我国植被冠层降水截留研究进展

植被冠层通过对降水的拦截可以改变降水的数量及空间分布、调节地表径流,进而影响生态系统的水分循环。冠层截留过程极易受到多种因素的影响,且不同植被的冠层截留具有差异性。在全球气候变化的背景下,降水变异性的增加、植被的物候效应及土地利用的变化深刻影响着水循环的各个环节,也会进一步对植被冠层截留造成影响。对于植被冠层截留测定方法有人工模拟法和间接观测法,冠层截留模型的研究往往以间接观测结果作为基础。当前我国研究的冠层截留模型主要分为3类：经验模型基于实测资料可揭示不同影响因素与冠层截留的关系;理论模型侧重于冠层截流内在机制,但对于研究者的数学计算能力要求较高;半经验半理论模型参数较少且具有相对明确的物理意义,因此在研究中得到广泛应用。未来我国冠层截留研究可重点关注草本植被冠层截留及变化、结合全球尺度的遥感数据进行方法改进以及冠层截留模型与全球环境变化模型耦合等方面。     

密云水库人工水源保护林降水再分配特征研究

对密云水库北京集水区3种类型人工水源保护林降水再分配特征研究，结果表明，在研究的2年间，大气降水总量545mm，刺槐林穿透降水量为437.78mm，林冠截留量97.73mm，树干茎流量12.49min，油松林穿透降水量397.98mm，林冠截留量131.54mm，树干茎流量15.48mm，板栗要穿透降水量422.07mm，林冠截留量110.73mm，树干茎流量12.20mm，次降雨条件下，林内穿透降雨量与产供销降雨量之间呈线性相关，且呈极显著水平，林冠截留量与次降雨量之间呈指数正相关关系，亦呈极显著水平。     

草本与灌木植物茎叶降水截留作用研究

对4种草本与灌木植物进行了小区试验,分析了它们的降水截留作用。结果表明:①随着生长时间的增加,草本、灌木植物的株高、分蘖、分枝、覆盖面积逐渐增大,其茎叶的降水截留作用逐渐增强;②4种草本植物截留雨水能力的大小依次为偃麦草、披碱草、细茎冰草和赖草,4种灌木植物茎叶截留量和吸水率的大小依次为四翅滨藜、霸王、柠条锦鸡儿和白刺。     

贡嘎山森林区水文物理过程的尺度效应分析

对贡嘎山森林区水文物理过程的尺度效应进行了分析。结果表明:①在空间尺度转换时,选用中尺度时间进行外推更为准确,两个流域面积相差越小,耦合性越好;②枯落物层对产流的滞后时间受面积的影响不是很明显,特别是在未产流阶段;③针叶林枯落物不同分解层的截留量与面积的幂函数相关性最好;④针叶林未分解枯落物层的截留率最小,半分解枯落物层的截留率最大,但是总的来说枯落物不同分解层的截留率与面积关系不大。     

基于简易吸水法的喷灌施肥冬小麦冠层截留量

喷灌施肥时的冠层截留会增加叶片灼伤风险,影响肥料利用效率。为了定量评估喷灌施肥时冬小麦冠层的肥液截留特性,以尿素为研究对象,采用简易吸水法测定了冬小麦拔节-灌浆期不同尿素溶液浓度的冠层截留肥液量和附着肥液当量厚度。结果表明:冬小麦拔节-灌浆期冠层截留肥液量随冬小麦生长显著增加,冠层截留肥液量与植株生态指标显著线性相关,相关程度依次为株高>鲜重>植株表面积>叶面积指数;附着肥液当量厚度在拔节-灌浆期变化相对较小,变化范围为0.051～0.080 mm,均值为0.067 mm。在冬小麦抽穗期和拔节期,不同尿素溶液浓度的冠层截留肥液量和附着肥液当量厚度在p<0.05水平上差异显著。研究提出的冬小麦生育期内冠层截留肥液量与株高的回归方程可用以估算冬小麦生育期内喷灌施肥时的冠层截留肥液量。     

城市化对河南省极端降水空间分布的影响

针对城市化对极端降水空间分布的影响问题,利用城市冠层模型结合WRF(weather research and forecasting)中尺度天气预报模式对河南省2021年"7·20"特大暴雨进行数值模拟,并结合国家级地面观测站实测降水数据对该模型的模拟精度进行了验证.结果表明,考虑城市冠层影响的耦合模型能更好地模拟出区...     

黄花菜在水土保持中的作用研究

对黄花菜的枯落物持水性、冠层截留雨水能力、根系结构及单丛固土能力进行分析研究,结果表明:栽植2a的黄花菜枯落物最大持水率平均值为248.15％,枯落物约有5.60 t/hm2,每次降雨最多可吸收13.90 t雨水;叶子最大吸水率为12.46％～15.24％,冠层截留降水量为0.65～1.12 mm;须根系(直径0～1、...     

