科尔沁草甸地冻融期土壤水热盐动态迁移规律与数值模拟研究
发布时间：2019-11-28 03:12
【摘要】：结合现阶段冻融期土壤水热盐运移规律研究现状,以现有研究为基础,本文采用连续动态的观点和定期定点实验的方法,研究科尔沁沙地草甸地冻融期土壤水、热、盐迁移规律,应用多因子相关性分析和SHAW模型模拟,分析了科尔沁左翼后旗阿古拉生态水文实验站季节性冻融期草甸地土壤水热盐动态变化规律和影响其土壤冻融过程的主要因素。本文取得如下主要研究成果：(1)分析草甸地地温随气温的变化过程,发现科尔沁草甸地土壤温度变化与气温变化趋势基本一致,且表层温度变化剧烈。地温变化滞后于气温,滞后的时间因气温变化而不同,同时冻结期土壤温度变化滞后于气温变化的时间大于消融期土壤滞后的时间,可以证明土壤冻结速率小于消融速率,并且地表优先于地下发生相应变化；根据地温变化情况,可将整个季节性冻结、融化过程分为初始冻结期、稳定冻结期和消融解冻期三个阶段；土壤冻结过程由表层向下进行,最大冻深可达到104cm；土壤消融时受地下暖土层热流和地表温度双重影响,由底部向地表和由地表向底部进行双向消融。(2)草甸地地下水位较高,整个时期,草甸地土壤剖面含水率均较高,全含水量随冻融过程变幅不明显,只有初始冻结期表层土壤和稳定冻结期下层土壤受冻结作用变化幅度较大外,其他时期水分运移均不是很活跃；因受土壤类型、原始含水率及土层深度等不同因素影响,各层未冻水含量虽然可以达到相对稳定状态,但各层含量并不相同。另外,与地温变化趋势相同,未冻水含量随土层深度的增加也出现明显的滞后现象。(3)土壤冻结期间草甸地盐分向地表积聚,并在2月达到最大,后经消融及雨水淋润作用开始下降。结合冻深器和地温监测数据可以准确确定土壤冻结深度,草甸地土壤中因含盐量较大。冻结期土壤冰点与含盐量呈负相关关系,因此冻深也受到一定影响,其年际变化并不相同。(4)相关性分析的结果显示,土壤温度与气温相关性较高,10cm处相关性达到0.872,表层向下相关性逐层减少。空气湿度和土壤温度的相关性较小,表层土壤温度与含水率呈负相关,说明冻结使得水分像冻结层聚集,土壤的含盐量与土层温度呈负相关。浅层土壤含水率与含盐量完全相关,可见盐随水走是盐分运移的主要方式。(5)利用SHAW模型对科尔沁冻融期草甸地土壤水、热、盐运移过程的模拟,后经对模型率定与检验,优化模型后重新模拟,再次进行模型模拟结果评估,采用Surferl1软件绘制三维立体图直观的呈现层位及时间维度土壤中温度、水分、含盐的变化过程。
【图文】：
逦内蒙古农业大学硕壬学位论文逦３＿逡逑量草原被开屋，±地利用完全超出了原本的承载力，日积月累．±壤肥力下降，草逡逑地退化，草原撕渐荒漠化，从此科尔沁草原变成了黄沙千里的科尔沁沙地。逡逑随着社会的发展，在强大经济利益的诱惑下，人们持续对±地资源的不合理开逡逑发利巧，使得生态环境日渐脆弱，±壤荒漠化进一步扩大，生态遭受破坏、环境发逡逑生改变，王壤盐碱化面积也在不断扩大，如图］。直到目前，大量放牧，草地开us逡逑依然是引起草原进一步退化的主要原因，并且荒漠化Ｗ及盐碱化成为制约当地经济逡逑发展的两大主要问题。逡逑
果Ｌ义及较成熟的数值模型ＳＨＡＷ模型进行分析和预测，有效的完成科尔逡逑甸地巧融期止壤水、热、盐运移过程及其预测分析。其优势及创新点如下：逡逑冻融期安排人工野外定时定点试验，所测数据较为真实可靠。逡逑次完成科尔沁沙地阿古拉生态水文实验站草甸地冻融期水热盐运移规律逡逑区预防和防护草地荒漠化提供理论依据。逡逑应用ＳＨＡＷ模型模拟巧融期止X趟⑷取⒀卧艘乒媛桑植谷斯す鄄馐义霞獾牟蛔悖⒂茫樱酰颍妫澹颍欤烊砑嬷疲任⑻逋迹衔惫鄣姆从Γ咂呷栏麇义希准案龉鄄馐奔渲渌帧⑽露取⒙逯实牧艘乒媛伞ｅ义细趴鲥义匣肪掣趴鲥义侠砦恢缅义衔挥谖夜诿晒抛灾吻Ａ墒锌贫谧笠砗笃彀⒐爬漳炯敛橛脲义喜橹洌ǎ保玻，
本文编号：2566876
【图文】：
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