融雪过程中水热耦合实验研究

【摘要】： 在干旱半干旱地区,融雪水是极其重要的水资源,在水资源合理利用中扮演着极其重要的角色。然而,如果冬季积雪丰厚,遇春季持续升温或者大量降雨的情况,积雪急剧融化会造成部分地区发生洪水,冲毁农田,阻碍交通,威胁人民的生命财产安全,山区发生融雪时也易引起雪崩、泥石流等自然灾害。从水资源管理和防洪的角度看,准确模拟融雪径流十分重要,而正确计算和预报的基础是对融雪过程中水热运移及耦合机制的研究。 本论文选取新疆天山北坡呼图壁县内的军塘湖流域为典型研究区,采用野外观测和室内模拟实验相结合的方法,对融雪过程中水热运移及耦合机制进行了初步研究。论文介绍并建立了积雪融化过程中水热耦合模型,然后对积雪融化过程中的水热因子进行了野外观测,同时在室内对融雪过程中水、热运移过程进行同期实时模拟,最后将野外观测数据和实验模拟数据进行对比和分析。结果表明:(1)野外自然条件下,冻土层内各层深度的土壤温度和土壤湿度呈现显著的相关关系;(2)室内实验条件下,各层深度的土壤湿度变化表现为在水分传输的方向上,随着深度的增加而递增的趋势。(3)室内模拟实验和野外实验部分结果对比分析发现:气温与雪深存在显著的负相关关系,辐射与雪深之间没有相关性;融雪水量与气温、辐射、雪深之间均存在显著的相关性,野外实验部分的相关系数大于室内模拟实验部分。 本文预期通过预实验和实验以及今后的系列实验的开展,实验设计将会逐步完善,可以得到更加全面详细的数据资料,产生系列研究成果,丰富融雪过程研究领域的内容,从而加深对融雪微观方面的认识和理解,为融雪径流模型和融雪洪水的预警提供详细的数据支持。为今后水文预报及水资源管理提供了重要参考。