溶解性有机碳(DOC)的输移过程是流域碳循环中重要的组成部分,对全球碳循环产生重要影响。以大兴安岭多年冻土区的典型森林小流域—老爷岭流域为研究对象,获得2021年4月9日到6月30日冻融期降雨量、气温、土温等气象数据及逐日径流量、径流DOC浓度,计算了冻融循环期(4月9日—28日)和融化期(4月29日—6月30日)流域径流DOC的输出通量,揭示了径流DOC浓度及输出通量的影响因素。结果表明:(1)研究时段内,老爷岭流域径流DOC浓度变化范围为3.88—33.75 mg/L,流域上游的径流DOC浓度变化趋势与下游基本一致,DOC浓度随着温度的升高呈现下降趋势,4月份平均径流DOC浓度明显高于5、6月份。(2)研究时段内流域径流DOC总输出通量为3215.48 kg/km2,其中5月径流DOC输出通量高于4、6月份。径流量与径流DOC输出通量存在显著正相关关系(P<0.05),是流域DOC输出通量的主导因素。(3)研究时段内流域DOC浓度与平均气温呈极显著负相关(R2=0.5048,P<0.001);降水样品中的DOC浓度变化范围为1...
氮(N)的输移过程是流域养分循环的重要组成部分,对全球氮循环有着极为重要的影响。本研究以大兴安岭多年冻土区典型小流域——老爷岭流域为对象,在2021年春季冻融期(4月9日—6月30日)对其降雨和逐日径流氮浓度进行观测,计算了氮湿沉降和径流氮输出通量。结果表明:在春季冻融期,流域铵态氮、硝态氮和全氮湿沉降通量分别为695.88、448.72和1947.35 g·hm-2;径流氮输出通量分别为86.37、186.87、1160.78 g·hm-2;降雨量为氮湿沉降的主要影响因素;冻融循环期(4月9—28日)径流量是河流氮输出通量的主导因素,土层温度主要作用于径流量进而影响氮输出通量;融化期(4月29日—6月30日)氮输出通量受到径流量和径流氮浓度的共同影响;研究期内流域径流全氮输出通量占湿沉降的59.6%,流域具有较强的固氮潜力。研究结果对理解气候变化对多年冻土区流域氮循环的影响有重要意义。
为了解大兴安岭多年冻土区森林小流域基流特征及其与降水和土壤水分的关系,利用电导率质量平衡法(CBM)进行基流分割,利用双累积曲线法(DCM)分析降水对径流组分的影响,利用交叉相关分析法(CAM)研究土壤含水量和径流组分之间的因果和时间延滞关系。结果表明:研究期流域基流流量为123.93 mm、地表径流量为65.43 mm,总径流量为189.36 mm。基流是河川径流主要补给来源,对年径流量的贡献高达65%。径流组分存在显著的季节性变化特征,其中5月份融雪径流期基流指数最低,为23%,基流随着降雨历时的增加对总径流量的贡献逐渐减少,同时,基流和土壤含水量没有显著相关关系;在生长季(7—9月份),基流指数均大于50%,其中8月份最高,达91%,基流随降雨历时的增加对总径流量的贡献逐渐增加,基流与土壤含水量存在显著相关关系(P<0.05)和延滞效应,说明流域森林土壤有良好的水分入渗、储存和排泄的水文功能。这些研究结果表明,大兴安岭多年冻土区森林小流域径流以基流为主要来源,森林土壤具有良好的水源涵养功能,起到了消洪补枯的作用。
如何考虑流域内部基本单元径流过程的空间变异性是分布式水文模拟待解决的问题,迄今鲜见相邻小流域径流过程空间变异性的观测及综合定量研究。通过野外试验、比较水文学和地统计学方法,依托地表过程与资源生态国家重点实验室黑龙江鹤山九三水土保持试验站建立水文过程综合观测系统,同时观测5~8个相邻小流域的降水、土壤湿度和径流等变量;引入有时滞的时间序列回归数据分析方法,量化各次自然降雨条件下其它流域和参考流域径流过程的差异性与相似性(比例系数k和拟合程度R2),也将该方法应用于土壤湿度和降水变量,分析此3水文过程的空间变异性特征;探讨这些空间特征随时间变化特性,对比降水、土壤湿度、地形等单因子空间变异性特征与径流过程空间变异性特征,建立k和降水、土壤前期含水量等的函数关系,揭示小尺度径流过程空间变异性的影响机制。研究成果有利于增加对水文响应空间过程的新理解,用于支撑分布式水文模型的开发、测试和能力提升。
2016-01为更好地认识冻土在融化期面源污染物的析出规律,该文以吉林省长春市黑顶子河流域为研究对象,将流域分为4类典型汇流区,监测了冻土融化期不同汇流区以及小流域尺度的水文特性及面源污染物析出入河过程。采用质量平衡法确定了流域尺度的水量及污染物析出量。第I类汇流区水和污染物析出通量主要受稻田排水汇流过程影响;以玉米种植为主的第II和第III类汇流区,水和污染物析出通量变化范围受到土壤利用信息的影响更为显著;农村居民区(第IV类汇流区)单位面积析出通量显著的超过IIII类汇流区。初始条件、汇流区面积、坡度是影响冻土向河道析出过程的重要因素。冻结过程中,水稻和玉米两种下垫面水和污染物质量显著增加,然而表现出显著不同的再分布过程。冻土融化过程中,第I、II和III类汇流区表层融化区主要影响NH4+的析出入河过程,最大融化区内含水量和NO3-浓度发生显著变化。冻土融化期析出流量和NH4+析出通量的标准差与均值比显著的小于NO3-析出通量标准差与均值比。采用质量平衡方法确定的流域水和污染物析出入河过程与通过不同汇流区析出水量和污染物质量叠加所确定的水和污染物析出入河过程一致。平衡分析表...
本文通过对祁连山区冻土特征及其对流域径流的影响的研究表明 ,祁连山土壤每年的1 0月 2 0日左右开始冻结 ,较低海拔的到第二年的 8月 2 0日左右消融结束 ,海拔、坡向、植被、下垫面状况、温度是影响冻土深度、早晚的制约因素 ,冻土厚度与流域径流量成反比关系。