流域植被对水量平衡影响的模拟研究

采用简化的简单生物圈模型（Simplified Simple Biosphere Model,SSiB）与TOPMODEL的耦合模型SSiB／TOPMODEL,进行5种植被类型覆盖下梭磨河流域水量平衡敏感性试验,并在此基础上分析流域植被对流域水量平衡的影响。结果表明,植被覆盖增加了冠层蒸腾和截留蒸发而使土壤蒸发减小。蒸发分量中这2个相反变化的净效应决定了植被的水文效应是增加流域的径流还是减小径流。对于模拟的5种植被类型与裸地相比,流域蒸发均有所减小,而流域径流均有所增加。当流域为草地覆盖时,流域总蒸发最大,为1．2205mm／d,而总径流深最小,为0．6587mm／d;当流域为落叶针叶林覆盖时,流域总蒸发最小,为1．0250mm／d,而总径流深最大,为0．8544mm／d：当流域为常绿针叶林覆盖时,蒸腾和冠层截留蒸发最大,分别为0．383和0．489mm／d。而土壤蒸发,草地覆盖时最大为0．799mm／d,常绿针叶林覆盖时最小为0．243mm／d。     

延河流域人工与自然植被土壤水分空间差异性研究

[目的]研究延河流域自然植被与人工植被土壤含水量及其空间变化,为黄土高原土壤水分的利用和人工植被建设提供理论依据。[方法]针对延河流域人工植被建造存在植被退化问题,根据降雨温度变化,将延河流域划分为17个环境梯度单元,对自然植被与人工植被进行了野外调查,研究了降雨梯度、坡位及坡向对植被0~500 cm土层土壤含水量的影响。[结果]流域内土壤水分具有很强的空间变异性。自然植被0~500 cm土壤含水量为8.15%,变异系数为33.12%;人工植被土壤含水量较低,仅6.74%。地形因子能够显著影响自然植被与人工植被的土壤含水量,自然植被不同坡位和坡向的0~500 cm土壤含水量大于人工植被。[结论]综合考虑土壤水分生态环境的可持续性,阴坡下与平地相对适合人工植被的营造,在植被配置时,需要考虑植被类型及耗水特点。     

基于GIS的黑河山区流域水文过程要素分析（英文）

水文过程要素是流域水文物理机制的反映,能够为流域水资源的利用和保护提供重要依据。以黑河山区流域为研究区域,采用SWAT-GIS集成模型平台进行水文模拟,阐述SWAT模型水文过程要素的计算方法,基于GIS技术,并利用1990 ～2000年共11年的径流模拟结果数据,对研究区的水文过程要素进行分析,计算分析流域内降水、径流、入渗、蒸散发、融雪等要素的时空变化特征。黑河山区流域的水文过程要素时空变化研究有利于更加清楚认识该地区水文陆面过程的地域和时间特性。在空间上,沿黑河干流中山带分布的青海云杉植被地区是重要的地下水补给区域,流域东部和高海拔地区为重要的产水源地。同时通过模拟结果分析得出,在年内各月份中,4 ～5月的融雪径流、6 ～8月的地表径流和11月至次年3月的地下径流是黑河干流出山径流产生的主导因素。     

大兴安岭北部兴安落叶松林雪水文特征

目的研究大兴安岭北部地区兴安落叶松林雪水文特征，为今后积雪蒸发测定和区域水资源调控提供更为科学的数据支撑和理论基础。方法对观测期内16场降雪的大气降雪量以及对林内积雪深度、积雪密度以及雪水当量进行了周期性观测与统计分析。结果(1) 随着降雪级别的减少，兴安落叶松林的截留率呈现逐渐增加的趋势，分别为6.50%(暴雪)、9.04%(大雪)、9.8%(中雪)、15.7%(小雪)。可见，兴安落叶松林降雪截留最大截留率出现在小雪，暴雪时截留率则最小。(2)兴安落叶松林内积雪深度和林外相比差异不大，其中落叶松林林内积雪深度最深为68.6cm，林外空地积雪深度最深为74.8cm。(3)林内和林外的积雪密度在观测初期会随降雪的输入而降低，无降雪期有相应升高。融雪期随着气温的升高，雪密度减少速度会加快。在4月24—29日达到最大值，减少量分别为0.07和0.11g/cm3。(4)雪水当量速率减少量在4月24—29日达到最大值，分别为30.2和46.4mm。结论和林外空地相比，兴安落叶松林对积雪深度、积雪密度及雪水当量影响不大，说明兴安落叶松林在雪水文过程中对积雪特征影响尽管存在，但并不明显。该区雪蒸发日变化呈单峰曲线变化规律，积雪期的日蒸发量和蒸发速率均值分别为0.04mm和0.2×10-3mm/h，日蒸发量波动幅度在0.02~0.14mm之间，在融雪期间，日蒸发量和蒸发速率的均值分别为0.38mm和1.51×10-3mm/h，采用灰色关联度对各因子进行分析，得出净辐射是影响兴安落叶松林内积雪蒸发的主要因素。      

