简介:分布式水文模型的模拟精度受空间参数精度的影响。提升空间参数精度能较为精准描述流域空间特征,也会使空间数据量冗增,甚至影响模型运行效率。以分布式水文模型SWAT为例,分析DEM、子流域划分、土地利用、土壤、降水站点等空间数据精度对模型模拟精度的影响。结果表明:1)对不同对象(流量、泥沙、营养元素等)进行模拟时,大多数空间数据分辨率阈值不同,分辨率超出阈值可能降低模型模拟的精度;2)DEM分辨率降低,泥沙和总磷(TP)模拟结果的相对误差明显增加,而流量和硝态氮(NO3-N)模拟结果变化极小;3)DEM分辨率达到一定精度后,进一步提高并不会使地表径流模拟精度得到改善,低分辨率DEM获得的坡度较小,这会降低模型对流量的模拟,模拟的洪峰径流产生滞后现象;4)子流域划分对流域产流模拟影响较小,而对产沙模拟影响较大。子流域和水文响应单元的划分数量对流域上游产沙量影响较大,而对流域出口处泥沙荷载影响较小;5)土地利用和土壤图精度主要通过影响模型中HRU生成的数量而影响模拟结果;6)地表径流模拟上,能够体现对地表径流贡献较大的局地降水事件的分布式的降水数据要比利用气象站点获得的降水数据模拟结果的精度要高。研究结果可以为今后模型开发、利用、改进提供参考,提高模型模拟的精度。
简介:TOPMODEL(TopographyMODEL)为一半分布水文模式,是由英国兹里大学的Beven及Kirkby于1979年所发展,可以数学方式表示水文循环过程的模式,其概念简单、参数少、操作方便,近年来模式不断修正改进,更可与数值高程模型与地理资讯系统相配合,因此已受到国内外学者的青睐而广泛使用。TOPMODEL的应用范围甚广,由文献中得知其应用领域包括:模式评估、气候水文、原理探讨、网格分析与灾害预测等。本文介绍了TOPMODEL模式的原理与应用,并收集相关的文献(2001—2010年),就研究现况予以统计分析,为日后应用此模式相关研究提供参考。
简介:土壤水分是黄土高原地区植被恢复与农林产业持续发展的主要限制因子,为明确主要农林用地土壤水分变化特征及其干化现状,利用CNC503B(DR)中子仪,于2014年4—10月,对长武塬区19龄果园、9龄果园、玉米地及小麦地0~600cm的土壤水分进行长期监测,并利用土钻法进行校准。结果表明:1)0~600cm土壤贮水量表现为9龄果园〉玉米地〉小麦地〉19龄果园,均值分别为186.5、183.6、158.6和132.8cm,除9龄果园与玉米地间差异性不显著(P〉0.05)外,其他农林用地土壤贮水量两两比较均呈显著性差异(P〈0.05);2)4块样地浅层(0~200cm)土壤含水量波动程度为中等变异(10%600cm;4)19龄苹果园土壤干化最严重,0~200cm土壤干化程度呈季节性变化,200~250和250~320cm土层分别为严重干燥化与强烈干燥化,320~600cm呈极度干燥化,形成永久性土壤干层;其次为小麦地,0~100cm产生临时性干层,250~300cm发生强烈干燥化;玉米地与9龄果园干化程度较轻,在水分补给不足情况下,只在土壤浅层产生临时性土壤干层。长武塬区农业结构由大田作物转向苹果经济林建设具有一定理论基础;但是,随着苹果林达到盛果后期,土壤贮水量亏缺,土壤干化严重,苹果经济林的经济价值及生态作用等都将受到限制,需要采取合理用水措施及调整林分密度等科学方式,完成长武塬区经济与生态的可持续发展。
简介:为深入了解(PAM)与肥料混施的作用和效果,确定农业应用技术参数,通过室内土柱模拟试验,分析PAM与尿素混施对土壤蒸发特性的影响。结果表明:1)0~10cm浅层混施,在PAM用量0、0.05%和0.1%水平下,12d内尿素4个处理水平(尿素中纯氮占干土的质量比0、0.1%、0.2%、0.4%)对蒸发的影响无差异,12d后,差异开始逐渐凸显,总体呈现随着尿素施用量的增加蒸发量减小的规律;在同一尿素水平下,累积蒸发量随着PAM用量的增加而减小;2)10~20cm深层混施,在同一PAM水平下,尿素4个处理中,不施尿素对照处理累积蒸发量最大,在同一尿素水平下,累积蒸发量总体呈现随着PAM用量的增加而减小的趋势;3)深施各处理土壤总蒸发量普遍高于浅施各处理,0~10cm浅层混施,前5d日蒸发量迅速下降,5~25d日蒸发量波动性缓慢下降,25d后日蒸发量趋于稳定;10~20cm深层混施,前10d日蒸发量波动性保持近似水平,12d以后开始逐渐下降,25d以后又趋于稳定;4)PAM和尿素处理,都抑制了土壤的蒸发,相对于尿素,PAM对蒸发的抑制作用更强。
简介:我国是土壤侵蚀最严重的国家之一,黄土高原地区的水土流失造成严重的生态环境恶化问题。为探求黄土细沟流的水动力学特性,从水力学及河流运动力学的角度出发,系统研究6种坡度(2°、4°、6°、8°、10°、12°),5种流量(8、16、24、32和40L/min)组合水槽冲刷试验条件下细沟水流水动力学特征。结果表明:细沟流平均流速与径流流量呈幂函数关系,坡度对其影响较小,其原因同水流强度与床面形态的相互制约有关;黏性底层厚度与坡度、流量均呈现负相关关系;阻力系数与雷诺数无关,说明水流强度增加的同时,床面形态发育愈显著,即水流耗散能量增加愈显著,其值在0.16~1.45之间变化。研究结果对细沟水流水动力学的探究具有一定的理论价值,进而对黄土坡面水土流失治理及生态修复均具有一定的指导意义。
