一、森林植被影响径流形成机制研究进展(论文文献综述)
王根绪,夏军,李小雁,杨达,胡兆永,孙守琴,孙向阳[1](2021)在《陆地植被生态水文过程前沿进展:从植物叶片到流域》文中研究表明陆地植被生态水文过程是生态学、水文学和全球变化研究关注的前沿领域,更是生态水文学的关键理论基础之一.近年来围绕植被生态与水相互作用的研究范畴涵盖了从植物细胞到大陆尺度的几乎所有空间尺度,在不同尺度上分别在生态学和水文学各自视角取得了较大进展.但从生态水文学交叉学科角度,迫切需要整合生态学与水文学多尺度相关研究进展,系统性地归纳和总结跨尺度理论和方法进展,梳理理论前沿热点问题.为此,本文从近年来关于陆地植被生态水文过程与模拟研究进展中,系统提炼和总结了以植物水分利用与调控机制、碳氮水耦合循环过程与模拟、水循环关键过程的生态作用、植被生态作用下的径流形成与变化、植被生态水循环变化对大气降水过程的反馈影响等为主要研究热点的理论前沿方向,系统总结了这五方面在不同尺度及跨尺度方面所取得的主要进展,特别关注了基于过程机理的定量模型方面的发展状态.基于这些前沿热点面临的挑战性难题,提出了未来需要重点关注的核心问题,包括探索植物水分利用与调控的多尺度关联机制、发展基于过程机制的碳氮水耦合循环精准模拟方法、径流形成与动态变化的生态因素甄别与定量刻画等.对深入理解生态水文学国际前沿发展趋势,引导我国生态水文学学科的发展方向等有参考意义.
芦倩[2](2021)在《祁连山排露沟流域植被类型变化对径流过程的影响》文中提出在西北干旱半干旱地区,山地是重要的水源形成区,有效保护和合理恢复森林植被有利于涵养水源、保持水土资源,充分发挥其水文效益。然而,盲目管理森林植被可能导致径流减少,水资源利用不充分。因此,合理调控森林植被和水资源的关系是必不可少的。祁连山是该地区典型山地水源涵养林区。开展其森林水文研究,有利于探索森林植被与水文过程的相互关系,揭示植被类型变化对径流过程的影响,提出科学合理的水源涵养植被类型模式,对保持生态系统平衡具有重要的意义。本文以祁连山典型流域排露沟为研究区,在传统的定位和半定位观测方法基础上,对流域中森林、草地、灌丛不同植被类型下的水文过程进行试验观测,以期发现水文过程规律及内在联系;基于面向对象分类方法、经典统计学和地统计学空间变异理论、高精度数字制图等方法研究流域植被空间分布特征、土壤物理性质空间分异性以及流域离散化和参数化;进一步结合分布式水文模型,从多点、多指标、多尺度出发,综合同步地研究排露沟流域水文过程及其机理。期望能够为深入理解山区水文过程变化特征及森林植被恢复提供一些新的认识,为提高水源涵养效能和科学管理流域水资源提供决策支持。研究主要结论如下:(1)利用面向对象的高分辨率遥感影像分类方法对排露沟流域进行植被分类,分类总体精度89.08%,总体Kappa系数0.834,分类结果符合流域植被分布现状。流域内青海云杉、草地、灌丛分别主要分布于海拔2600-3400m、2600-3000m、2600-3600m。流域内阴坡、半阴坡、阳坡和半阳坡分别占流域总面积的53.5%、20.7%、12.5%和13.3%。青海云杉是阴坡和半阴坡的优势树种,草地主要分布在阳坡和半阳坡,灌丛在四个坡向均有分布。(2)不同深度土层的土壤水分特征曲线显示:相同土壤水势下,青海云杉、草地、灌丛均在0-10cm土层的土壤水分含量最高,随土层加深到60cm,土壤含水量持续降低。三种植被的土壤砂粒含量、粉粒含量、孔隙度、饱和含水量、饱和导水率、容重、有机碳含量差异显着,粘粒含量没有显着性差异。土壤持水量在相同水势下由大到小依次为:青海云杉、灌丛、草地。(3)基于环境协同变量和C5.0分类决策树算法构建的土壤类型图,经验证后总体精度为89%,Kappa系数为0.83,分类效果良好。土壤容重和土壤质地空间分布预测模型分别采用分类回归树算法和线性逐步回归算法构建,经实地验证点从平均绝对误差和均方根误差两个指标对模型进行评价,均得到了比较理想的制图结果。(4)通过2015-2017年流域气象和径流实测数据分析得到,流域的降水以小降水事件为主,占总降水的89%,大中降水事件占总降水的11%。在流域2700-3300m、3300-3500m高程带,海拔每升高100m,平均降雨量分别增加25.47 mm,减少10.48mm,降雨量随海拔的升高呈先增后减的变化特征。流域温度随海拔的升高呈递减趋势,气温递减率为8.375mm/km。(5)基于DEM数据对流域离散化,共划分出17个子流域,144个水文响应单元。采用2015-2017年的月、日流域实测径流数据对流域SWAT模型进行率定和验证,影响径流变化敏感度较高的参数分别是SCS径流曲线数(CN2)、降雪温度(SFTMP)、最大融雪因子(SMFMX)、融雪基础温度(SMTMP)。最终模型验证的Ens值和R2均大于0.7,模拟值和实测值的拟合效果符合模型评价标准。模拟不同雨量下的径流变化发现:多雨期的径流量模拟结果较好;枯水期结果偏小;大降雨事件下模拟精度较差。SWAT模型适用于排露沟小流域。(6)SWAT模型模拟植被类型变化情景下的径流过程。流域径流量在植被类型为草地、灌丛及其他植被类型组合时增加,在青海云杉时减少。地表径流量在不同植被类型变化情景下,维持于0.09-0.18间,易产生地表径流的植被主要是草地,而非青海云杉和灌丛。相较对照,壤中流在植被类型为青海云杉或与其他植被类型组合时,数值下降。蒸散发量在植被类型为草地时最大。表明流域内植被组合的模式在一定程度上可以降低蒸散发,平衡流域内水分收支,提升流域产水量;而单一的植被模式会减少流域产水量,降低中下游地区水资源的有效利用;同时提出祁连山区五种最佳水源涵养植被类型组合:青海云杉、灌丛+草地、青海云杉+灌丛、灌丛、青海云杉+草地。
