[目的]为研究东北黑土区横垄坡耕地的融雪侵蚀特征及其影响因素,通过选择黑龙江省牡丹江市麻花沟小流域内相同坡度不同坡长坡耕地进行融雪过程观测,探讨不同坡长径流小区融雪侵蚀特征及变化规律。[方法]在春季融雪期间,研究3种坡长(5、20、100 m)横垄坡耕地的融雪侵蚀过程,分析融雪期间雪深、径流率、含沙量,以及径流总量和泥沙量的变化过程。[结果] 1)积雪深度在融雪期间呈现明显的下降趋势,在融雪中期下降较快,在融雪初期与融雪末期下降相对缓慢,5、20、100 m坡长完全融化时间分别为5、6、6 d。2)融雪过程中,100 m坡长每日在9:30左右开始产流,17:30左右停止产流;5、20 m坡长产流时间较晚1 h左右,产流结束时间提前1 h左右。5、20、100 m坡长累计产流时间分别为5、6、7 d。各坡长径流率和含沙量呈先增大后减小的趋势,径流率和含沙量随着坡长的增加而增加,且含沙量峰值相对于径流率滞后约0~2.0 h。3)在融雪过程中,日径流总量和泥沙量大小为100 m>20 m>5 m,各小区径流总量和泥沙量变化呈先增大后减小的趋势。[结论]在融雪过程中,不同坡长条件下...
[目的]为研究东北黑土区横垄坡耕地的融雪侵蚀特征及其影响因素,通过选择黑龙江省牡丹江市麻花沟小流域内相同坡度不同坡长坡耕地进行融雪过程观测,探讨不同坡长径流小区融雪侵蚀特征及变化规律。[方法]在春季融雪期间,研究3种坡长(5、20、100 m)横垄坡耕地的融雪侵蚀过程,分析融雪期间雪深、径流率、含沙量,以及径流总量和泥沙量的变化过程。[结果] 1)积雪深度在融雪期间呈现明显的下降趋势,在融雪中期下降较快,在融雪初期与融雪末期下降相对缓慢,5、20、100 m坡长完全融化时间分别为5、6、6 d。2)融雪过程中,100 m坡长每日在9:30左右开始产流,17:30左右停止产流;5、20 m坡长产流时间较晚1 h左右,产流结束时间提前1 h左右。5、20、100 m坡长累计产流时间分别为5、6、7 d。各坡长径流率和含沙量呈先增大后减小的趋势,径流率和含沙量随着坡长的增加而增加,且含沙量峰值相对于径流率滞后约0~2.0 h。3)在融雪过程中,日径流总量和泥沙量大小为100 m>20 m>5 m,各小区径流总量和泥沙量变化呈先增大后减小的趋势。[结论]在融雪过程中,不同坡长条件下...
[目的]为研究东北黑土区横垄坡耕地的融雪侵蚀特征及其影响因素,通过选择黑龙江省牡丹江市麻花沟小流域内相同坡度不同坡长坡耕地进行融雪过程观测,探讨不同坡长径流小区融雪侵蚀特征及变化规律。[方法]在春季融雪期间,研究3种坡长(5、20、100 m)横垄坡耕地的融雪侵蚀过程,分析融雪期间雪深、径流率、含沙量,以及径流总量和泥沙量的变化过程。[结果] 1)积雪深度在融雪期间呈现明显的下降趋势,在融雪中期下降较快,在融雪初期与融雪末期下降相对缓慢,5、20、100 m坡长完全融化时间分别为5、6、6 d。2)融雪过程中,100 m坡长每日在9:30左右开始产流,17:30左右停止产流;5、20 m坡长产流时间较晚1 h左右,产流结束时间提前1 h左右。5、20、100 m坡长累计产流时间分别为5、6、7 d。各坡长径流率和含沙量呈先增大后减小的趋势,径流率和含沙量随着坡长的增加而增加,且含沙量峰值相对于径流率滞后约0~2.0 h。3)在融雪过程中,日径流总量和泥沙量大小为100 m>20 m>5 m,各小区径流总量和泥沙量变化呈先增大后减小的趋势。[结论]在融雪过程中,不同坡长条件下...
