一次层状云降水过程云中液态水含量的演变特征

利用2011年7月3日甘南玛曲一次层云降水过程的地基微波辐射计探测资料,分析了玛曲强降水发生前后云中温度、湿度以及液态水含量在不同高度上随时间的演变特征:在降水开始前2小时左右,空中大气温度及相对湿度均随高度的升高而递减,云液态水含量为1.0g/m3出现急剧的增加累积;降水影响时,0℃层高度逐渐降低,空中大气冷却降温较快,温度随高度的增加出现了10～20℃/2km的递减,相对湿度随高度的升高而虽然也呈现递减规律,但8km高度以下的范围内,相对湿度比降水前有较大幅度的增加,尤其在4km高度处最为明显;而液态水含量的急剧减小过程,预示着降水即将出现消亡。指出了地面产生降水明显滞后于液态水含量的增加累积约40min,空中云液态水含量特别是低层液态水含量的累积厚度、持续时间和累积区顶层与底层有无明显的波动可判识层云地面产生降水的强弱。     

降水对多年冻土活动层水热影响定量分析

青藏高原降水变化直接影响多年冻土稳定性及高原生态环境的演变。为定量研究青藏高原降水对多年冻土活动层水热的影响,文中以北麓河冻土工程与环境综合观测站2013年降水资料和活动层水热数据为基础,定量分析了不同季节和不同时刻降水与活动层水热状态的关系。结果表明:1)北麓河地区暖季的高频率、小雨量降水对冻土活动层具有明显的冷却效果;2)冷季降水以少量降雪为主,雪盖厚度薄、持续时间短,不能起到保温层作用,快速融化的雪水反而升高活动层温度;3)不同时刻降雨对活动层的热影响差异明显,14点左右的降雨产生的能量变量最大。     

脱硫石膏对苏打盐碱土水盐入渗过程的影响

为研究脱硫石膏对苏打盐碱土水盐入渗过程的影响,2020年6月进行了一项室内土柱入渗试验,供试土壤离子组成主要为Na2 CO3和NaHCO3、电导率为1.89 mS·cm-1、钠吸附比为10.01、碱化度为40.20％,设置了5个脱硫石膏施用水平(施用量分别为土重的0.0％,0.5％,1.0％,1.5％,2.0％),并利...     

降水对北麓河地区多年冻土活动层水热影响分析

青藏高原降水变化影响高原生态环境的演变、干旱区水资源利用及地表工程结构的稳定性。为研究青藏高原北麓河地区降雨特征及其对活动层能量平衡的影响,以北麓河冻土工程与环境综合观测站2003至2013气象监测数据和活动层水热数据为基础,分析了北麓河地区降水特征及降水与地表水热变化的关系。结果表明:1)北麓河地区降水以5月至9月降雨为主,近10a来降水和气温呈增加趋势;2)夏季高频率、小量降雨事件有减少地表净辐射、增加地表蒸发潜热、降低土壤表层温度的作用;3)在降雨增加背景下冻土活动层含水量并未出现明显的增加趋势,地表蒸发潜热和水汽运移对活动层能量平衡作用不可忽略。     

微咸水矿化度对重度盐碱土壤入渗特征的影响

通过微咸水室内一维垂直入渗试验,分析了淡水以及4种不同矿化度(2,3,4,5 g·L~(-1))微咸水对重度盐碱土壤累积入渗量、湿润锋运移深度、土壤含水率、入渗历时、入渗速率的影响。结果表明:累积入渗量、湿润锋运移深度、土壤含水率随微咸水矿化度的增加呈现增大的趋势,但与淡水相比,2,3,4,5 g·L~(-1)微咸水的累积入渗量、湿润锋运移深度随入渗时间的变化差异较小;同一土层,土壤含水率大小比较:淡水5 g·L~(-1)3 g·L~(-1)2 g·L~(-1)4 g·L~(-1);在微咸水灌溉条件下,累积入渗量与湿润锋运移深度呈线性关系。采用Kostiakov模型,Philip模型和Green-Ampt模型模拟微咸水入渗过程,结果显示,Kostiakov模型可以更好地描述重度盐碱土入渗率与入渗时间的关系。     