丁文斌[3](2021)在《黄土丘陵沟壑区人工刺槐林水文特征研究》文中研究指明随着退耕还林还草等生态工程的实施,黄土高原地区植被恢复成效显着。大规模的植被恢复一方面增加了该地区的土壤水分消耗,另一方面植被冠层和枯落物截留减少了进入土壤的水分,且由于受到次降雨特征的影响,降雨-截留-土壤水过程相当复杂。系统研究植被水文特征及影响因素可促进对水文循环过程的进一步认识,对区域生态恢复和水资源优化利用具有重要意义。因此,本研究以黄土丘陵沟壑区典型小流域陕西延安安塞纸坊沟流域为研究区域,以分布广泛的人工刺槐林地为主要研究对象,开展人工刺槐林对天然降雨再分配特征、林下枯落物持水特征、地表径流特征、土壤水分时空特征以及降雨、植被特征和两者协同作用对土壤水分的影响等相关研究,主要研究结果如下:(1)在2018年8-10月、2019年5-10月和2020年5-10月研究时段内,纸坊沟流域降雨量分别为149.0 mm,527.0 mm和574.2 mm。其中降雨事件主要以短历时(<6h)、低强度(0~2.5 mm/h)的降雨发生为主,而降雨量的贡献主要来自长历时(≥6 h)、低强度降雨。(2)研究时段所测定的23次降雨事件中,人工刺槐林穿透降雨率、树干茎流率和冠层截留率分别为71.76%、1.90%和26.34%。穿透降雨率随着冠层高度的下降逐渐减小,随着到树干距离的增加而逐渐增大。穿透降雨量和树干茎流量与降雨量呈极显着线性相关,冠层截留量随降雨量增加呈幂函数增加。刺槐林产生林下穿透降雨和树干茎流的临界条件是降雨量达到2.76 mm和5.00 mm。植被特征(叶面积指数、树高、胸径、冠幅和冠层开度)对穿透降雨、树干茎流和冠层截留的影响因降雨量的不同而出现差异。(3)人工刺槐林下枯落物自然含水量和最大持水率平均值分别为66.25%和331.74%,枯落物最大持水量介于6.36~9.08 t/hm2之间。自然状态下枯落物对天然降雨截留率的数值介于9.83~65.59%。枯落物截留量和降雨量呈极显着的幂函数关系(R2=0.92),与降雨历时和降雨强度之间的关系能够被二次多项式较好拟合。刺槐林地表径流量随时间变化与降雨量基本保持一致,地表径流系数均值为0.05。(4)与同区域柠条林地和荒地相比,人工刺槐林对土壤水分的消耗更严重,0~300cm剖面平均土壤含水量为6.88%(体积含水量,下同)。在生长季(5~10月)不同土层深度土壤含水量随时间变化具有明显差异,但最大值在9月份。刺槐林下土壤含水量在80~180 cm土层相对较低,水平方向上土壤含水量随着到树干距离的增加而变大。表层(0~20 cm)土壤含水量更易受到降雨特征的影响;随着降雨量的增加,植被特征(树高、冠幅、胸径、叶面积指数和冠层开度)与土壤含水量的相关性越好。(5)刺槐林地涵养水源的能力相对较弱,其综合评价得分为0.5911(得分越接近1.0,说明涵养水源能力越好)。在2019年生长季,刺槐林地林冠层截留量为1388.1 t/hm2,而土壤层土壤水补充量仅为28.0 t/hm2。因此,本研究建议可通过林冠管理减小冠层对降水的截留量,以缓解该地区林地土壤的干旱化问题。
张妤[4](2021)在《大连核心城区开放空间水适应性与优化策略研究》文中进行了进一步梳理作为城市雨洪管理研究的热点领域,城市各类开放空间的水适应性机制与优化可为城市生态文明建设提供参考依据,对于提升城市公共空间雨洪韧性、促进其水文生态功能的有效发挥具有重要价值。本研究以大连核心城区开放空间的水文结构特征为研究对象,依据公园、广场及场地、街区、其他共享空间(街道共享空间、绿道等)四种类型,综合运用格局指数方法、空间统计学方法、地形位指数方法对其三维空间形态与分布特征进行定量描述与分析;通过获取不同地形梯度典型空间下垫面植被截留与地表渗透性参数,模拟研究区城市地表径流过程,进而运用雨水径流调节服务供需测算途径对开放空间水适应性进行评估分析,揭示研究区开放空间水适应能力与主控因子,提出针对性优化建议,为城市开放空间低影响开发建设提供思路。主要研究结果如下:(1)研究区开放空间格局分布受城市空间结构、空间类型与属性、地形地貌影响明显,公园、其他共享空间为其主要景观类型。植被覆盖率及各类型空间分布尚不均衡,呈现出明显的聚集特征。依托自然山体与植物群落,开放空间的植被覆盖率自南向北逐渐减少。开放空间地形变化较大,公园和其他共享空间主要分布在中坡和陡坡,广场和街区主要分布于平地与缓坡。地形位指数最大值出现于公园,其他共享空间在低地形位上的分布优势最明显。开放空间的分布不均、北部自然植被的天然不足、地形的丰富多变增加了研究区开放空间雨水径流的流量、流速控制难度。(2)75%开放空间的土壤容重超过1.3g/cm3,土壤倾向于粘质土,空隙偏少,且土壤水分含量与持水量普遍偏低。四种开放空间土壤的稳渗率依次为公园>广场及各类场地>街区>其他共享空间,且均呈现出初始渗透率>平均渗透率>稳定渗透率的规律。公园、其他共享空间在不同地形位指数下的初始渗透率、平均渗透率还有稳定渗透率以及不同坡位下的初始渗透率都呈现出相同的变化规律。除地形以外,土壤容重、含水量、非毛管孔隙度也是影响开放空间土壤入渗性的主要因素,土壤容重、土壤含水量与土壤入渗速率呈负相关关系,土壤非毛管孔隙度与土壤入渗速率呈现正相关性。(3)不同降雨强度下开放空间径流调节服务的空间格局较为相似,变化集中于一些较小斑块。