科爾沁草甸地凍融期土壤水熱鹽動(dòng)態(tài)遷移規(guī)律與數(shù)值模擬研究.pdf

1、分類號(hào)S152.7學(xué)校代碼10129UDC556.3學(xué)號(hào)2012206011科爾沁草甸地凍融期土壤水熱鹽動(dòng)態(tài)遷移規(guī)律與數(shù)值模擬研究StudyonSoilWaterHeatSaltTransferduringFreezingThawingitsSimulationbyNumericalModeloverMeadowLofHqin申請(qǐng)人：劉巧玲學(xué)科門類：工學(xué)學(xué)科專業(yè)：水文學(xué)及水資源研究方向：水文水資源系統(tǒng)模擬指導(dǎo)教師：劉小燕教授劉廷璽教授論

2、文提交日期：二〇一五年六月摘要結(jié)合現(xiàn)階段凍融期土壤水熱鹽運(yùn)移規(guī)律研究現(xiàn)狀，以現(xiàn)有研究為基礎(chǔ)，本文采用連續(xù)動(dòng)態(tài)的觀點(diǎn)和定期定點(diǎn)實(shí)驗(yàn)的方法，研究科爾沁沙地草甸地凍融期土壤水、熱、鹽遷移規(guī)律，應(yīng)用多因子相關(guān)性分析和SHAW模型模擬，分析了科爾沁左翼后旗阿古拉生態(tài)水文實(shí)驗(yàn)站季節(jié)性凍融期草甸地土壤水熱鹽動(dòng)態(tài)變化規(guī)律和影響其土壤凍融過程的主要因素。本文取得如下主要研究成果：（1）分析草甸地地溫隨氣溫的變化過程，發(fā)現(xiàn)科爾沁草甸地土壤溫度變化與氣溫變化

3、趨勢基本一致，且表層溫度變化劇烈。地溫變化滯后于氣溫，滯后的時(shí)間因氣溫變化而不同，同時(shí)凍結(jié)期土壤溫度變化滯后于氣溫變化的時(shí)間大于消融期土壤滯后的時(shí)間，可以證明土壤凍結(jié)速率小于消融速率，并且地表優(yōu)先于地下發(fā)生相應(yīng)變化；根據(jù)地溫變化情況，可將整個(gè)季節(jié)性凍結(jié)、融化過程分為初始凍結(jié)期、穩(wěn)定凍結(jié)期和消融解凍期三個(gè)階段；土壤凍結(jié)過程由表層向下進(jìn)行，最大凍深可達(dá)到104cm；土壤消融時(shí)受地下暖土層熱流和地表溫度雙重影響，由底部向地表和由地表向底部進(jìn)行

4、雙向消融。（2）草甸地地下水位較高，整個(gè)時(shí)期，草甸地土壤剖面含水率均較高，全含水量隨凍融過程變幅不明顯，只有初始凍結(jié)期表層土壤和穩(wěn)定凍結(jié)期下層土壤受凍結(jié)作用變化幅度較大外，其他時(shí)期水分運(yùn)移均不是很活躍；因受土壤類型、原始含水率及土層深度等不同因素影響，各層未凍水含量雖然可以達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)，但各層含量并不相同。另外，與地溫變化趨勢相同，未凍水含量隨土層深度的增加也出現(xiàn)明顯的滯后現(xiàn)象。（3）土壤凍結(jié)期間草甸地鹽分向地表積聚，并在2月達(dá)到最

5、大，后經(jīng)消融及雨水淋潤作用開始下降。結(jié)合凍深器和地溫監(jiān)測數(shù)據(jù)可以準(zhǔn)確確定土壤凍結(jié)深度，草甸地土壤中因含鹽量較大。凍結(jié)期土壤冰點(diǎn)與含鹽量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，因此凍深也受到一定影響，其年際變化并不相同。（4）相關(guān)性分析的結(jié)果顯示，土壤溫度與氣溫相關(guān)性較高，10cm處相關(guān)性達(dá)到0.872，表層向下相關(guān)性逐層減少?？諝鉂穸群屯寥罍囟鹊南嚓P(guān)性較小，表層土壤溫度與含水率呈負(fù)相關(guān)，說明凍結(jié)使得水分像凍結(jié)層聚集，土壤的含鹽量與土層溫度呈負(fù)相關(guān)。淺層土壤含水率