甘肃干旱半干旱地区降水特征及其对农业生产的影响

本文根据甘肃干旱半干旱地区多年降水资料分析，得出其降水资源的主要特征是：降水量少，水热光组合失调；降水变率大，易干旱也可能洪涝；降水年内分配不匀，干旱时段明显等，并较详细地评述了这些降水特征对农业生产的利弊影响，还提出了农业生产充分利用降水资源的途径。     

液膜覆盖对旱地土壤结构特征及入渗性能的影响

为了研究长期液膜覆盖对旱地土壤结构及入渗性能的影响,于2015—2018年在山西农业大学林业试验站进行了田间随机区组试验.试验设计有垄沟耕作和平作方式下的液膜和塑膜覆盖,以平作不覆盖为对照.结果表明:(1)液膜覆盖能改善土壤理化性质.和其他处理相比,PY、LY显著增加了土壤有机质含量和毛管孔隙度;与对照(CK)相比较,...     

渭河流域近50年降水特征变化及其对水资源的影响

以黄河第一大支流渭河流域为研究对象,基于长期水文观测资料,就不同时间尺度(包括月、年、10年)降水特征及其变化规律进行了分析,结合水资源变化的分析结果,对流域水资源变化的动因进行探讨,指出降水减少是渭河流域水资源减少的最直接、最主要的原因,此外,人类活动影响也起到一定的作用。     

微咸水与生物炭协同作用对盐碱土入渗特征及水盐运移的影响

为研究添加生物炭条件下微咸水矿化度对盐碱土水盐运移的影响,采用一维垂直土柱入渗试验,研究了微咸水灌溉并施用生物炭对盐碱土水盐运移特征及其对Philip和一维代数入渗模型参数的影响,并对入渗模型的适用性进行了评价。本研究设置淡水对照CK(0 g·L^-1)及4种微咸水矿化度水平(2、3、4、5 g·L^-1)与施用玉米秸秆生物炭(5 t·hm^-2)组合试验方案。结果表明：使用微咸水灌溉或施用生物炭均会增加土壤水分入渗速率及土壤含水率,提高土壤保水能力,且微咸水和生物炭协同作用下效果更好。灌溉微咸水并施用生物炭降低了土壤含盐量,在0～30 cm深度内的平均含盐量比初始含盐量降低了34.75%～74.00%,具有良好的盐分淋洗效果。Philip入渗模型能够较好模拟微咸水和生物炭协同作用下的土壤水分入渗情况,灌溉微咸水或施用生物炭会使吸渗率S增加,且两者结合使用时S增幅更大;由代数模型计算而得的土壤各层理论含水率值与实测值之间的平均绝对误差与均方根误差均小于2.2%,表现出一维代数模型较好的适用性。综上所述,使用微咸水灌溉并配施生物...     

天水地区降水时空特征及其对印度洋偶极子的响应

采用Mann-Kendall及自然正交分解(EOF)方法,对渭河流域上游天水地区18个降水观测站1956-2005年系列资料进行趋势检验与距平场的EOF分析.结果表明:该区域的降水自1994年以来有明显减少趋势,并存在全部一致型、东西型和南北型3种典型的降水类型.其中,第一特征向量的方差贡献率占82.2%,全部一致型的降水分布类型在该区域为主导.同时,该区域降水与印度洋偶极子有较好的正、负相关性.其中,正相关的延时为7～8个月,负相关的延时为2～3个月.     