由城市东南部丘陵地带向西、北部推移,地势趋于平坦,开放空间密度下降,服务响应随之下降,水适应性逐步降低。在暴雨情境下,城市中部纵向廊道上的开放空间服务等级多有下降。城市公园与其他共享空间的径流调节服务响应均呈现由东向西逐渐下降趋势,城市广场及各类场地则呈现出北低南高的分布特征。街区的服务响应预算总量普遍偏低,雨水适应性较差。开放空间水适应性整体表现为东部好于西部,内陆好于沿海,城市公园与其他共享空间响应好于广场和各类街区。开放空间分布、地形、植被覆盖、排水设施是影响大连核心城区开放空间水适应性的主要因素。(4)针对上述研究结果,从空间分布、土壤入渗特性、径流调节服务3个方面提出了优化建议与管控策略。空间分布方面建议完善景观格局,均衡植被覆盖,顺应地形因子。结合土壤入渗生境特征建议构建主导促渗型、主导截留型两种适水型植被群落模式,并依据土壤地形位指数的入渗分区进行植被群落模式选择。综合径流调节服务评价,建议四种空间单元实施分类优化。水适应性较好区域,加强构筑山林空间水生态保护红线;水适应性适中区域,加强构建合理的水资源生态网络,水适应性较弱区域,弥补服务供给缺口,加强形成水生态补偿机制;水适应性差异较大区域,改善空间服务均衡与连通性,同时加强城市土壤改良、排水管网升级和低影响开发设施的构建。
杨建辉[5](2020)在《晋陕黄土高原沟壑型聚落场地雨洪管控适地性规划方法研究》文中进行了进一步梳理晋陕黄土高原水资源缺乏、地貌复杂、生态脆弱,季节性雨洪灾害、水土流失及场地安全问题突出。在城镇化过程中,由于用地紧张导致建设范围由平坦河谷阶地向沟壑谷地及其沟坡上发展蔓延,引发沟壑型场地大开大挖、水土流失加剧、环境生态破坏、地域风貌缺失等系列问题。为解决上述问题,论文基于海绵城市及BMPs、LID等雨洪管理的基本方法与技术,通过对聚落场地水文过程与地表产流机制的分析,借鉴传统地域性雨洪管理实践经验与智慧,建构了晋陕黄土高原沟壑型聚落场地适地性雨洪管控体系;提出了雨洪管控的适地性规划策略、场地规划设计方法与模式;在规划实践中实现了城乡一体化的水土保持、雨水利用、生态恢复、场地安全、地域海绵、风貌保持等多维雨洪管控目标。论文的主体内容如下。一是雨洪管控适地性规划的理论基础与基本方法研究,核心内容是从理论与方法上研判雨洪管控的可行思路;二是黄土高原雨洪管控的地域实践与民间智慧总结和凝练,一方面总结和继承传统,另一方面与当前的海绵城市技术体系进行对比研究,彰显传统技术措施的地域性优点并发现其不足,改进后融入现代体系;三是晋陕黄土高原沟壑型聚落场地雨洪特征与产流机制分析,包含场地的地貌特征、产流机制、雨洪管控的尺度效应、雨洪管控的影响因子等内容,分析皆围绕地表水文过程这一主线展开;四是晋陕黄土高原沟壑型聚落场地适地性雨洪管控体系建构,包含技术途径和总体框架以及目标、措施、评价、法规4大体系和规划步骤等内容;五是聚落场地尺度雨洪管控适地性规划方法研究,主要内容包括规划策略与措施的融合改造、场地空间要素布局方法以及适宜场地模式,核心是解决适地性目标、策略与措施以及多学科方法如何在场地层面落地的问题。研究的特色及创新点如下。(1)以雨洪管控目标导向下的类型化场地空间要素布局方法为核心,整合传统与低影响开发技术措施,建构了晋陕黄土高原沟壑型聚落场地的雨洪管控规划设计理论方法,归纳形成了雨洪管控适宜场地建设模式和适地化策略;(2)引入适宜性评价方法,融合多学科技术体系,构建了黄土高原沟壑型聚落场地雨洪管控的适地性技术途径和规划技术体系;(3)从水观念、雨水利用与管控技术、场地建设模式三个层面总结凝炼了黄土高原传统雨洪管控的经验智慧与建设规律。研究首次将BMPs理念、LID技术方法、传统水土保持规划方法与晋陕黄土高原沟壑型聚落场地的地域特点相结合,从理念、方法及措施三方面为我国海绵城市规划设计方法提供了地域性的补充和完善及实践上的现实指导,进一步从方法论上回应了当前和未来本地域城乡一体化规划中的相关问题,在一定程度上实现了跨学科、跨领域的规划方法创新。
李保琦[6](2020)在《土壤冻融条件下三江平原径流演变规律研究》文中进行了进一步梳理三江平原属于我国中高纬度寒区,是以中深度季节性冻土为特征的气候变化敏感区和强人类活动区。冻土水文是三江平原水文过程的主体和核心,且季节性冻工作为一种固态水库具有调蓄产汇流的作用。因此,越冬期径流过程与土壤冻融关系十分密切。目前,三江平原的发展正面临资源性缺水的困境,水资源开发利用结构失衡是制约其稳定发展的主要瓶颈。因此,需要科学合理地开发利用地表径流水资源,以便缓解三江平原地下水过度开发的形势。与此同时,寒区水文既有普遍适用的理论,又有显着的流域/区域特征,不同地区的水循环机理各异,三江平原在区域特征和水文特性方面与其它寒区具有显着的差异。因此,深入研究土壤冻融条件下三江平原的径流演变规律,具有重要的理论和现实意义。基于上述背景,本文围绕土壤冻融条件下三江平原径流演变规律及其对气候变化的响应展开研究,首先系统分析了三江平原土壤冻融过程特征及其影响因素;然后深入剖析了径流过程与土壤冻融之间的动态关系,并据此确定了温度变源产流机制;紧接着在此基础上,通过基流参数的全分布式化、LUCC参数的年际时变化和水文参数随冻融过程的年内时变化,改进了水文参数的“均质”和“稳态”现状,构建了面向三江平原的“时变参数”水文模型;最后,以气候模式数据作为水文模型的驱动,评估了未来情景下三江平原土壤冻融和径流过程的演变趋势。主要结论如下:(1)揭示了变化环境下三江平原土壤冻融过程特征及其退化规律,并给出了冻结深度与其关键影响因子负积温之间的定量关系式。