喷灌田间小气候对作物蒸腾影响的田间试验研究

为准确评价喷灌水利用率,以地面灌为对照,利用热平衡茎流计对喷灌冬小麦和夏玉米的蒸腾速率进行了连续2年监测,结果表明,喷灌对田间小气候的改善使得作物的蒸腾受到明显抑制,就一次灌水而言,从喷灌启始至蒸腾抑制作用消失,喷灌处理冬小麦蒸腾量仅占地面灌处理的7％～14％,由冠层截留水量蒸发导致的蒸腾抑制量为1.7～4.1mm;夏玉米喷灌处理蒸腾量占地面灌处理的23％～42％,蒸腾抑制量为 0.5～2.8mm。将截留水量与蒸腾抑制量进行比较可知,喷灌夏玉米冠层截留作用可能产生一定量的水分损失,而冬小麦冠层截留水量则在小麦耗水过程中是完全有效的。     

气候变化对青海东部降水和径流的影响

分析了青海东部的气候变化趋势,并对降水、蒸发、径流变化的过程和规律进行了研究.结果表明:近30 a来,青海东部地区随着气温升高,降水量逐步增大,而地表径流量有所减小;干旱区河流对气候的变化更为敏感,降水变化比气温变化对河川经流的影响更为显著.     

关于水闸施工井点降水的研究

水闸工程地基多为软土,受地下水影响大,施工排水较困难,地基处理较复杂,因此对于软基基础的水闸工程井点降水是其重要环节。     

农村水塘对地块氮磷流失的截留作用研究

农村多水塘系统对地块氮磷流失具有很大截留作用。在安徽巢湖中庙附近一农业小流域的实验结果为：1994～1995年间水的截留比例是85．5％，总氮和总磷的截留比例分别达到980％和96．0％，这表明保护水平衡的水塘有益于营养盐在陆地生态系统中的截留和有助于减少农业非点源污染。因而农村水塘以其低成本的建造和维护使之成为控制非点源污染的一种方法。     

降水补给地下水过程中包气带变化对入渗的影响

采用野外试验和室内试验方法,通过对不同降水量的入渗过程中岩土含水率和水势变化规律分析,发现入渗水流在包气带内下渗过程的岩土吸水、过水(即水分通量不变、且不等于零)和脱水的不同阶段,当岩土水势的梯度分别大于、等于和小于1cmH2O/cm(厘米水柱/厘米)时,岩土含水率分别表现为增加、稳定和减少。对包气带不同埋深的岩土含水率和水势变化特征分析表明,随着地下水位不断下降,包气带增厚对降水入渗补给地下水的影响程度和方式都发生改变。当包气带厚度小于潜水蒸发极限深度时,包气带的增厚使得岩土水分亏缺累积量增大,导致入渗速率和地下水获取的总入渗补给量减小;当包气带厚度大于潜水蒸发极限深度时,随着包气带厚度增大,入渗速率趋于稳定,无限时间内地下水获取的总入渗补给量不因包气带增厚而变化,但是有限时间内地下水获取的入渗补给量趋小。这是因为入渗途径的延长导致入渗所需时间增加,以至在有限时间内包气带内过剩的入渗水分尚未充分排出补给地下水。     

沉井施工降水对江堤安全影响的研究

以在建的泰州长江大桥北锚碇(沉井)周边为研究区,用有限元法分析了沉井施工降水过程中地下水运动的变化规律性,从江堤渗透稳定性、整体稳定性及江堤的沉降变形三方面分析了沉井施工降水过程中对江堤安全的影响,工程实践验证了分析计算的合理性。     

陕北黄土高原极端降水对温度变化的响应研究

随着全球变暖,极端降水事件频发,容易造成滑坡和洪水等自然灾害。研究极端降水与露点和地表温度变化的响应关系,可以为未来极端降水趋势的预测及其灾害风险研究提供可靠依据。以陕北黄土高原为研究区域,基于1970—2017年6个气象站的资料,选取6个极端降水指数,采用线性趋势法、滑动平均法和空间插值法等分析其极端降水指数的时空演变规律以及极端降水对露点和地表温度变化的响应特征,并评估其稳健性。结果表明：1970—2017年陕北黄土高原露点和地表温度呈波动上升趋势,极端降水指数中除持续湿润指数略呈下降趋势外,年总降水量、日降水强度、强降水量、强降水天数和5 d最大降水量均呈上升趋势,且呈现“南高北低”特征。日极端降水与露点温度的响应关系呈单调递增趋势,其响应强度均呈C-C标度,而日极端降水与地表温度的响应关系呈Hook结构,其在吴旗和横山站响应强度呈超C-C标度,在其余4个站均呈C-C标度,且日极端降水与露点温度的响应强度小于地表温度的。相比地表温度,极端降水与露点温度的响应关系更为稳健。     

