云南省水、陆面蒸发量计算方法的初步研究

采用本文提出的方法，计算了全省各站历年各旬的水面蒸发量、历年各月的陆面蒸发量。计算结果的精度能达到水文部门的乙级标准，表明文中所涉及的地面太阳总辐射量的计算、海拔高度对蒸发影响的订正、参数Ct的确定以及布德科公式适用范围的修改，在实际工作中具有应用价值。     

甘肃陇东黄土高原陆面实际蒸散测算方法比较研究

为了更好地研究甘肃黄土高原比较接近实际蒸散的估算方法,运用西峰农业气象试验站1981~2010年土壤湿度测量资料及西峰国家基准气象站蒸发、气温、降水、相对湿度、日照时数、风速等资料。分析了实际蒸散变化特点及与蒸发量、彭曼方法蒸散量计算值及降水量的关系。结果表明,1981~2010年100 cm土层实际蒸散量存在着13年的周期变化。30 cm、50 cm土层实际蒸散量分别占100 cm土层实际蒸散量96%和98%。3~6月、10~11月,蒸散量大于降水量,为土壤的失墒期;7~9月,降水量大于蒸散量,为土壤收墒期。降水量拟合实际蒸散量效果较好,其次为蒸发量及彭曼蒸散量。浅层贮水量与实际蒸散量相关性比深层显著,蒸散对上层土壤水分的影响较大。     

CLDAS驱动陆面模式模拟中国区域潜热通量的精度评价

利用不同下垫面的通量塔站潜热通量观测数据,计算中国气象局陆面数据同化系统的3个陆面模式(CLDAS-CLM、CLDAS-Noah和CLDAS-Noah-MP)和全球陆面同化系统(GLDAS-Noah)与通量塔站观测资料之间的相关系数(R)、平均偏差(ME)、均方根误差(RMSE)和纳什系数(NSE),进行多时间尺度、多下垫面的精度评价。结果表明:4个模式模拟结果基本能模拟出单峰型的日内变化和年变化趋势以及峰值出现时间,日变化峰值基本出现在14:00,年变化峰值出现在夏季,在分别存在灌溉和土壤冻融现象的农田和湿地处春季数值模拟效果稍差;在小时、日和月尺度上,CLDAS系列模式的模拟效果基本优于GLDAS,从相关系数(R)上看,CLDAS系列的平均值较GLDAS-Noah分别高出0.07、0.08和0.02,从均方根误差(RMSE)上看,CLDAS系列的平均值较GLDAS-Noah,分别减少6.6、5.5和2.3W·m^-2。模式模拟效果随着时间尺度和下垫面性质发生变化,月尺度上的模拟效果最好,其中Noah-MP表现较好,其R值为0.88,RMSE为20.8W·m     

黄土坡面侵蚀过程实验研究

伴随着黄土坡面上的产流产沙过程，黄土坡面形态亦在经历一个迅速变化的过程。该文主要研究坡面平面形态及其剖面形态的变化与侵蚀类型及微地貌形态的关系。对于 具有特殊意义的平衡状态下的坡面侵蚀机理之探讨，该文结合前文听阁类过程对面蚀与沟蚀机理分别进行了研究，从而初步提示了黄土坡面侵蚀过程中坡面形态变化的机理。     

陆面数据同化方法在绿洲农田土壤温湿度模拟中的应用

为准确预测绿洲农田土壤水分的变化以利于合理分配有限的水资源,该文利用耦合于中尺度大气数值模式MM5和WRF中的Noah Lsm与集合卡尔曼滤波方法建立了一维的陆面数据同化系统,将其应用到绿洲农田土壤的水热模拟研究。模拟结果表明：在陆面数据同化系统中同化土壤湿度后,不仅提高了绿洲农田土壤湿度的模拟精度,还可在一定程度上提高土壤温度和潜热的模拟性能;在同化土壤湿度的基础上进一步同化土壤温度,可显著提高绿洲农田土壤温度的模拟精度。若将研究结果进一步应用到中尺度大气数值模式MM5和WRF,可以较好地监测大面积的土壤温湿度变化以便做出合理的水资源调配。     