本文发现,自20世纪60年代以来,三江平原土壤冻融过程中各特征时间节点均出现了不同程度的退化。与1960s相比,2000s三江平原中深度季节性冻土开始冻结日期延迟了 1~10d,而开始融化日期却提前了 4~12d,融通日期也提前了 3~22d;相应的,冻结期缩短了 3~17d,融化期缩短了 2~14d。此外,三江平原冻土的最大深度呈不断减小趋势,减小速率为0.7cm~28.2cm/10a,最大冻深出现日期提前了 11~26d。本文认为这主要是由负积温的减少所导致,冻结深度与负积温的关系为Zf=3.1426+4.2018*STa1/2。(2)在剖析三江平原径流特征的基础上,解析了冻融期径流与土壤冻融之间的动态关系,并据此给出了三江平原温度变源产流机制与模式。三江平原的径流特征为双汛峰,其中春汛期径流与气温之间存在显着的相关关系,相关系数超过0.88;与之对应,在土壤冻结过程中,径流与气温之间的相关系数大于0.84。三江平原温度变源产流机制为:①不稳定冻结期产流模式,包括短暂的饱和产流Rsat,冻结深度增加后的局部壤中流Rint和地下径流Rg3种;②冬季稳定冻结期产流模式,包括积雪融化时形成临时性或短时间的饱和产流和冻结层以下的地下水补给径流2种;③春季不稳定融化阶段产流模式,饱和产流与壤中流并存;④稳定融化阶段产流模式,包括超渗产流和地下水产流。接着,分析了春汛和夏汛退水的径流组分:①春汛退水过程,包括融雪补给径流、壤中流和冻结层上水补给地表径流以及春汛期间的降水产生径流三个阶段;②夏讯退水过程,包括降水形成的径流和土壤水壤中流出露补给地表水两个阶段。最后,近60年来三江平原径流年际变化呈现出较为明显的递减趋势,土地利用变化的影响占主导地位。(3)通过水文参数的全分布式化和年内时变化,实现了面向三江平原的“时变参数”VIC模型的本地化构建。空间方面,实现了 VIC模型中Dm、Ws和Ds等基流参数的全分布式化,其在三江平原的取值区间分别为9.98~11.51、0.63~0.92和0.50~0.59。时间方面,改进了水文参数在水文尺度上的“稳态”现状,对应土壤冻融过程的不同阶段采用年内“时变参数”动态调参方法,确定了 D2、D3和B三个水文参数的时变过程。开始冻结、稳定冻结、开始融化、稳定融化和非冻融期的D2值分别为0.61、0.91、035、0.33和 0.62,D3值分别为 0.86、0.56、0.87、0.97 和 0.71,B 值分别为 0.41、0.34、0.36、0.42和1.13。校验结果显示Nash效率系数基本在0.73以上,相关系数几乎全部大于0.79,相对偏差、平均绝对误差、均方根误差也在允许范围之内,满足适用性评价指标。(4)在RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5三种未来排放情景下,三江平原冻土持续退化,同时,年际径流表现出显着的增加趋势,年内径流趋于均化。三江平原冻土退化具体表现为:3种情景下最大冻结深度变薄、冻结天数减小,变化速率分别为0.34cm/a、0.34cm/a、0.64cm/a和0.28d/a、0.31d/a、0.43d/a。年际径流变化表现为三江平原9个水文站未来不同排放情景下的径流基本表现为增加趋势;径流的年内分配具体表现为在RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5情景下春汛分别提前了 5.01d、7.71d和8.49d,洪峰流量分别减少了5%、8%和10%,但是年内总径流量分别增加了 6%、9%和11%。同时,三种情景下,冻结期土壤吸水率分别为42~47%、41~45%和33~37%,融化期土壤释水率分别为5 1~66%、54~64%和 40~61%。
赵思晗[7](2019)在《华北半湿润山区西台子实验流域产流机制研究》文中提出半湿润山区是华北地区重要的水源涵养区,具有气候和下垫面条件复杂,水分和能量耦合反馈过程强烈等特征,其水文响应过程表现出湿润区和干旱区过渡特征,认识该区水文过程规律和机理,对完善水文学理论、揭示华北地区水资源动态变化规律具有重要意义。针对水文过程中的产流环节,在典型的华北半湿润山区建立西台子实验流域,开展长期持续的气象水文综合观测。基于实验观测,探究年尺度和事件尺度上降雨-径流响应关系和特征,分析其控制因素和机理;解析夏季典型暴雨事件径流水源组成,探究暴雨径流产流路径和机理,提出暴雨径流水源概念模式;基于统计分析和数值模拟方法,分析降雨和下垫面特性空间异质性对流域超渗产流规律的影响,总结了不同气候、下垫面条件下的流域超渗产流发生规律;最后,基于多尺度实验观测和数值模拟结果揭示了半湿润山区典型流域的产流机理。实验流域大部分降雨事件的洪水过程线特征为洪峰尖瘦,涨落过程大体对称,降雨前后径流基流变化不显着;每年引起流域径流基流显着提升的降雨仅有1-2场,流域地下水位与径流过程变化趋势相似,对降雨事件的响应程度弱于土壤水分含量,流域中直接大量补给地下水的降雨事件极少。流域中降雨稳定同位素丰度时空变异性较大,河水和地下水稳定同位素含量变化范围相对较小且两者总体接近;二元径流分割结果表明,暴雨径流中洪峰部分的水源主要由新水(当场次降雨形成的径流)组成,径流旧水部分主要是稳定释放的地下水;在绝大部分降雨事件中,暴雨径流洪峰的产流机理是蓄满产流,蓄满产流区域主要集中在河道及其周边地区,蓄满面积不足全流域面积的1%。由于最大降雨强度小于土壤稳定入渗率,西台子实验流域约95%以上的降雨事件不可能发生超渗产流。实验流域的产流机制是,当降雨强度和历时未达到超渗产流发生条件时,径流产流机制主要是地下水径流、河道直接降雨和蓄满产流三种,流域中再入渗情况较为普遍,暴雨径流洪峰部分主要由河道直接降水和近岸饱和地带蓄满产流主导。在极端降雨事件中,当降雨强度和历时达到超渗产流条件时,径流产流机制主要包括地下水径流和地表超渗产流两种,暴雨径流洪峰部分主要由地表超渗径流构成。