本文基于中国雪深长时间序列数据集,分析1979—2020水文年东北黑土区年均、各月以及各季主要积雪参数的时空变化特征。结果表明:(1)1979—2020水文年东北黑土区年均积雪深度2.70 cm,年均稳定积雪面积为1.07×10~6 km2,积雪初日为12月1日,积雪终日为3月22日,稳定积雪期112.0 d。年内各季、各月平均积雪深度与稳定积雪面积均呈现出单峰分布的特征,2月均为峰值最高月份。(2)各积雪参数空间分布几乎呈现出一致的空间差异性,均表现为以黑土区腹地为中心的马蹄形空间分布方式。(3)研究发现,除积雪面积未发生显著变化外,积雪深度以及积雪物候均发生了显著的变化。年均、各季以及各月积雪深度均呈现出一致的下降趋势,相比于1979—1988年,近10年年均积雪深度减少了29.48%。积雪初日以1.4 d·(10a)-1的速率显著推后,积雪终日以-1.6 d·(10a)-1的速率显著提前,从而导致稳定积雪期以3.0 d·(10a)-1的速率显著缩短。(4)各积雪参数空间变化特征略有差异。年均积...
本文基于中国雪深长时间序列数据集,分析1979—2020水文年东北黑土区年均、各月以及各季主要积雪参数的时空变化特征。结果表明:(1)1979—2020水文年东北黑土区年均积雪深度2.70 cm,年均稳定积雪面积为1.07×10~6 km2,积雪初日为12月1日,积雪终日为3月22日,稳定积雪期112.0 d。年内各季、各月平均积雪深度与稳定积雪面积均呈现出单峰分布的特征,2月均为峰值最高月份。(2)各积雪参数空间分布几乎呈现出一致的空间差异性,均表现为以黑土区腹地为中心的马蹄形空间分布方式。(3)研究发现,除积雪面积未发生显著变化外,积雪深度以及积雪物候均发生了显著的变化。年均、各季以及各月积雪深度均呈现出一致的下降趋势,相比于1979—1988年,近10年年均积雪深度减少了29.48%。积雪初日以1.4 d·(10a)-1的速率显著推后,积雪终日以-1.6 d·(10a)-1的速率显著提前,从而导致稳定积雪期以3.0 d·(10a)-1的速率显著缩短。(4)各积雪参数空间变化特征略有差异。年均积...
[目的]融雪侵蚀是东北黑土区主要土壤侵蚀形式之一,是该区土地退化的重要作用力,融雪径流侵蚀力是计算融雪径流侵蚀量的关键因子,因此研究融雪径流侵蚀力具有重要意义。融雪径流侵蚀力主要受积雪深度、辐射强度及升温速率影响,其主要驱动力包括融雪速率和地表径流作用。[方法]通过计算近31年日均融雪径流侵蚀力,分析东北黑土区融雪径流侵蚀力时空分布特征,并利用地理探测器辨析各区域融雪径流侵蚀力的主要影响因子。[结果] 3个黑土亚区1990—2020年日均融雪径流侵蚀力均呈现先增大后减小态势,近些年逐步趋于稳定,多年日均融雪径流侵蚀力为0.01 (MJ·mm)/(hm2·h·a);空间上多年日均融雪径流侵蚀力在0~0.21 (MJ·mm)/(hm2·h·a)范围内,基本呈现中间小、四周大规律。融雪径流侵蚀力影响因子空间上表现为积雪深度北部大、南部小,太阳辐射强度呈现由西向东递减,升温速率值从北部向南部递减。通过地探测器辨析融雪径流侵蚀力影响因子作用强弱发现,升温速率对蒙东黑土亚区作用最强,而积雪深度对松嫩黑土亚区及三江黑土亚区作用最强。[结论]通过分析1990...