井塘结合入渗补给地下水的包气带水流模拟

为探究井塘结合模式在含水层补给管理中的应用潜力,利用HYDRUS软件构建了二维轴对称模型。通过对已有文献中实际场地有井无塘模式复现验证了本文建模过程的准确性,并进一步分析比较了不同塘半径下(5、15、25 m和35 m)井塘结合、有井无塘和有塘无井3种模式的补给效果,以及不同包气带质地(砂土、壤质砂土、砂质壤土和壤土)和井深(33、38、43 m)对井塘结合模式入渗和补给效果的影响。模拟结果表明：（1）复现值与文献值吻合较好,决定系数R²均在0.98以上;（2）不同塘半径下井塘结合模式的补给效果均优于其他两种模式,但渗透塘半径为5 m时,井塘结合模式730 d的累计补给量分别为有井无塘和有塘无井模式的1.02倍和36倍,而当渗透塘半径增大到35 m时,井塘结合模式730 d的累计补给量则为有井无塘和有塘无井模式的2.6倍和1.54倍;（3）不同包气带质地下井塘结合模式累计入渗量随入渗时间呈线性增大的趋势,而累计补给量则分别在26.3 d、38.9 d、81.9 d和164.4 d时(湿润锋达到稳定状态)才随时间增加呈线性增大的趋势,随包气带渗透系数K_s的增加,湿润锋首次到达补给区域的时间分别为0.75、1.38、3.63 d和8.63 d;（4）井深每增加5 m,井塘结合模式730 d的累计入渗量分别增加5.5%和5.9%,累计补给量分别增加9.5%和9.8%,湿润锋首次到达补给区域的时间则分别减少31.8%和25.6%。研究结果可为地下水人工补给调蓄工程的优化设计提供参考。     

农田降水渗透深度的影响因素

根据农田水分平衡原理和溢满渗透理论,利用2006～2009年河南省4个土壤水分自动观测站点的土壤湿度监测资料和水分渗透模型,分析了降水渗透深度与影响因子之间的关系.结果表明:降水渗透深度与初始土壤湿度、过程降水f和雨后日数有明显的线性关系,随着三者的增大而渗透深度加深;其中初始土壤湿度影响最大,过程降水量和雨后日数相继...     

基于多入渗模型的荒漠砂质土壤积水入渗模拟对比

包气带土壤水分入渗在水文循环中起着至关重要的作用,深入了解降雨-积水-入渗过程的相互关系对评估荒漠环境下土壤水分补给和降水再分配具有重要意义.本研究以自然沙丘的丘间低地为研究对象,通过土壤剖面入渗原位观测试验.采用Kostiakov、Green-Ampt、Philip入渗模型和Hydrus-1D、Hydrus-2D/3...     

基于野外原位光谱的棉田耕层土壤全氮含量监测模型研究

针对可见光和近红外光穿透力不强、难以监测到耕层土壤全氮的问题,以石河子垦区播前棉田土壤为研究对象,获取3种不同土壤质地类型的原位光谱及不同耕层的土壤全氮含量信息,通过Savitzky-Golay平滑处理及最大归一化处理对土壤原位光谱进行预处理,并利用广义传播神经网络(GRNN)、随机森林回归(RFR)、支持向量机回归(SVR)、最小二乘回归等4种建模方法,建立和筛选出不同土壤质地类型的棉田耕层土壤含量的最佳监测模型。结果表明：(1)不同建模方法在各耕层监测精度不同,在浅、中、深耕层表现最佳的监测模型均为GRNN模型（R²分别为0.72、0.68、0.63）。(2)优化后的NGRO-GRANN模型监测精度高于GRNN模型,在浅、中、深三个耕层的预测精度提高16.2%~30.2%。(3)基于原位光谱建立不同耕层的土壤全氮监测模型具有较好的监测效果,且大量简化了室内光谱处理的繁琐步骤。该研究为野外原位光谱快速获取棉田播前土壤各耕层养分信息提供了理论基础与技术支撑,具有一定的可行性与鲁棒性。     

陇东黄土塬区土壤包气带水分水势特征研究

选取陇东黄土包气带为研究对象,综合运用数理统计与对比分析相结合的方法,研究黄土地区包气带土壤水分、水势变化特征和土水势构成结构,结果发现,在陇东黄土塬区,坡头荒地等较干旱、沙质土壤中,包气带水分变化呈对数分布特征,而耕作土壤其水分含量特征则不满足这种类型.在土水势构成方面,溶质势所占比例平均约为20%,其中坡头荒地约占...     

