中,积雪持水能力变化的首要影响因素是自身密度。积雪密度的增加,使得雪层间孔隙度及雪粒间毛管力增大,降低了初始产流时刻的积雪持水能力,促进了积雪融化产流。影响融雪水量变化的首要因素是积雪深度。积雪深度的增加,使得容纳融雪水的空间增大,融雪水在雪层中的运动路径增加,减缓了积雪融化产流。在积雪深度与密度变化过程中,二者相互影响。(3)在产流后积雪融化过程中,融雪速率的主要影响因素是辐射能量。外界能量输入是融雪产流的直接和根本原因。积雪消融过程本质上是能量在积雪层内部的相互转化和转移的复杂过程。能量的增加使融雪速率加快。融雪径流量过程线的变化特征出现4种情况,分别为融雪径流量随时间的增加先升高后降低;融雪径流量随着时间前期逐渐上升,中间度过一段平稳的阶段,后期逐渐下降;融雪径流量随时间的增加逐渐上升;融雪径流量随时间的增加逐渐下降。本文以整个积雪融化过程为研究对象,以初始产流时刻为分界点,将该过程分为产流前后两个阶段进行研究。关于融雪期积雪融化过程,在进行更加深入的研究时,建议选取多个影响因子进行融雪模拟试验研究,试验结果与其他融雪径流模型进行比较与验证,为融雪模拟过程提供一定的参考。
【学位单位】：沈阳农业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2017
【中图分类】：S157.1
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 积雪分布研究
        1.2.2 融雪过程研究
        1.2.3 融雪影响因素研究
    1.3 存在的问题
    1.4 研究目标与内容
        1.4.1 研究目标
        1.4.2 研究内容
    1.5 技术路线
第二章 材料与方法
    2.1 试验材料与装置
    2.2 试验设计与步骤
    2.3 数据处理
第三章 积雪特性与辐射能量对融雪时间的影响
    3.1 极差分析
    3.2 积雪深度对融雪时间的影响
    3.3 积雪密度对融雪时间的影响
    3.4 辐射能量对融雪时间的影响
    3.5 小结
第四章 积雪特性与辐射能量对产流前积雪融化的影响
    4.1 极差分析
    4.2 积雪深度对产流前积雪融化的影响
    4.3 积雪密度对产流前积雪融化的影响
    4.4 辐射能量对产流前积雪融化的影响
    4.5 产流前积雪密度变化分析
    4.6 产流前积雪深度变化分析
    4.7 小结
第五章 积雪特性与辐射能量对产流后积雪融化的影响
    5.1 极差分析
    5.2 积雪深度对产流后积雪融化的影响
        5.2.1 积雪深度对融雪速率的影响
        5.2.2 积雪深度对持水能力与融雪水量影响
    5.3 积雪密度对产流后积雪融化的影响
        5.3.1 积雪密度对融雪速率的影响
        5.3.2 积雪密度对积雪持水能力与融雪水量的影响
    5.4 辐射能量对产流后积雪融化的影响
        5.4.1 辐射能量对融雪速率的影响
        5.4.2 辐射能量对积雪持水能力与融雪水量的影响
    5.5 融雪径流过程变化特征
    5.6 小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
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本文编号：2860370