新疆军塘湖流域融雪期不同积雪及雪被地物光谱反射率特征分析

用野外光谱仪测量了融雪期天山北坡军塘湖流域典型实验场的不同积雪及雪被地物的光谱,并对测得的光谱数据进行分析,结果表明,对于纯积雪光谱,在可见光波段有较高反射率,近红外波段范围内在1 100、1 300及2 260 nm附近出现反射波峰。与新雪相比,融化的积雪的反射率峰值在可见光波段和近红外波段内(2 100~2 400 nm)有明显的衰退,而雪被地物(包括覆有积雪的植被和有积雪背景的植被、土壤等)反射曲线均相对较低。对积雪/植被的混合像元光谱特征分析表明,雪被地物的光谱反射率曲线在可见光波段呈上升趋势,这是由于积雪背景的影响。最后,根据积雪、植被、土壤和积雪/植被混合像元的光谱特征建立混合光谱拟合方程,结果表明,模拟的光谱曲线与实测值有很好的相关性,其相关系数为0.927 6。     

室内模拟坡向和坡度对可燃物含水率的影响

森林地被可燃物含水率的动态变化是影响森林火险等级高低的因素之一,为研究不同地形条件对1h时滞可燃物含水率的影响,采集哈尔滨城市林业示范基地的白桦林和兴安落叶松—白桦混交林地被物以及林地内的土壤,借助变坡土槽在实验室模拟6种不同坡向坡度的森林地被可燃物床层结构,连续监测可燃物含水率和气象参数的动态变化,绘制可燃物含水率动态变化曲线,计算不同地形条件下可燃物含水率的统计学特征。结果表明,平地可燃物含水率＞缓坡可燃物含水率＞陡坡可燃物含水率,阴坡可燃物含水率＞阳坡可燃物含水率;构建了不同地形条件下地被可燃物含水率气象要素回归模型。     

基于GIS的黑河山区流域水文过程要素分析

水文过程要素是流域水文物理机制的反映,能够为流域水资源的利用和保护提供重要依据。以黑河山区流域为研究区域,采用SWAT-GIS集成模型平台进行水文模拟,阐述SWAT模型水文过程要素的计算方法,基于GIS技术,并利用1990～2000年共11年的径流模拟结果数据,对研究区的水文过程要素进行分析,计算分析流域内降水、径流、入渗、蒸散发、融雪等要素的时空变化特征。     

匹里青河流域变动融雪带径流模型

本文提出一个变动融雪带的融雪径流模型。在匹里青流域试作融雪径流预报,流域内没有气温、蒸发资料,仅出山口处有一个雨量站,产流采用径流系数法,汇流采用调蓄经验单位线,连续预报5年的结果:3月—7月融雪洪水总量的预报合格率达到80％。所以变动融雪带的假设在高山区流域是合适的,进一步研究后,将可能成为一种预报应用模型。     

积雪特性参数分析及雪深模型建立

通过2015~2016年冬季积雪观测试验,测量自然条件下雪深、雪层温度、雪层密度、雪层液态含水率等积雪特性参数,分析积雪特性参数影响因子和发育变化规律,构建径向基神经网络雪深模型。结果表明,空气、地表温度及水汽压是影响雪参数发育三大主要气象因子。在时长为124 d覆雪期中,雪深最大平均融雪速率达3.20 mm·d-1,出现在融雪后期。雪层密度随雪深增加波浪式上升,其中稳定期全层密度0.1~0.4 g·cm-3;雪层液态含水率0.5%~3.5%,分层液态含水率中层较大,积雪表层和底部波动较小;全层积雪孔隙率平均值为72.3%,积底层孔隙率廓线下降最快,极差最大。经两次优化后,雪深模型最大绝对误差为0.614 1 cm,最大相对误差为5.85%,模拟精度控制在6 mm以内。     

晋西黄土区典型森林植被耗水规律与环境因子关系研究

森林植被耗水规律是森林植被对水文过程影响机理研究的基础与核心。以典型黄土区山西省吉县蔡家川流域为研究区域,依托国家级森林生态系统定位观测站,对研究区典型森林蒸散耗水及其环境因子进行定量监测,定量分析蒸腾、蒸发等各蒸散的强度与环境因子的关系,分析研究区典型森林植被结构对植被耗水特征的影响。土壤蒸发实验运用称重法,树木蒸腾实验采用热扩散式茎流计法,并结合环境因子调查,对观测结果进行研究分析, 结果表明:土壤的蒸发量与地表植被状况以及土壤温度有关;树木蒸腾耗水与土壤含水量、降雨量、冠幅、树龄的线性关系显著。综合分析可知,影响森林耗水最直接的因素就是土壤水分的变化,若土壤含水量较小,则森林植被首先满足自身对水分的需求。在造林时,可以根据不同苗木的水分需求以及当地的土壤水分含量对林木种类进行选取,可以有效减少当地森林水分的消耗。      