苹果树根域土壤理化性质对园艺地布覆盖的响应

为探究园艺地布覆盖对苹果树根域土壤理化性质的影响,本研究设置了园艺地布覆盖和清耕2个处理,于2018年2—12月对苹果树休眠期、盛花期、幼果期、果实膨大期及果实成熟期0～60 cm土层的土壤理化性质进行测定。结果表明:园艺地布覆盖果园相比清耕,土壤含水量提升了0.16%～7.10%;土壤pH在休眠期40～60 cm土层增大了0.12,在其余生育时期及土层内降低了0.06～0.43;有机质含量在休眠期至幼果期0～20 cm土层、休眠期和盛花期40～60 cm土层、果实膨大期0～60 cm及果实成熟期40～60 cm土层增加了0.05～4.05 g·kg^-1;碱解氮含量增加了2.10～46.05 mg·kg^-1;速效磷含量在休眠期40～60 cm土层和盛花期20～40 cm土层分别降低了0.87 mg·kg^-1和0.43 mg·kg^-1,在其余生育时期及土层增加了5.57～57.58 mg·kg^-1;速效钾含量增加了43.78～182.19 mg·kg^-1。园...     

层状土壤水盐动态研究与分析

针对我国西北地区土壤剖面多呈层状结构和土壤的盐渍化面积逐年增加的实际情况,概述了国内外入渗和蒸发条件下非均质层状土壤水盐运移的研究动态,总结了其主要研究成果,明晰了成果之间的相互关系及其实际应用价值,探讨了研究中目前存在的主要问题,为灌溉和排水等措施的拟定以及进一步的研究提供参考信息。     

滴灌灌水量对风沙土大豆根区硝态氮及水分分布的影响

为合理进行风沙土地区灌溉管理,将水肥控制在根区范围内并满足大豆生长需求,以灌水量为试验因素,基于作物冠层蒸发皿蒸发量设置0.4（W1）、0.6（W2）、0.8（W3）、1.0 E_pan（W4）和1.2 E_pan（W5）5个灌溉水平,研究不同灌水量对大豆根区硝态氮和水分分布的影响。结果表明：增加灌水量会使土壤水分入渗深度增加10~30 cm,增大根区土壤水分分布的不均匀性,苗期W5处理剖面水分平均值较W1处理增大40.22%,W4、W5处理能够维持大豆根区6%~7%的土壤含水率。硝态氮有明显表聚现象,随着灌水量的增大,淋洗深度增加且不均匀性增大,根区土壤硝态氮平均含量降低,当灌水量高于1.0 E_pan时,硝态氮含量低于10 mg·kg^-1。W2、W3和W4处理能保证大豆根区在生育前、中、后期处于15~22 mg·kg^-1的硝态氮浓度区间,垂直方向上灌水量与硝态氮呈负相关关系。风沙土土壤剖面含水率均在4%~10%之间,灌水量是影响风沙土硝态氮含量和分布的主要因素之一;各处理硝态氮含量在10~30 mg·kg^-1之间。综合考虑作物对根区土壤水分和硝态氮含量的需求,以及土壤水分和硝态氮在根层的分布特征,推荐灌溉水量为1.0 E_pan。     

辽西干旱半干旱区免耕行间深松培土对土壤水分及玉米产量的影响

为了探究免耕行间深松培土(集成模式)对辽西干旱半干旱区土壤水分、水分利用效率及玉米产量的影响,依托辽宁省北票市蒙古营乡沈阳农业大学定点试验田,通过监测土壤水分和玉米产量,探讨不同耕作方式(旋耕CK、深松、翻耕、免耕秸秆覆盖、集成模式)对干旱半干旱区春玉米地土壤水分、产量、水分利用效率以及经济效益的影响.结果表明:(1)...