常启昕[8](2019)在《高寒山区河道径流水分来源及其季节变化规律 ——以黑河上游葫芦沟流域为例》文中指出作为诸多江河的发源地,中、低纬度高寒山区具有非常重要的水源涵养和调节功能,常被称为“水塔”。对于我国西北干旱、半干旱区的内陆河,因中、下游地区降水稀少且蒸发强烈,河道径流的绝大部分都形成于上游高寒山区,上述水文功能显得尤为重要:它决定着输往中、下游地区的水资源量,进而限制着其社会经济发展。因此,了解高寒山区的径流形成机制,对于内陆河流域水资源的科学管理、乃至社会经济可持续发展具有重要的现实意义。与温热地区不同,高寒山区广泛分布冰川、积雪和冻土,固态水及其与液、气态水间的转化在水文循环中起着重要作用,使得径流形成过程更为复杂。在我国青藏高原北部祁连山区,受高山-峡谷地貌的控制,局部高差大,景观垂直分带显着,导致水流驱动力强、下垫面和水文地质条件复杂多变,进一步增大了径流形成过程的复杂性,许多科学问题目前仍有待解答,其中最突出的问题是:在这类以基岩和薄层风化物覆盖为主的高寒山区,地下水对河道径流有多大贡献?它储存在哪些含水层中,受何种机制调控?在此背景下,本论文选取黑河上游葫芦沟流域为研究区,开展了河道径流水分来源、形成过程及其季节性变化的研究。葫芦沟流域是祁连山高寒山区的典型代表,其垂向景观分带明显,具有典型的高山-峡谷型地貌,其山前冲洪积平原第四系孔隙含水层是山区径流汇入黑河的必经通道。首先,基于水文地质资料,按沉积物特征划分出了3类孔隙含水层,即冰川前缘冰碛角砾含水层、夷平面泥质砾石含水层和山前平原冲洪积砂砾石含水层,分别分布于流域内冰川前缘、多年冻土区和季节性冻土区,具有孔隙大、连通性好的特点。其次,基于水文和气象观测数据,识别出了葫芦沟流域不同季节的水分输入方式分别为:季节性积雪融水(冬季11月到明年2月)、暂时性积雪融水(3月下旬到4月下旬)、冰雪融水(510月)、降雨(510月)。在此基础上,确定了本次研究的径流分割方案:在2013年5月9日6月1日(春末)和2013年7月9日9月21日(夏季),将径流分割为冰雪融水、降雨和地下水三种水源;在2014年3月1日3月31日(春初),将径流分割为季节性积雪融水和地下水两种水源。分析了各潜在水源(端元)的水化学和稳定同位素特征,发现不同水分来源的水化学类型和同位素特征存在显着的差异,满足同位素混合端元模型的基本假设条件。然后,采用传统同位素端元混合模型(IHS)对春初、春末、夏季三个时段河道径流进行了分割,其计算结果显示:在春初,地下水是河道径流最高的贡献来源,其总贡献比例为91.10±3.09%,季节性融雪水的贡献很小(8.90±3.09%);在春末,地下水对河道径流贡献最大,其贡献比例为90.85±0.59%,冰雪融水次之(7.26±0.62%),降雨最小(1.89±0.25%);在夏季,地下水仍是河道径流最主要的贡献来源,其贡献比例为62.55±0.74%,而冰雪融水(24.34±3.01%)和降雨(13.11±2.36%)也是不可忽视的来源。同时,与采用贝叶斯三元混合模型(BMC)径流分割结果进行了对照,显示在春末和夏季,地下水对河道径流的贡献比例分别为73.50±3.67%和85.72±0.60%。虽然两种方法计算各水源的贡献比例有明显差异,但两种结果均说明地下水在不同季节对河道径流的贡献是最高的。基于IHS和BMC计算冰雪融水的贡献率和贡献量,分析了其季节性变化特征,发现冰雪融水对河道径流的贡献比例与冰川前缘处的气温之间存在明显的正相关关系,与日降水事件没有明显的响应关系;流域内冰川覆盖率约7.75%,但冰雪融水对河道径流提供了相当可观的水量(IHS:1.13×106 m3,BMC:3.53×105m3)。其主要原因:冰川排水管道系统较浅,存储以中期-短期存储为主,冻岩区冰碛角砾孔隙含水层有极强的导水能力,缩短了冰雪融水的运移时间,极大地促进了冰雪融水对河道径流的贡献。基于IHS和BMC计算降雨的贡献率和贡献量,分析了其季节性变化特征,发现降雨对河道径流的贡献率和贡献量变化与日降雨事件存在明显的响应关系,很大程度上归因于流域内基岩裸露面积和多年冻土的分布较大。流域内基岩裸露区的面积占整个高山区80%左右,具有较小的渗透性和存储容量,极大地促进了降雨对河道径流的贡献以及径流对降雨事件的快速响应过程。多年冻土具有隔水层的作用,春末期间冻土层上水的水位接近地表或甚至超过地表,夏季期间冻土层上水的水位接近地表,促使降雨在春季末期以超蓄坡面流形式和在夏季多以超渗坡面流的形式快速进入河道径流,增大了降雨对河道径流的贡献。基于径流分割计算结果,对地下水贡献率和贡献量的季节变化特征的分析,与河流中反应示踪剂沿流程的变化规律相结合,揭示了三种孔隙含水层的调节功能,即:(1)位于冰川前缘冰碛角砾孔隙含水层在暖季有很强的导水能力,冰雪融水、降水和坡面流进入该含水层,迅速流入附近河道和位于低处的含水层中;在冷季,该含水层处于疏干状态。(2)在多年冻土区,夷平面泥质砾石孔隙含水层在暖季有着很强的导水能力,在冷季因为活动层冻结导致导水能力变得极差,表现出隔水层或弱透水层性质;冻土层下含水层在暖季和冷季其导水能力一般,因该含水层厚度限制,其储水能力也一般。