黄土坡面侵蚀过程实验研究

黄土坡地坡面侵蚀过程包括降雨过程中的产流产沙过程以及相应的坡面形态变化过程。该文主要研究产流产沙过程。在对国内外已有同类成果分析的基础上，为弥补现有成果的一些不足之处，设计了室内黄土坡面侵蚀模拟实验。实验分１０个组次对产流、渗流、产沙、沟道发育、沟与坡的侵蚀过程及其坡蚀量、沟蚀量、侵蚀过程中的微地貌现象直至坡形变化进行了详细测量与观察，获得了大量实测数据。关于坡面形态变化的讨论将在后文展开。本文及     

基于遥感技术的陆面蒸散研究进展

遥感技术的发展为大面积的陆面水分蒸散估算提供了一种新的手段。本文首先分析了目前常用的几种陆面蒸散方法的理论基础;在此基础上介绍了各自的模型算法,并阐述了各种模型算法的特点及其优劣势;分析了目前遥感蒸散研究所面临的问题和发展趋势。     

黄土塬区坡面水蚀作用过程

土壤加速侵蚀这一全球性的问题时时困扰着人类,全球每年有近2 000万hm2土地,由于土壤侵蚀导致土地生产力全部丧失或基本丧失.黄土高原农耕地有70%以上属坡地范畴,由于黄土本身松散、区域降雨集中、强度大等因素的影响,导致坡面侵蚀及由于坡面径流集中而引起的沟道侵蚀相当严重,不但影响本区的农业生产及环境, 还严重威胁到黄河下游地区人民的生命财产安全.对于黄土区坡面水蚀过程的研究正是基于这样的急迫形势而展开的,研究从坡地水文学理论入手,采用力学及数学方法,结合泥沙运动理论及坡面地貌特征,推导出多种力能表达式及作用特征 ,再通过室内外实验,观察力的作用过程及作用结果,求解有关参数.最终目的是掌握坡面水力侵蚀产生的动力、作用对象、作用过程、增大或减弱侵蚀的主要因子及影响规律,以期建立较系统的侵蚀过程模型,并服务于生产.研究主要方法及结论如下:     

黄土坡面径流输沙过程试验研究

为了建立合理的土壤侵蚀评价和预报模型,基于泥沙运动理论,通过室内径流冲刷模拟试验,以黄土坡面为研究对象,研究了坡面径流输沙过程,推导了坡面径流输沙率理论公式。研究结果表明,不同坡度、流量组合条件下,坡面平均流速和不同时段的产沙比随冲刷历时的变化具有相同的变化趋势;坡度对流速和坡面产沙比的阶段性影响相反;坡面侵蚀输沙变化规律受制于流量和坡度之间的相互对比情况,坡度越陡,坡面流达到侵蚀平衡时刻越早;通过试验数据验证输沙率公式,相关系数为R²=0.799 3。     

典型喀斯特坡面产流过程试验研究

通过人工降雨模拟典型喀斯特裸坡面径流过程试验研究,结果表明;在相同坡度和基岩裸露率的喀斯特地表、地下双层空间开放水文系统条件下,不同降雨强度和地下孔裂隙度的地表、地下径流分配呈负相关并具有临界点和交叉平衡点;二者随降雨过程的变化具有同步性;与降雨强度、地下孔裂隙度和降雨历时呈多元线性相关,相关程度分别是降雨强度＞地下孔裂隙度＞降雨历时,其中地表径流与降雨强度及降雨历时星正相关,与地下孔裂隙度呈负相关,地下径流与降雨强度及地下孔裂隙度呈正相关,与降雨历时呈负相关.     