黑龙江省东部森林中雪的水文效益的初步研究

为了定量研究雪的水文过程，采用冬季野外直接观测法，研究森林对降雪，截雪，积雪，融雪的航森林融雪径流的特点。结果表明，森林的截雪率与林冠郁闭度关系密切，针叶林的截雪率是落叶林的２－３倍；人工红松林内积雪厚度最小，融雪持续的时间最长，而落叶杂木林内积雪厚度最大，融雪持续的时间较短，针混产林则介于二者之间；天然次生林的融雪径流占年径流量的２１．７％，河道径流主要以降雨径流补给为主，占年径流量的７０％以上     

小兴安岭主要森林类型对降雪、积雪和融雪过程的影响

选择小兴安岭林区5种主要森林类型,对其降雪、积雪和融雪等雪水文过程进行系统研究。结果表明:1）森林对降雪的截留作用主要受郁闭度和树种组成的影响,云冷杉红松林对降雪的截留作用最大,降雪截留率为39.7%,约为次生白桦林的5倍,人工落叶松的25倍。2）不同森林类型之间的截雪量大小与降雪强度有关,且在同一种森林类型的不同降雪强度中,其截留率差异也不同。3）云冷杉红松林内积雪厚度最小,3月中旬达最大值32 cm,较次生白桦林和落叶松人工林内的积雪厚度减少了约12 cm。4）不同林型内积雪融化速度有较大差异,各红松林内积雪厚度从4月中旬后平均每天减少约0.5 cm,而次生白桦林和落叶松人工林内积雪厚度平均每天减少约1.3 cm,融雪速率相对较快,易产生融雪性洪峰。因此,在东北地区实行栽针保阔,逐步改造天然次生林,使之过渡到针阔混交林,能有效地延长林内融雪时间,从而发挥森林融雪的水文效益。      

新疆河流径流模拟

新疆的水文气象资料的数量和范围都较小,在对其径流模拟中,首先要解决∶⒈径流的形成机制如何？⒉如何模拟融雪径流？⒊模型输入的时空分布估计。通过大量的资料分析与流域实地调查,笔者认为,新疆山区具有湿润半湿润地区的产流特征和干旱半干旱地区的气候特征。使用温度指标的融雪模型能较好地适应现时的水文气象观测条件。需要搜集与径流形成有关的各种直接或间接的资料,包括人们的感性认识,分析它们的内在联系与关系,以解决水文气象资料缺乏的困难,从而使径流模拟工作能够进行。在本文中,给出了面积分别为１９０５８ｋｍ２和１６３０ｋｍ２的两个流域模拟实例。     

一种测量积雪粒径的新方法

将积雪粒径的图像与ARCGIS软件相结合,发展了一种获取积雪粒径数据的新方法,在天山北坡军塘湖流域采集了积雪粒径样本,计算出军塘湖流域积雪等效粒径,并与传统方法进行对比.结果表明,用图像采集与ARCGIS软件相结合的方法是可行的,不仅增加了积雪粒径样本的采集量,且提高了粒径数据的精度;数据表明,军塘湖流域融雪期积雪粒径在垂直方向上从表层至底层逐渐增大,水平方向上,随着融雪过程的进行,积雪粒径逐渐增大;同时,同一层面上的积雪粒径之间的差异也越来越大.     

1981-2017年砚瓦川流域蒸发量变化特征研究

利用砚瓦川流域1981-2017年蒸发量实测数据，运用数理统计、线性回归分析、Man-Kendall检验等方法分析研究砚瓦川流域多年蒸发量变化特征。结果表明，（1）砚瓦川流域37年蒸发量变化总体呈下降趋势，其平均减少速率为4.75mm，2006年是减少突变年。（2）砚瓦川流域37年年平均蒸发量为1182.23mm，80年代的年均蒸发量高于平均值。（3）砚瓦川流域春季蒸发量波动幅度最大，秋季次之，冬季蒸发量波动幅度最小，夏季蒸发量最大，约占全年蒸发量的42.36%。（4）砚瓦川流域月平均蒸发量最大的为6月，最小的为12月。（5）砚瓦川37年降雨量和蒸发量均在减小，但降雨量的减小速率略大于蒸发量的减小速率。     

融雪模型研究进展

介绍了国内外融雪模型的研究现状,阐述了现今流行的两大融雪模型(度-日模型、能量平衡模型)的结构、特点以及模型中存在的一些关键问题,并对国内外进展做出总结,指出GIS、RS技术与融雪模型研究有机结合、高时空分辨率分布式融雪模型以及融雪过程中的水热耦合过程将是今后融雪模型研究的重要发展方向.     

东北地区春季融雪期非点源污染负荷估算方法及应用

针对我国东北地区春季融雪期非点源污染的形成特点,提出了基于现场监测的径流浓度法估算春季融雪期非点源污染。该方法主要包括监测频次确定、监测点位布设、现场监测、融雪径流计算、非点源污染产生量估算、典型子流域入河系数估算和非点源污染入河量估算等7个过程。其中,监测点布设于不同土地利用类型的平均坡度与该种土地利用类型的主要土壤类型重合的区域,监测频次通过分析融雪过程和融雪径流特征确定。将该方法应用于东北地区的阿什河流域,计算出春季融雪期阿什河流域非点源污染COD的产生量为1 637.03 t,入河量为151.11 t。