森林水文数学模拟及分析

以安藤长期径流模型为基础,结合森林流域的林冠截持降水、森林土壤蓄水、土壤的饱和及超渗地表径流等特点建立起森林流域径流模型,模拟了林冠截持、林冠和地面的蒸散、渗透和地下水的涵养、直接径流及地下径流的生成等过程。同时将此模型用于比较3个小流域的水文特征并通过两个对比小流域水文特征的比较,分析了森林采伐后因植被变化而带来的水文效应。     

试论森林水文效应趋向

总结了过去一段时间国内外森林水文效应的研究情况,在森林能增加水平降水、森林枯落物和林下土壤的涵养水源功能以及改良水质等方面达成共识,认为这些方面的效应为正效应,但森林对垂直降水的影响、对径流和洪水的影响等方面还存在分歧,其主要是由研究方法的差异、试验区域差异的不可比性、研究尺度的差异性和森林本身的异质性引起的。并提出今后森林水文生态效应的研究要结合水文过程的研究,对森林在水文循环中所起的作用和作用机理进行分析,建立具有不同下垫面特征的标准地尺度上的土壤——植被——所连续体模型,并与中尺度大气环流模式相嵌套,再分析流域、区域的森林水文生态效应。     

森林水文研究方法

森林水文研究方法，是以研究大气降水在森林流域中的水分循环为核心，提出系统的观测研究方法。包括：森林小流域的选择与布设，水量平衡场修建与观测，降水，下渗与渗透，蒸散发，土壤水分，森林流域径流，流域水文模型的模拟，水质测定等。本方法参考当代国内外现行的先进和实用的方法撰写而成，可供水文站，森林生态定位站应用和参考。     

我国森林水文研究现状及发展趋势概述

在简要介绍我国森林水文研究历史的基础上,概述了我国森林与降水、径流、蒸发散、水循环和水质等方面的研究现状及主要成果,并对我国森林水文研究的未来民展方向进行了初步分析。     

国外森林水文研究概述

本文在研究分析大量国外文献的基础上,提供了美国、苏联、加拿大、西德、英国、澳大利亚等国森林水文科研体制、研究机构、研究重点等方面的资料,对70年代末、80年代初各国采用的研究方法及研究成果作了评述,并提出,为了全面评价各地区森林的水文作用,以及人类活动对水文规律的影响,研究区域一定要大,同时要坚持大、中、小相结合的原则。     

祁连山森林水文效应研究综述

主要阐述了森林水文的研究动态,以及祁连山水源涵养林的研究进展和实际运用。全面系统地分析了森林与水相互作用的特点和森林的水文效应,为干旱半干旱区山地森林的有效管理和可持续经营提供理论依据和参考。     

森林水文生态效应的初步研究

此项研究的目的在于深入了解森材水文生态效应,为充分发挥山地森林涵养水源保持水土的作用提供依据。研究方法采用常规观测法作定点研究并进行了广泛调查。分别在崂山和徂崃山观测了日本落叶松林、日本花柏—落叶松林、赤松林、油松林、侧柏林和刺槐林等森林群落的林冠截留降水率、枯枝落叶层吸水率和林下土壤吸水量,都获得了定量结果。     

分布式水文模型在森林水文学中的应用

在探讨森林水文模型发展历史的基础上,着重分析了分布式水文模型的理论基础,类型和特点,与传统的集总式模型相比,分布式水文模型考虑了流域内部各地理要素的空间异质性,可以反映流域内部水文过程的时空变化,从而更加准确地预测自然和人为因素对流域水资源和水环境的影响,为流域的科学管理提供可的决策依据,景观生态学可以作为分布式模型进一步发展的理论基础,地理信息系统（ＧＩＳ）技术可分为分布式模型的实现技术支持,在     

国内森林水文研究

森林水文学是水文学的分支学科,是研究森林和水关系的学科。它研究的主要目的就是理清所研究地区森林植被对水分循环的影响以及森林水文循环的整个过程,即通过测定森林水分收入和支出的各项森林水文要素研究降水在森林中的再分配和森林的水文效应,进而得出森林植被调节径流、涵养水源的水文功能规律。     