流域土地利用/覆被变化对水文过程的影响研究进展

随着全球变化研究的深入,土地利用/覆被变化(LUCC)与水文过程的相互作用成为全球生态与环境研究的热点和前沿问题.在阐述土地利用/覆被变化对水文过程影响特性的基础上,从LUCC对径流影响的研究成果、研究方法,以及模拟尺度等方面概述了LUCC对水文过程影响的研究进展.综合分析表明,由于区域气候和地理的差异性,以及研究尺度和方法的不同,特定流域上LUCC对水文过程影响的结论难以取得一致.需要考虑多方面因素,正确评价LUCC对水文过程的影响,加强生态环境效应研究,为流域土地利用规划和水资源的合理配置提供科学依据.     

塔里木河流域水文过程的特点初探

根据1957-2003年塔里木河流域气温、源干流水文资料，对塔里木河流域基本水文过程，山区降水和温度变化、源流区来水情况以及干流区各段水资源消耗进行分析，试图对近50年来塔里木河流域水文过程的特点进行初步分析和讨论。结果显示：塔里木河流域特殊的自然条件造成流域径流的形成区与水资源开发利用区，水资源荒漠平原消耗区相分离，而由于全球气候的变化。山区温度升高和降水增加，源流区径流量大幅增加，其中对干流影响最大的阿克苏河近10年进入特丰来水时期；但是，塔里木河干流来水量并未增加反而呈现微递减的走势，随着干流上游段耗水量的不断增加，塔里木河中下游生态环境明显退化。     

天山北坡呼图壁河流域积雪水文过程对气候变化的响应

积雪是干旱区水资源的重要组成部分,气候变暖引起的降水形态和积雪消融的改变势必会对流域径流过程及其组分变化产生重要的影响.选取天山北坡呼图壁河流域作为干旱区积雪补给典型流域,利用站点气象数据及IPCC CMIP5气候情景数据,驱动改进雨雪划分方案、融雪径流计算模块的VIC模型,以观测径流和MODIS积雪面积数据进行模型多...     

不同土地利用变化情景下的洪汝河流域水文响应

[目的]研究洪汝河流域土地利用变化对水文过程的影响,为当地水资源的合理规划和利用提供依据和参考。[方法]本研究以土壤水体评价模型(soil and water assessment tool,SWAT)为基础,通过设计多种土地利用情景模式模拟洪汝河流域水文情景,首先利用数字高程模型(digital elevation model,DEM),土地利用数据、土壤数据以及日气象数据建立模型;其次选用2006—2008年的水文观测数据进行模型率定,并进行敏感性和不确定性分析;最后,设置4种土地利用情景模式进行水文模拟。[结果]退耕还林情景下径流减少4.23%;而在耕地增加,城镇用地增加和以城镇用地、林地草地增加为主的复杂土地利用变化这3种情景下,径流分别增加3.01%,4.91%和1.50%。[结论]退耕还林增加了可涵养水源的森林,使得径流减少,而增加耕地开垦或城市建设用地则会增加地表径流。     

土地利用和气候变化对嘉陵江流域水文特征的影响

以嘉陵江流域为研究区,通过模型校准与验证得到适宜于该流域的SWAT模型,在综合考虑土地利用和气候变化特征的基础上构建多种情景模式,模拟了不同情景下的主要水文要素。结果表明:(1)1985—2005年,流域林地减少,城镇和农村居民用地增加;草地和工业用地在上游减少,中下游地区增加;耕地在上游增加,中下游地区减少。流域总体呈暖干化趋势,上游地区水热条件的变化较中下游地区大。(2)与1976—1995年相比,土地利用和气候变化共同作用使地表径流增加,地下径流、土壤含水量、壤中流、实际蒸散发和产水量减少。其中,气候变化对流域水文过程的影响大于土地利用变化。林草地具有明显的水土保持作用,耕地在水土保持和水源涵养方面呈负贡献。RCP8.5情景下年平均产水量较RCP 4.5情景高,但长期来看,RCP 4.5情景对降低地表径流和实际蒸散发,增加地下径流、壤中流和产水量的作用优于RCP 8.5。(3)土地利用和气候变化对流域地表径流的影响较大,对中下游的影响大于对上游的影响。     