简介:以苏南丘陵区杉木、马尾松、栎林、毛竹等4种林分土壤为研究对象,研究了该区域内不同林分类型土壤层的水文效应。结果表明:不同林分类型土壤的蓄水能力、渗透性能均存在着一定的差异,其中毛竹林地土壤蓄水能力最好,为2096t/hm^2,渗透性能也以毛竹林最好,为17.56mm/min;通过测定4种林地土壤的入渗速率与入渗过程,对其入渗曲线进行拟合,得出土壤渗透速率与渗透时间呈乘幂函数关系,复相关系数为0.93-0.97,说明方程拟合效果较好,可以较好地描述各林地的土壤入渗过程;土壤理化因子与土壤渗透性能的相关分析显示研究区土壤渗透性能受多个因素影响,其中土壤非毛管孔隙度、有机质含量与土壤初渗、稳渗速率相关性最高,为首要影响因素;基于主成分分析,各样地土壤综合水文效应优劣依次为:毛竹〉栎树〉杉木〉马尾松。
简介:随着人类活动的加剧和气候变化,黄河流域水沙特性也发生了变化。为了解黄河流域产流和产沙的变化过程,通过引入区域径流深和区域输沙模数等参数,根据黄河流域主要水文站1950—2015年以来的实测水沙资料,利用Mann-Kendall统计检验法和水文量累积曲线法,深入研究黄河流域产流侵蚀过程和空间分布的变异特点。结果显示:黄河流域除唐乃亥站无明显趋势变化外,其他干流水文站和11条支流水文站的径流深和输沙模数大都以指数形式呈显著减少趋势,表明黄河流域产流产沙能力减弱。黄河上游水文站多年平均径流深和区域径流深较大,为主要产流区;中游水文站多年平均输沙模数和区域输沙模数较大,为主要产沙区;下游多年平均区域径流深和输沙模数均为负值,为水沙主要消耗区。黄河流域水沙异源现象仍然存在,但有减弱趋势。
简介:通过对青海省大通县退耕还林后现存人工林群落2004年5-7月典型晴天净辐射在林冠内垂直分布的实测资料分析,研究青海云杉林、华北落叶松林、中国沙棘林、白桦林和青杨林5种林分类型的消光特性。根据BeerLambert方程,结合林分生长季内的叶面积指数动态变化,对5种林分日内不同时刻消光系数、日内最小消光系数、典型天的日均消光系数和不同林冠深度的叶面积指数及其对应的消光能力变化做了研究。结果表明:日均消光系数与日内最小消光系数和叶面积指数相关性显著,并拟合出相应的关系表达式;各林分不同林冠深度的叶面积指数累积分布变化曲线均呈“S”型;华北落叶松林和青海云杉林冠2/3以上的中上部冠层消光能力明显高于下层。而白桦林和青杨林垂直消光能力各层差异不明显。
简介:采用CIRAS-2便携式光合仪测定不同土壤水分条件下2年生柿树叶片净光合速率、蒸腾速率、水分利用效率、气孔导度等光合生理参数的光响应过程,探讨柿树光合光响应特性对土壤水分的响应规律。结果表明:土壤水分对柿树的光合生理参数影响显著,随着土壤水分的降低,净光合速率、表观量子效率先升后降,光补偿点先降后升,光饱和点呈下降趋势;维持柿树高光合作用和高水分利用效率的适宜土壤相对含水量为48.8%~76.7%,适宜的光照强度为800~2000μmol/(m2·s);柿树对强光利用能力较强,而对弱光的利用效率较低;在土壤相对含水量为48.8%时,柿树光合作用主要受气孔限制,而土壤相对含水量降低到25.5%时,柿树光合作用转变为非气孔限制,通过对气孔、非气孔因素的判定,可知柿树是一种抗旱性非常强的植物。研究结果可为柿树的节水高产栽培提供理论依据。
简介:基于热平衡法实测宁夏六盘山北坡天然沙棘茎干液流通量的变化,分析沙棘液流生长季内的日内和日际变化特征,并估算沙棘群落的蒸腾量.结果表明:1)沙棘液流日变化曲线在晴天表现出明显的单峰型,在夜间仍有液流运动,夜间液流量占总全天总液流量的12.87%~19.62%;液流通量主要受太阳总辐射、空气饱和水汽压差、气温和相对湿度等影响.2)6-9月,沙棘蒸腾速率呈明显的降低趋势;6-9月沙棘群落蒸散量为469.4mm,略高于同期降水量,蒸腾量约占同期蒸散量的35.11%.3)以环境因子为自变量,以液流量为因变量,经过逐步回归,建立了多元线性模型,回归方程显著.
简介:为了使基于人工模拟降雨装置的水土保持试验更可靠,采用人工降雨试验方法,通过研究QYJY-503C人工模拟降雨装置的降雨特性,探讨该装置在水土保持科学试验中的适用性。结果表明:1)雨滴达到终速时雨滴-色斑直径的关系为d=0.3839D0.709;2)QYJY-503C人工模拟降雨装置有效降雨均匀度超过80%;3)在试验范围内,雨滴直径随降雨强度增大而增大,雨滴中数直径与降雨强度呈d50=0.5595I0.2805的幂函数关系,相同降雨强度条件下的雨滴直径较天然雨滴偏小20%~70%;4)降雨动能与降雨强度呈E=0.0042I-0.021的线性关系,可通过控制降雨强度实现降雨动能与天然降雨的相似性;5)QYJY-503C人工模拟降雨装置性能稳定、可控性强,可适用于室内土壤侵蚀的研究。