[目的]融雪侵蚀是东北黑土区主要土壤侵蚀形式之一,是该区土地退化的重要作用力,融雪径流侵蚀力是计算融雪径流侵蚀量的关键因子,因此研究融雪径流侵蚀力具有重要意义。融雪径流侵蚀力主要受积雪深度、辐射强度及升温速率影响,其主要驱动力包括融雪速率和地表径流作用。[方法]通过计算近31年日均融雪径流侵蚀力,分析东北黑土区融雪径流侵蚀力时空分布特征,并利用地理探测器辨析各区域融雪径流侵蚀力的主要影响因子。[结果] 3个黑土亚区1990—2020年日均融雪径流侵蚀力均呈现先增大后减小态势,近些年逐步趋于稳定,多年日均融雪径流侵蚀力为0.01 (MJ·mm)/(hm2·h·a);空间上多年日均融雪径流侵蚀力在0~0.21 (MJ·mm)/(hm2·h·a)范围内,基本呈现中间小、四周大规律。融雪径流侵蚀力影响因子空间上表现为积雪深度北部大、南部小,太阳辐射强度呈现由西向东递减,升温速率值从北部向南部递减。通过地探测器辨析融雪径流侵蚀力影响因子作用强弱发现,升温速率对蒙东黑土亚区作用最强,而积雪深度对松嫩黑土亚区及三江黑土亚区作用最强。[结论]通过分析1990...
东北黑土区是中国最重要的农业生产区域之一,其气候条件复杂多变,冬季积雪是农业生产的重要保障。为定量描述东北黑土区融雪期积雪消融过程,基于能量平衡原理建立单层融雪模型,对梅河口市吉兴小流域2017年和2018年积雪消融过程的能量收支和积雪深度进行分析和模拟。通过对积雪消融过程的能量平衡分析,结果表明:积雪消融的能量主要来源为净辐射通量,其次受湍流交换的影响。其来源分别占总能量的67.4%~74.7%和18.8%~25.8%。积雪消融时间集中在净辐射通量、显热通量、潜热通量日内集中变化时段,由净辐射通量主导,融化时间为9~15 h,历时7 h,整个融雪期为9~15 d,与其他地区差异明显。雪层能量闭合率最大可达0.67,与积雪深度为正相关关系,但积雪覆盖周期过长会导致积雪表面形成冰层,增加雪表面反射率,会导致能量闭合率较低。利用单层融雪模型对消融过程中积雪深度模拟,结果表明:单层融雪模型模拟积雪深度的平均绝对误差(MAE)0.8,模拟效果在可接受范围内。该融雪模型的应用可以帮助我们更好地理解季节性积雪区的积雪物理消融过程,为季节性冻融区水资...
东北黑土区是中国最重要的农业生产区域之一,其气候条件复杂多变,冬季积雪是农业生产的重要保障。为定量描述东北黑土区融雪期积雪消融过程,基于能量平衡原理建立单层融雪模型,对梅河口市吉兴小流域2017年和2018年积雪消融过程的能量收支和积雪深度进行分析和模拟。通过对积雪消融过程的能量平衡分析,结果表明:积雪消融的能量主要来源为净辐射通量,其次受湍流交换的影响。其来源分别占总能量的67.4%~74.7%和18.8%~25.8%。积雪消融时间集中在净辐射通量、显热通量、潜热通量日内集中变化时段,由净辐射通量主导,融化时间为9~15 h,历时7 h,整个融雪期为9~15 d,与其他地区差异明显。雪层能量闭合率最大可达0.67,与积雪深度为正相关关系,但积雪覆盖周期过长会导致积雪表面形成冰层,增加雪表面反射率,会导致能量闭合率较低。利用单层融雪模型对消融过程中积雪深度模拟,结果表明:单层融雪模型模拟积雪深度的平均绝对误差(MAE)0.8,模拟效果在可接受范围内。该融雪模型的应用可以帮助我们更好地理解季节性积雪区的积雪物理消融过程,为季节性冻融区水资...
积雪-冻融耦合作用可改变黑土内部水热分布,进而影响其营养组分。为探究典型黑土区积雪-冻融条件下的水热运移规律,以吉林省公主岭市为例,基于野外原位观测试验,开展了典型黑土区积雪-冻融耦合作用下的包气带水热运移模拟,利用Morris筛选法进行了参数敏感性分析,并模拟分析了不同外界温度和积雪覆盖情景对黑土水分运移的影响。结果表明:研究区春季融雪水可使深在20 cm以上的黑土含水率增加约12%;基于野外观测构建的模型对60~80 cm的土层模拟效果最佳;敏感性分析的5个参数中残余土壤含水量θr的敏感度最高,其灵敏度系数为2.954 6;外界温度影响土壤含水率突降的时间,积雪覆盖条件主要影响含水率大小及水分保持。