污水处理厂基坑开挖前预降水对支护墙变形的影响研究

开挖基坑前的预降水工作会对其支护墙产生一定的影响,使墙体发生侧移变形。以某污水处理厂基坑工程为例,研究分析大宽度和大面积基坑开挖前降水工作对支护墙侧移变形的影响,并与地层条件、降水时间和深度相似的长条形窄基坑进行对比,得到如下结论：坑内降水的过程会对支护墙侧移造成严重的影响,两者有着比较紧密的关系;当降水深度和降水时间基本一样时,宽度、面积较大的基坑比长条形窄基坑的悬臂侧移严重,后者墙体深部发生的侧移程度远低于大面积宽基坑;基坑支护结构出现侧移的关键原因是预降水活动造成的渗流力作用在基坑内土体上,使土体发生侧移,且方向朝向降水井,土体侧移积累导致支护墙产生侧移变形,不过此现象和支护墙的刚度并没有较大的联系,增大支护墙刚度并不能削弱墙体的侧移程度。     

基于实测的基坑降水对周边土体承载能力的影响研究

工程实践证明,基坑安全与基坑降水密切相关,为摸清基坑降水与基坑安全间的关联关系,进行了大量的原位测试工作,以大量的同步地下水位监测、承压板载荷试验、静力触探试验数据为基础,借助计算机,构建起了无截水措施情况下基坑降水后基坑周边地下水位变化和土体承载能力变化的经验数学模型。介绍了模型的构建过程和应用效果。     

地铁车站改造降水对毗邻轨道交通的影响研究

为了将地铁星港街站与商业空间连接,须将星港街站进行改造,车站改造施工降水势必对临近地铁车站与隧道结构产生影响。基于ABAQUS软件与理论方法渗流算例计算结果的对比分析,验证了ABAQUS软件渗流计算的可靠性。考虑车站改造降水土中水渗流与应力的耦合作用,采用ABAQUS软件计算分析车站改造降水对毗邻地铁车站与隧道结构产生的变形与附加应力。结果表明:(1)车站结构底板产生的最大隆起变形为3.97 mm,最大不均匀沉降为3.01 mm,沉降变形曲率系数为1/21 096;隧道产生的最大隆起变形为0.92 mm,最大不均匀沉降为0.39 mm,沉降变形曲率系数为1/125 000。均在地铁车站结构、隧道结构变形控制范围之内。(2)车站改造降水引起车站、隧道结构的附加应力分别为519 kPa、209 kPa,不会对结构安全造成影响。研究成果为车站改造方案的优化与毗邻轨道交通安全运营影响的预测提供良好的理论依据。     

干旱区若干水文过程研究进展

干旱区严重缺水,土地荒漠化的部分原因是对现有水资源的不合理管理和利用,本文从提高水分利用效率(WUE)的角度,就干旱区降雨截留、水分入渗和土壤蒸发等若干水文过程的影响因素及其机理的研究进展进行评述.在干旱区,冠层截留雨水损失很少,但树干茎流可以使水分和养分在植物根部富集,提高了水分和养分的利用效率,并且在灌丛周围,水分入渗较多,树荫具有减少土壤蒸发的作用;土壤物理结皮可以减少水分入渗,增加蒸发,但关于生物结皮的作用还存在争论,干沙层的保水机理有待深入;砂田砾石层具有截留雨水、增加入渗和减少蒸发的作用.目前对干旱区这些水文过程的认识还停留在植株或中小尺度,需要在较大尺度加深对水循环过程的综合理解.     

基于ATAK的MSWEP数据空间降尺度及对降水融合的影响研究

全球性降水数据为获取大范围降水空间分布提供了新途径,但其空间分辨率不高一直是制约其应用于流域或区域尺度上的重要因素之一,因此研究全球性降水数据的空间降尺度方法具有重要的理论和实用价值。本文采用从区域到区域的Kriging(Area to Area Kriging, ATAK)和反距离权重(Inverse Distance Weighted, IDW)两种方法,不考虑地面雨量资料及影响雨量的有关辅助信息,在汉江流域将全球性降水数据MSWEP的空间分辨率由0.1°×0.1°提高至0.02°×0.02°。结果发现ATAK降尺度得到的月雨量场虽然在统计精度上与IDW无明显差异,但提高了对月降水量局部空间变异特征的描述能力,在一定程度上克服了IDW的平滑效应。进一步以ATAK、IDW降尺度处理后的MSWEP数据以及不作空间降尺度处理的原始MSWEP数据为背景场,采用GWR方法分别与雨量站网降水数据融合,发现3种情况下得到的月降水融合数据在空间基本格局上相同,精度统计结果也较为接近,但雨量场的空间连续性及细节特征仍有一定差异。在地表雨量站网密度较高的情况下,背景场差异对MSWEP和站点降水融合结果...     

农作物对水分的调节作用

农作物的生长不仅依赖水分、消耗水分,而且在其整个生育期内对水分有着很大的调节作用.本文就农作物对水分的调节作用,以太谷均衡实验站的试验资料为基础,以春玉米为主要研究对象,从其对降雨的再分配和对土壤水的蒸发蒸腾作用等方面进行了分析.结果表明:农作物可将降雨分为截留量、茎流量和穿透量三部分;农作物通过根部吸水以蒸散发的形式对土壤水进行调节,使大量的土壤水转化成为大气水.