森林水文效应研究进展

地球陆地表面的1/3是森林,森林植被对区域水文过程和水资源的特性产生重大的影响。本文以过去许多研究结论为基础,系统客观地分析和阐述了森林生态系统与水分循环的关系以及森林在各方面的调节功能,旨在寻找其中科学规律,为森林生态环境建设和保护提供科学依据。     

森林水文学研究述评

森林水文学是研究森林与水之间关系的学科,文中从单个森林水文过程和森林生态系统水文过程及水文效应这2个方面对森林水文学的研究发展进行了简单述评,介绍了截留、入渗、蒸散、径流及土壤水分运动等水文过程的研究进展及模型研究,总结了森林生态系统的水文研究及模拟。     

森林对河川径流影响关系的研究进展

国外森林和水分的关系的科学研究始于20世纪初,森林与径流关系的研究方法大致有大范围的计量分析研究、一个林区或林场的计量调查、小范围的定位观测试验3大类。森林对径流影响的研究主要有森林对年径流的影响、森林对洪水径流的影响、森林对枯水径流影响等几个方面。今后应加强合作研究,特别是利用网络研究对比不同集水区之间的结果来探讨森林对径流的影响,同时重视新技术和新方法的应用。     

森林流域水文过程研究进展

指出了森林水文循环是森林联系气候对森林生态系统产生时空变化影响的重要因子.森林水文过程的研究以流域尺度为大多学者研究所接受,但如何正确地描述或者评价森林生态水文过程对于准确理解流域生态系统水循环及其对全球气候变化响应机制是其基础性关键.基于此,总结归纳了前人成果,以流域尺度森林水文过程的几个关键过程(林冠截留、蒸散、土...     

森林水文作用动态过程模型及效应评价

本文以森林状态作为流域系统的主要特征,描述了森林水文作用的动态过程,推导出了流域系统水文动态平衡方程和水文作用方程,以及林冠持水过程、土壤渗透过程、地表径流形成过程、流域天然蓄水及释放过程和地下水输出等在时间和空间变化中的数学模型．为便于计算机数据处理,对上述连续过程模型进行了离散化处理．并进行了数字仿真,对不同时期的水文特征值和森林状态进行了比较和评价,得出了森林调节水文,涵养水源的定量结论．     

大岗山人工针阔混交林与常绿阔叶林水文动态变化研究

采用定位观测方法与水集水区试验技术方法，利用1-6月份艰测数据，从土壤水分、坡面径流、集水区径流量等方面对大岗山地区人工针阔混交林、天然常绿阔叶林典型森林集水区的森林水文动态变化规律进行了研究。结果表明：⑴人工针阔混交林森林土壤水分量大值（51.8mm）出现在5月份，最小值（33.2mm）出现在3月份，且垂直变化幅度不大。⑵坡面径流量月变化较大，与一次性降水有密切关系，可用指数式y=0.1266e^0.0502x表示。⑶与人工针阔混交林相比，天然常绿阔叶林具有较强水土保持能力和显著水源涵养作用。     

应用官司河分布式水文模型模拟流域降雨-径流过程

由于地理要素（地形、气候、土壤、植被等）的空间异质性,森林的生态服务功能,尤其是涵养水源和保持水土的功能,也存在着空间分异。本文根据森林水文过程和森林水文生态功能的形成机理,建立了通用性较强的官司河分布式水文模型。官司河模型根据流域内部地理要素的空间异质性把流域分成一系列的单元和作用层,以单元和作用层为基本单位,连续计算每个单元和作用层的水文过程和水文要素变化,包括降雨输入、冠层截留、枯落物层吸水、入渗、蒸散、壤中流、地表径流等,进而得到流域水文的时空变化。用此模型模拟了四川绵阳官司河流域的降雨－径流过程,计算结果与观测结果基本吻合。     

Effects of reforestation on the hydrological function of a small watershed in the Three Gorges Reservoir Area