(3)山前平原冲洪积砂砾石孔隙含水层在暖季表现出较强的导水能力和储水能力,而在冷季,山前平原地下水是流域出口水分唯一来源,在维持河道基流上发挥着重要的作用。最后,对上述研究成果进行了归纳,提出了“山区+山前平原”组合的产、汇流过程的概念模型为:基岩山区和多年冻土区是主要的产流区,山前平原季节性冻土区是主要的汇流区。冰雪融水和降水在冰川前缘冰碛垅岗内侧急剧渗漏,迅速转化为第四系松散岩类冻结层孔隙水,其中一部分水流穿过冰碛物后以下降泉形式排出,成为河流的源头,而另一部分水流会补给位于低处的夷平面泥质砾石孔隙含水层,成为冻土层上孔隙水。在多年冻土区,降水和冻土融水部分入渗转化为冻土层上孔隙水,向下部汇集时,在坡脚受弱透水层和冻土层阻隔溢出地表,以坡面流的形式进入河道径流。河水在流入山前平原时,通过河床下带状融区渗漏或侧向补给的形式转化为地下水,在山前平原末端出露,再次补给河流。论文的创新之处:(1)在青藏高原北部高山-峡谷型地貌的代表区——祁连山区,分布多年冻土、季节性冻土,水流路径复杂。本研究识别了沿冰川前缘-多年冻土区-季节性冻土区分布的3类典型孔隙含水层,系统总结了它们在径流形成中的调节功能,分析了其调节功能随年内冻-融循环而发生的转变机制,构建了典型高山-峡谷型流域河道径流形成的概念模型。(2)在贝叶斯蒙特卡罗估算方法的应用中,以往的研究通常缺乏冰雪融水动态监测数据,冰雪融水描述为静态变量,分割结果无法反映冰雪融水对河道径流贡献的动态特征。本研究在该方法的基础上考虑冰雪融水的动态输入,从机理上而言更为科学合理,从计算结果而言更为准确。
刘士余[9](2008)在《降雨与植被变化对赣西北大坑小流域水文特征的影响研究》文中指出降雨与植被变化是对流域水文特征有着深刻影响的两大因素。然而,森林植被对流域水文的影响,长期以来一直是人们争论的话题。普遍认为,对于处于离散状态的暴雨而言,森林植被减少洪水总量、削减洪峰流量及延长洪水汇流历时等水文效益比较显着,而在长历时的连续暴雨情况下,上述功能就会大大降低。但在离散暴雨和连续暴雨条件下,降雨与植被变化对小流域水文变化的贡献率大小各是多少?定量评价的研究成果罕见报道。因此,本文以赣西北大坑小流域为研究对象,进行定量评价离散暴雨和连续暴雨条件下降雨与植被变化对小流域水文特征影响的贡献率研究,旨在为天然林保护、退耕还林还草等林业生态工程的建设和水文效益评价提供理论依据,也有助于正确认识森林植被削洪减灾的作用大小和影响程度。通过时间序列分析法、统计回归分析法、流域自身对比法和水文模型模拟等方法,采用19661993年的降雨和水文资料、不同时段的航空遥感影像和土地利用现状图及2007年补充观测的暴雨径流资料和野外实地调查的植被、土壤资料,在已有研究成果的基础上,本文首先分析了大坑小流域的降雨变化、水文特征变化和植被变化及水文特征对降雨变化与植被变化的响应、场暴雨条件下径流特征值对暴雨特征值的响应。其次,根据1:10000地形图生成的数字高程模型,结合下垫面的地形、土壤特征和植被类型等,将小流域划分为16条河网和31个水文响应单元,构建了时段19811994年的具有物理基础的基于MMS的大坑小流域分布式暴雨水文模型PRMSStorm,并进行了模型主要关键参数的率定、拟合与验证。最后,通过对时段19952007年(以2007年的资料为代表)的场次离散暴雨和连续暴雨分别进行的水文模拟,定量评价出离散暴雨和连续暴雨条件下大坑小流域降雨与植被变化对水文(径流深、洪峰流量)变化的贡献率大小。结果表明:大坑小流域19661993年的平均年降雨量、年雨日数和年径流深分别为1559.4 mm、154.8 d和791.6 mm,其年内变化均为典型的单峰型曲线,年际变化均较大。并且,降雨量总体呈增加趋势,雨日数总体趋势存在非常微弱的减少,径流深总体呈减少趋势。在离散暴雨和连续暴雨条件下,时段19952007年的平均径流系数比时段19811994年的分别减少55.6%、55.6%,平均洪峰流量分别减少67.5%、72.5%,而洪峰滞后雨峰历时分别增加72.5%、71.4%。说明,两个时段大坑小流域植被的景观格局、垂直结构和质量的变化有利于水源涵养、削减洪峰和延长洪水汇流历时等功能的发挥。定量评价结果显示,就场暴雨而言,降雨与植被变化对水文变化的贡献率相差较大。就选取的6场离散暴雨来说,70#、90#场暴雨的降雨变化对径流深变化的贡献率分别为37.3%、83.6%,而它们的植被变化贡献率分别为62.7%、16.4%;73#、67#场暴雨的降雨变化对洪峰流量变化的贡献率分别为57.1%、92.0%,而它们的植被变化贡献率分别为42.9%、8.0%;就选取的6场连续暴雨来说,79#、91#场暴雨的降雨变化对径流深变化的贡献率分别为79.7%、92.5%,而它们的植被变化贡献率分别为20.3%、7.5%;74#、58#场暴雨的降雨变化对洪峰流量变化的贡献率分别为73.3%、97.5%,而它们的植被变化贡献率分别为26.7%、2.5%。定量评价结果还显示,离散暴雨条件下,降雨与植被变化对径流深变化的贡献率分别为67.1%、32.9%,前者为后者的2.04倍。对洪峰流量变化的贡献率分别为76.8%、23.2%,前者为后者的3.31倍;连续暴雨条件下,降雨与植被变化对径流深变化的贡献率分别为86.9%、13.1%,前者为后者的6.63倍。对洪峰流量变化的贡献率分别为88.0%、12.0%,前者为后者的7.33倍。表明,不同时段大坑小流域场暴雨的径流深变化和洪峰流量变化主要是由降雨变化所致。暴雨类型的不同,降雨与植被变化对水文变化的贡献率也会不同,且连续暴雨条件下的降雨变化贡献率比离散暴雨条件下的增大了,而植被变化的贡献率减小了。
