活动层水热状态直接影响多年冻土和寒区工程的稳定性。已有研究大多基于附面层理论研究冻土温度场变化,较少研究液态水和水汽运移过程及其对冻土温度场的影响。结合多年冻土活动层包气带水-热耦合迁移的物理过程和内在机制,以温度和含水率为基本变量,建立了考虑液态水和水汽相变、水分对流传热和水汽运移的土壤-地表-大气能量平衡及土壤内部水热变化的耦合模型,分析了真实野外气象条件下活动层液态水和水汽运移规律。计算结果表明:白天温度梯度水分向土壤内部运移,夜间温度梯度水分向土壤表层运移;暖季温度梯度水分以向土壤内部运移为主,冷季温度梯度水分以向地表运移为主;就全年而言,活动层各个深度处水汽运移作用大于15%,水势梯度水汽运移极小可以忽略不计,特别是浅层土壤在无降雨状态下,水分运移以温度梯度水汽运移为主;水势梯度液态水通量受降雨影响明显,在降雨事件期间和之后,液态水和水汽下渗占主导地位,降雨降低表层土壤温度、减小土壤热传导通量,有利于土壤热稳定性。
土壤蒸发是陆地水循环的重要组成部分，主要受土壤特性和大气条件共同控制。传统的土壤蒸发研究大部分关注于蒸发量计算、灌溉等管理措施对蒸发的影响、蒸发在蒸散中的比例等，很少考虑蒸发土体内部的水汽运移过程。本项目拟从土壤水汽运移研究入手，通过深入探讨等温及非等温条件下水汽在非饱和土壤中的促进扩散机理，建立等温水汽运移促进因子模型。在此基础上，将温度梯度下的水汽运移过程引入模型，发展得到土壤总水汽运移模型，实现蒸发条件下的土壤内部分层蒸发量及水汽运移过程模拟。研究将综合运用热脉冲示踪和染色示踪技术，通过对蒸发过程中初级干燥锋、次级干燥锋、干土层的动态监测，揭示蒸发条件下土体内部真实的水汽过程。研究结果有助于深入认识蒸发土壤内部的水汽和液态水动态，并为改进土壤水热耦合运动理论提供了一个新方法。
2014-01【中文摘要】森林蒸发散是森林水量平衡的主要分量，也是森林植被生长状态的重要体现，准确计算森林蒸发散对森林水循环过程、水源涵养功能和生物生产力研究都具有重要意义。本项目试图以我国温带典型的长白山红松针阔叶混交林生态系统为研究对象，从蒸发散的过程机理出发，在叶片蒸腾生理参数测定和大气、土壤等环境因子同步观测的基础上，分别建立森林冠层蒸腾、林地土壤蒸发和林冠截留蒸发模型，并整合为森林下垫面的蒸发散模型。利用涡动相关水汽通量观测结果进行对比检验，并预测不同环境因子变化情景下的森林蒸发散变化，为我国森林水资源评估和预测提供理论依据。
2008-01【中文摘要】本课题在理论上取得了蒸发冷却系数He的推求结果；建立了多孔材料在周期性热湿边界条件下的藕合传递模型，编写了模拟软件，在Windows环境理可运行。实验测定了不同类型建筑材料表面被动蒸发冷却的热工效果，研究了多孔材料在热湿藕合迁移过程中的迁移速率受气温日波动和空气湿度日波动影响的问题，发现了在亚热带气候周期性控制下多孔材料含湿蒸发冷却热过程中伴随着一个“沉积面”的周期性波动，直至水分全部蒸发完毕时“沉积面”消失的自然规律，为进一步研究亚热带气候环境的“自然调和效应”奠定了基础。项目研究出版了专著《建筑表面被动蒸发冷却》，申请了发明专利“一种城市非绿地自然调和降温构造及其建造方法”1项，获得实用新型专利1项。
1999