For vegetation communities with hydrological function in the Three Gorges Reservoir Area, the storm event distributed hydrological model Precipitation-Runoff Modeling System (PRMS)-Storm was built based on modular modeling system developed by the US Geological Survey, and was employed to study the effects of forests on peak flows in the Xiangshuixi forest watershed in the Three Gorges Reservoir Area. The results showed that: 1) this simulation study suggested that PRMS-Storm can meet the second level national flood prediction standards of China for simulating storm events of small forest watersheds, and can issue flood forecasting; 2) hydrological functions of different vegetation communities were evaluated, and three simulation scenarios were arranged: mixed conifer-broadleaf forests (scenario 1), broad-leaved forests (scenario 2), and general forests arrangement (scenario 3); 3) the well-arranged forest scenarios can reduce over 20% of surface runoff, result in an increase of over 16% in subsurface flow, and decrease peak flow by 20.8%, 9.6%, and 18.9%, respectively. The reduction of peak flow rates was significant when rainfall peak was higher than 0.8 mm/min, especially for short-term rainfall events. In general, we found that scenarios 1 and 3 were preferable for reducing peak flow rates and volumes in the reforestation practices in the study region, and scenario 1 was better than scenario 3, so the mixed conifer-broadleaf forests had the best hydrological function. __________ Translated from Journal of Beijing Forestry University, 2006, 28(5): 42–51 [译自: 北京林业大学学报]     

鼎湖山森林流域地表水与地下水水质的长期特征

【目的】探究森林流域地表水、地下水的水质特征及其动态变化,为区域环境变化应对及生态环境建设与管理提供参考依据。【方法】以鼎湖山国家级保护区东沟完整流域为对象,依照中国生态系统研究网络森林水环境监测规范,对鼎湖山森林流域流动地表水、浅层地下水水质开展长期定位观测。【结果】研究期间（2005—2018年）,鼎湖山流域大气降水整体呈现为弱酸性（pH值为5.85±1.10）;相较于同期大气降水,森林流域流动地表水显著酸化（pH值为4.76±0.58,P<0.01）,而流域下游浅层地下水则有一定程度的酸度改善。整体上,大气降水的矿化度较低,且无论干、湿季,浅层地下水矿化度均极显著高于大气降水和流动地表水（P<0.01）;对溶解氧和化学需氧量指标的长期测定结果均表明鼎湖山森林流域地表水、地下水受人为污染的程度低,水质优。通过对水体中主要离子含量的比较分析发现,流域下游浅层地下水水体阳离子Na⁺、K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺和阴离子SO₄^2-、Cl-含量均极显著高于流动地表水(尤其是Ca²⁺和K⁺增幅剧烈),而NO₃^-在地下水中含量却显著低于流动地表水（P<0.05）;除浅层地下水中SO₄^2-含量存在干、湿季间的显著性差异（P=0.03）外,其余离子的季节间差异均未达到显著水平。【结论】严格保护下的鼎湖山森林流域地表水、地下水水质均较优,可以作为该区域水环境治理的本底参考。     

滦河上游水源涵养林枯落物层水文效应研究

为探讨森林枯落物水文过程及规律,对滦河上游3种不同类型林分枯落物及其结构进行了调查,并对其水文效应进行了探讨。结果表明:1油松纯林的枯落物生物量为12.03t/hm2,最大持水量为19.4t/hm2,有效拦蓄量为23.52t/hm2;落叶松纯林的枯落物生物量为9.51t/hm2,最大持水量为11.9t/hm2,有效拦蓄量为17.03t/hm2;落叶松白桦混交林的枯落物生物量为5.54t/hm2,最大持水量为13.0t/hm2,有效拦蓄量为13.7t/hm2。2半分解层枯落物浸泡8h已基本达到饱和,而未分解层需浸泡10h,持水量与浸泡时间的关系式为Q=alnt+b;枯落物在浸水的前0.5h内吸水速率最大,4h左右时吸水速率明显减缓。