邓湘雯[10](2007)在《不同年龄阶段会同杉木林水文学过程定位研究》文中进行了进一步梳理本研究以亚热带典型森林类型—杉木人工林为研究对象,利用国家重点野外科学观测研究站—会同杉木林生态站对8个集水区25 a来长期定位观测的历史资料,结合补充试验观测,在长时间尺度上,从降水输入、集水区林冠层水分传输、枯落物层水分动态、土壤层水分动态、径流规律与组成,及其水量平衡等方面,研究了不同年龄阶段杉木人工林生态系统的水文过程规律,探讨了林水关系的理论问题,取得了以下几个方面的成果:1、研究区1982-2006年间的年均降水量为1287.2 mm,全年降水次数分布均匀,但降水量主要集中在每年的4-8月份,并且以小强度降水为主。集水区林冠上层的降水量略大于林外200 m处的降水量,且集水区不同部位的降水量并不完全相等;建立了山麓、山坡和林外的降水量相关关系模型,模拟的精度在95%以上。而干燥度指数最大值出现在1月份,其次是12月份;最低值出现在5、6月份。这种降水特征和干燥度指数分布特征有利于水分在土壤中的下渗,有利于杉木人工林对水分的利用,从而促进生长发育。2、随着林分年龄的增大,林冠截留能力不断增强,第Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ龄级的年平均林冠截留率分别为25.7%、28.6%、30.1%和32.9%。随着降水强度的增大,林冠截留率迅速减小,日降水量在0.5 mm·d-1以下时,截留率为98%以上;0.5-1.0mm·d-1对,林冠截留率均在90%以上;对于60 mm·d-1以上的阵性降雨,林冠截留率减少到10%左右。林冠截留量随着降水量的增加而增加,但林冠截留量的增加有个极限值,这个极限值在7~12mm左右。林冠截留的季节变化规律是降水量大的月份,林冠截留量也大,但截留率却小,冬半年,林冠截留率超过30.0%,而5-8月林冠截留率较小,不足28%。林冠截留量的大小也与林分的生长状况密切相关,生长量大的林分,其林冠截留能力强;同一集水区中林冠截留能力的大小顺序是:山沣>山坡>山麓,与其生长量的规律一致。采用逐步回归分析的方法筛选出影响一次性林冠截留降水量的主导因子为降水量、林分年龄、降水强度、上次降水量影响因子、与前次降水的间隔时间等。采用3次多项式回归模型和指数函数能较好地模拟不同龄级的降水量和一次性林冠截留量的关系。一般地,杉木人工林不能有效地降低降雨动能,只有在雨量极小、林冠层截留大部分水量或是雨强极大、直径大的雨滴在枝叶表面撞击分散的情况下,林冠才能有效地降低降雨动能。3、杉木人工林生态系统在第Ⅰ龄级时,受抚育等经营措施的影响,地表径流量最小,年均地表径流系数为0.0071。抚育停止后,地表径流增加。到第Ⅲ龄级时,地表径流系数达到最大值,为0.0220。第Ⅳ龄级开始,地表径流逐渐减少,地表径流系数为0.0093,为第Ⅲ龄级的50%左右。第Ⅰ龄级杉木林的地下径流最大,地下径流系数0.3012,为采伐前成熟林(0.1577)的2倍。随着林分年龄增大,受林冠截留、土壤结构改善和蒸腾作用等方面的影响,地下径流逐渐减少,到第V龄级时径流系数为0.1577;集水区径流输出以地下径流为主,地表径流量只占总径流量的2.3%-8.7%。不同龄级径流的月变化规律和降水量一致,降水量大的月份,径流量也大,4-8月的降水量占年总降水量的62.2%,径流量占年总径流量的71.7%,其中第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ5个龄级,这5个月的平均径流系数分别为0.3566、0.3278、0.2907、0.2123.2123和0.1751,而且径流洪峰主要出现在5-8月份。逐步回归筛选后,影响月平均径流量的主要因子为月平均降水量和林龄。3次多项式的回归模型能较好的拟合各龄级月降雨量与月径流量的关系。4、杉木人工林地土壤水分的变化可分成蓄墒、失墒和平稳三个阶段。林分年龄大,土壤含水率相对较高。土壤水分的垂直分层动态呈两头小(0-15 cm与60-90cm),中间大(15-60 cm间)的变化规律,这对根系吸收和利用水分是有利的。影响土壤含水率的主要因子为:林分年龄、实效降雨量因子、空气相对湿度、连旱因子、降水量、大气温度等,采用多元线性回归模型能准确地预测土壤的含水率。5、蒸发散的年变化规律是随着林分年龄的增大而增大,到第V龄级时达到最大值,蒸散率为0.841。6-9月份的蒸散量更大,5个年龄阶段中这4个月的蒸散量均为全年总蒸散量的51.4%以上。同一集水区中林冠上层的蒸散能力最大,林冠下层的蒸散能力最小。不同集水区中,生长状况好的林分的蒸散能力强。6、采用多模型选优的方法,以单木胸径、树高控制乔木层各组份现存水量,分别建立了杉木单木干材、树皮、枝、叶和根5个组份的现存水量预测模型,提高了预估现存水量的精度。分别编制了5个组分的二元现存水量表,能直接应用于水文学过程和杉木人工林生长过程的规律研究。7、通过水量平衡法,得出了不同年龄阶段杉木人工林生态系统的水量平衡表。在杉木人工林生态系统水量平衡表中,第Ⅲ集水区1984-2006年的年均降水量收入为1295.4 mm,蒸发散和径流支出水量1294.7 mm,占收入水量的99.95%,还有0.05%的水分已以固态有机物的形式进入生物体内,储存在小集水区当中。
二、森林植被影响径流形成机制研究进展(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、森林植被影响径流形成机制研究进展(论文提纲范文)
