古爾班通古特沙漠融雪水文過(guò)程試驗(yàn)與模擬.pdf

1、古爾班通古特沙漠是我國(guó)唯一一個(gè)在冬季存在穩(wěn)定積雪的沙漠。特殊的地形、氣候和下墊面條件,使其水文過(guò)程變得復(fù)雜而特殊,高滲透性的沙地和樹(shù)枝狀分布的沙壟地形,使得融雪水難以形成地表徑流,植被和地形則導(dǎo)致積雪與融雪過(guò)程的非均勻性。對(duì)該區(qū)積雪-融雪水文過(guò)程的研究近乎空白。研究該區(qū)的積雪-融雪水文過(guò)程將深入理解當(dāng)?shù)靥厥饩坝^(guān)的成因,對(duì)干旱區(qū)生態(tài)需水量研究以及荒漠植被的修復(fù)重建具有重要的意義。 本文以中國(guó)科學(xué)院阜康荒漠生態(tài)站設(shè)在古爾班通古特沙漠

2、南緣的試驗(yàn)場(chǎng)作為主要研究區(qū)域,通過(guò)200G年11月-2007年3月的野外定位實(shí)驗(yàn)觀(guān)測(cè)和區(qū)域積雪調(diào)查,并結(jié)合室內(nèi)相關(guān)土壤物理特征參量測(cè)定,研究了古爾班通古特沙漠的積雪物理特征、積雪分布格局及其與植被關(guān)系,并利用HYDRUS-1D/2D對(duì)融雪水入滲過(guò)程進(jìn)行了模擬。主要結(jié)論如下： 積雪分布及其與植被關(guān)系。1月、2月大風(fēng)日數(shù)較多,存在風(fēng)吹雪現(xiàn)象；沙漠積雪分布具有壟間積雪深(18-20cm)、分布較均勻,壟頂積雪淺(15-17cm),陰坡

3、積雪厚度(20-22cm)明顯大于陽(yáng)坡(15-18cm)等特征。不同地形條件,梭梭對(duì)積雪影響顯著,由于古爾班通古特沙漠冬季盛行東南風(fēng)或偏東風(fēng),壟間梭梭北側(cè)積雪最深,當(dāng)梭梭高為295cm時(shí),北側(cè)影響范圍為135cm：陰坡梭梭北側(cè)積雪較厚,樹(shù)高373cm時(shí),北側(cè)影響范圍較大,為195-200cm,其余三個(gè)方向影響范圍165cm：壟頂梭梭對(duì)周?chē)煌较虻姆e雪分布影響范圍沒(méi)有明顯區(qū)別,樹(shù)高為286cm時(shí)影響范圍為130cm;冠幅越大影響范圍越大

4、,其垂直投影內(nèi)積雪較淺。 積雪物理特征及其融雪過(guò)程。11-1月份屬于積雪期,2月下旬-3月上旬是融雪期,其中積雪快速融化期,基本歷時(shí)6天,融雪水總量為35.1mm。同步觀(guān)測(cè)各種地形的雪密度變化范圍為：壟間0.175-0.227 g/cm3;壟項(xiàng)：0.203-0.259 g/cm3;陰坡和陽(yáng)坡分為0.17-0.225 g/cm3和0.197-0.235 g/cm3。融雪初期,陽(yáng)坡雪密度大于陰坡,而在融雪末期,陽(yáng)坡雪密度小于陰坡,且

5、陽(yáng)坡雪密度值總體變化情況與坡頂接近。陽(yáng)坡的融雪比壟間和壟頂提前2-3天開(kāi)始。 融雪水入滲過(guò)程。利用HYDRUS-1D/2D軟件對(duì)融雪水入滲過(guò)程進(jìn)行了模擬,模擬值與實(shí)測(cè)值誤差多在18％以下,個(gè)別值20％左右。表明該軟件可以用于對(duì)沙漠融雪入滲過(guò)程的模擬。融雪前期(3月13日),壟間距樹(shù)干不同距離處不同深度土壤水的體積含水率隨土層深度增加而減小,融雪水入滲速率較慢：13日以后土壤水的含水率呈直線(xiàn)上升且各層拐點(diǎn)均滯后約2日,40cm土層