古爾班通古特沙漠融雪水文過程試驗(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,使其水文過程變得復(fù)雜而特殊,高滲透性的沙地和樹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)致積雪與融雪過程的非均勻性。對(duì)該區(qū)積雪-融雪水文過程的研究近乎空白。研究該區(qū)的積雪-融雪水文過程將深入理解當(dāng)?shù)靥厥饩坝^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200G年11月-2007年3月的野外定位實(shí)驗(yàn)觀測(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)周圍不同方向的積雪分布影響范圍沒有明顯區(qū)別,樹高為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;陰坡和陽坡分為0.17-0.225 g/cm3和0.197-0.235 g/cm3。融雪初期,陽坡雪密度大于陰坡,而在融雪末期,陽坡雪密度小于陰坡,且

5、陽坡雪密度值總體變化情況與坡頂接近。陽坡的融雪比壟間和壟頂提前2-3天開始。 融雪水入滲過程。利用HYDRUS-1D/2D軟件對(duì)融雪水入滲過程進(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)沙漠融雪入滲過程的模擬。融雪前期(3月13日),壟間距樹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上升且各層拐點(diǎn)均滯后約2日,40cm土層