季节性冻土水文特性及冻层土壤水分运移规律研究

摘要

季节性冻土是黑龙江省普遍存在的自然现象，它对区域气候、水循环、水平衡等都有着巨大的影响。冻土层的存在，从性质上改变了土壤水分运移规律，使其完全不同于非冻期，造成产汇流的不稳定。研究冻土区的降水、径流等水文特性，并分析冻层存在条件下土壤入渗特性，为水文过程模拟及合理开发利用水资源提供依据。
　　本文以小兴安岭带岭断面以上流域为研究对象，收集流域内带岭、育林、新功及新曙光水文站的实测降雨、蒸发、径流资料，通过野外试验及室内试验获取数据，运用统计分析的方法对数据进行分析处理，研究该地区水文变化特性，并对冻层条件下的下渗水分变化特性进行分析探讨。主要成果如下:
　　1、利用累积距平差、有序样本最优分割法对青林、带岭站的降水、蒸发特性分析;对青林、新功、新曙光、带岭四个水文站的径流变化特性及变异特性进行了分析。研究表明，研究区降水量、蒸发及径流量均呈现出上升趋势，降水和径流存在不同程度的突变点。
　　2、利用带岭区野外试验和室内试验获得数据分析得到:土壤冻结初期，在供水充分条件下，土壤下渗较快，土壤含水量变化率大，随着入渗历时的增加，入渗量趋于平衡，这一时期由于土层冻结不稳定，导致土层中水热变化复杂;当冻深达到一定时，下渗量明显小于初冻期，但入渗过程类似，具有明显的减渗特性。
　　3、通过实测数据分析土壤含水量运移特性，结果表明，在不同时期（融雪前期、中期、后期）浅层土壤含水量变化显著，分析原因主要是冻层的存在导致土壤蓄水能力发生了变化。

目录

摘要

第一章 绪论

1．1 选题依据

1．1．1 项目支撑

1．1．2 研究意义

1．2 国内外研究进展

1．2．1 国外冻土水文研究进展

1．2．2 国内冻土水文研究进展

1．2．3 季节性冻土水文学未来发展趋势

1．3 研究内容与技术路线

1．3．1 主要内容

1．3．2 技术路线

第二章 研究区域概况

2．1 自然地理

2．1．1 地形地貌

2．1．2 气象与水文条件

2．2 研究区域水文地质

2．2．1 地质构造

2．2．2 研究区土壤类型

2．3 试验数据采集与处理

2．3．1 试验观测与数据采集

2．3．2 数据处理

2．4 本章小结

第三章 季节性冻土冻融机理分析

3．1 季节性冻土特征

3．2 冻土冻融机理

3．2．1 土壤水分存在形态

3．2．2 冻土冻融机理

3．3 冻土冻融原因及影响因素分析

3．3．1 冻融成因分析

3．3．2 冻融影响因素分析

3．4 本章小结

第四章 研究区域水文特性分析

4．1 资料来源

4．2 降水特征分析

4．2．1 青林站降水特征分析

4．2．2 带岭站降水特征分析

4．2．3 小兴安岭带岭区降水特征分析

4．2．4 降水突变点分析

4．3 蒸发特征分析

4．3．1 带岭区蒸发特征分析

4．3．2 蒸发突变点分析

4．4 径流量分析

4．4．1 育林站径流分析

4．4．2 径流突变点分析

4．5 多序列变量联合分析

4．5．1 径流与降水关系分析

4．5．2 径流与蒸发关系

4．6 本章小结

第五章 冻土条件下土壤入渗特性分析

5．1 冻融期土壤入渗能力分析

5．1．1 减渗特性分析

5．1．2 融雪期土壤湿度变化分析

5．2 本章小结

第六章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文

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