土库曼斯坦典型绿洲土地利用格局变化的地表热环境响应研究

基于遥感和GIS,选择两期遥感影像,对土库曼斯坦穆尔加布—捷詹绿洲的土地利用及其地表热环境的变化进行分析,探讨了不同土地利用类型的空间格局对绿洲热环境的影响。结果表明:2001—2011年间,研究区土地利用变化最显著的特征是耕地的扩大和其他用地的减少,耕地从2001年的4.84×10⁵ hm²增加到2011年的5.82×10⁵ hm²,其他用地从2001年的5.00×10⁶ hm²减少到2011年的3.88×10⁵ hm²;不同土地利用类型上的地表温度具有明显差异,各土地利用类型地表温度平均值排序为:沙地 > 其他用地 > 盐碱地 > 耕地 > 林地 > 草地 > 水域;以耕地为突出特征的土地利用变化影响区域热效应的效果较为显著,具体表现为绿洲热环境效应减弱,冷岛效应增强。     

地面坡度对地表径流影响的实验研究

本文通过模拟实验,研究了地面坡度对地表径流的影响。重点分析了坡度对径流量的影响;坡度对峰值流量的影响;坡度对汇流的影响。最后作者综合实验研究成果,提出了搞好流域综合治理的几点建议。     

基于MODIS数据的黑河流域地表温度反演研究

基于MODIS数据,运用毛克彪的劈窗算法反演了具有冰雪、冻土地表类型的黑河流域2009年9月23日的地表温度。结果表明：沙漠和戈壁的温度最高,永久积雪/冰川的温度最低,能够客观地反映黑河流域9月下旬白天的气候特点。将反演结果与流域内9个气象站点的实测数据对比分析,得出反演的地面温度与实测的地面温度平均误差为0.82℃,在当前遥感反演地表温度的误差之内。因此,该算法适合大面积的地表温度快速反演。     

元阳梯田核心区不同土地利用类型土壤水文效应研究

为了揭示元阳梯田区森林土壤涵养水源的机理,采用双环法和环刀法等,对元阳梯田核心区有林地、灌木林地、荒草地和坡耕地的持水性能及孔隙情况等进行了研究。结果表明:土壤的质地和有机质对土壤的持水量有重要影响;有机质对土壤持水能力产生直接影响,有机质含量越多,土壤的持水能力越强;质地对土壤的持水能力产生间接影响:灌木林地土壤的持水量最大,深度0—20cm的灌木林地土壤的总持水量为1 404.8t/hm2;土壤的初期含水量对土壤的初渗速率有较大影响,4种土地利用类型中以荒草地的初渗速率为最大。由结果可知,元阳梯田区森林具有持水能力强、入渗特性好的特点,充分发挥了森林调节水文的功能。     

不同灌水技术下香梨地土面蒸发规律研究

对新疆库尔勒灌溉实验站香梨地不同灌水技术处理的土面蒸发进行了试验研究,并分析了土面蒸发强度与土壤含水量和土面蒸发强度与土壤耗水强度间的关系。结果表明,各处理在整个生育期的平均土面蒸发强度由大到小依次为微喷、小管和环管,其累积土面蒸发值分别为116.05,104.53和89.60mm。各处理棵间相对土面蒸发强度与0-20cm土层深度的土壤含水量相关关系显著,呈二次递增规律。土壤耗水强度在生育期内整体上呈现从大到小的变化规律,大小顺序依次为微喷、环管和小管,且土面蒸发强度均随着土壤耗水强度的增大而增大,二者之间呈幂函数关系。