(1)陆地植被生态水文过程前沿进展:从植物叶片到流域(论文提纲范文)
1 陆地植被生态水文过程研究热点问题 |
2 植物水分利用与调控机制:从植物个体到生态系统 |
2.1 植物水力调控机制与水分利用权衡 |
2.2 植物水分利用策略与根系水力再分配机制 |
2.3 最优冠层导度与模拟 |
3 碳氮水耦合循环过程与模拟:从叶片到区域 |
4 水循环关键过程的陆地植被作用:从植物个体到区域 |
4.1 植被冠层截留 |
4.2 蒸散发过程 |
5 陆地植被生态因素作用下的径流形成与变化:从坡面到区域 |
5.1 样地尺度 |
5.2 坡面尺度 |
6 陆地植被覆盖变化对大气降水过程的反馈影响:从流域到大陆 |
7 结论与展望 |
(2)祁连山排露沟流域植被类型变化对径流过程的影响(论文提纲范文)
摘要 |
SUMMARY |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 研究目的与意义 |
1.2.1 研究目的 |
1.2.2 研究意义 |
1.3 国内外研究进展 |
1.3.1 森林植被变化对径流影响研究进展 |
1.3.2 森林植被对径流过程影响研究进展 |
1.3.3 水文模型研究进展 |
1.4 研究内容及技术路线 |
1.4.1 研究内容 |
1.4.2 技术路线 |
第二章 研究区概况及研究方法 |
2.1 祁连山概况 |
2.1.1 地理位置 |
2.1.2 地形地貌特征 |
2.1.3 气候特征 |
2.1.4 土壤特征 |
2.1.5 植被特征 |
2.1.6 水文特征 |
2.2 排露沟流域概况 |
2.3 研究方法 |
2.3.1 观测样地布设 |
2.3.2 数据分析方法 |
第三章 排露沟流域植被空间分布特征研究 |
3.1 ZY-3数据分类 |
3.1.1 数据预处理 |
3.1.2 研究过程 |
3.2 分类实现及精度评价 |
3.3 排露沟流域植被分布特征 |
3.3.1 植被随高程分布分析 |
3.3.2 植被随坡向分布分析 |
3.4 讨论 |
3.5 小结 |
第四章 排露沟流域土壤物理性质空间分异性研究 |
4.1 排露沟流域土壤野外采样 |
4.1.1 土壤采样合理性分析 |
4.1.2 土壤物理性质测量内容及测量方法 |
4.2 不同植被类型下土壤水文物理性质的差异性研究 |
4.2.1 典型植被类型土壤水分特征曲线 |
4.2.2 不同植被类型下土壤水文物理性质的差异性分析 |
4.3 土壤物理性质空间异质性及分布特征研究 |
4.3.1 研究区不同土层有机碳含量空间分布特征 |
4.3.2 植被类型对土壤有机碳空间异质性的影响 |
4.3.3 研究区土壤质地空间分布特征 |
4.4 排露沟流域高精度数字土壤制图 |
4.4.1 数据源介绍 |
4.4.2 环境因子构建 |
4.4.3 环境因子的筛选 |
4.4.4 空间数据挖掘 |
4.4.5 精度评价 |
4.5 土壤物理性质空间预测模型 |
4.5.1 土壤容重模拟结果分析 |
4.5.2 土壤质地模拟结果分析 |
4.5.3 模拟结果评价 |
4.6 讨论 |
4.7 小结 |
第五章 排露沟流域径流过程模拟研究 |
5.1 流域空间离散化与参数化 |
5.1.1 流域水系提取 |
5.1.2 流域离散化 |
5.1.3 流域空间参数化 |
5.2 SWAT模型简介 |
5.2.1 SWAT模型概述 |
5.2.2 SWAT模型原理 |
5.2.3 SWAT模型模拟方法 |
5.2.4 SWAT模型输入数据 |
5.2.5 SWAT模型校准与验证 |
5.3 基于SWAT模型的排露沟流域径流过程模拟 |
5.3.1 流域气象特征 |
5.3.2 流域径流特征 |
5.3.3 流域径流过程模拟 |
5.3.4 不同雨量情况下的径流模拟分析 |
5.4 讨论 |
5.5 小结 |
第六章 排露沟流域植被类型变化情景下对径流过程影响 |
6.1 研究方案设计 |
6.2 流域尺度植被组合模式的水文效应 |
6.3 不同植被组合情景下流域径流变化 |
6.4 不同植被类型组合下流域水量平衡指标的变化 |
6.5 排露沟流域最佳水源涵养效能植被类型 |
6.6 讨论 |
6.7 小结 |
第七章 结论与展望 |
7.1 主要结论 |
7.2 论文的创新性 |
7.3 不足与展望 |
7.3.1 研究中的不足 |
7.3.2 研究展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介 |
在读期间发表论文和研究成果等 |
导师简介 |
(3)黄土丘陵沟壑区人工刺槐林水文特征研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 生态水文学研究进展 |
1.2.2 森林水文学研究进展 |
1.2.3 森林生态水文调节过程研究 |
1.2.4 生态水文模型 |
1.2.5 黄土高原土壤水分研究 |
1.3 研究目的与意义 |
1.4 研究内容和技术路线 |
1.4.1 研究内容 |
1.4.2 技术路线 |
第二章 研究区概况与研究方法 |
2.1 研究区概况 |
2.2 研究方法 |
2.2.1 样地选择 |
2.2.2 试验布置 |
2.2.3 数据处理 |
2.2.4 数据分析 |
第三章 研究期间的气象特征 |
3.1 引言 |
3.2 结果分析 |
3.2.1 太阳辐射和光合有效辐射 |
3.2.2 风向及风速 |
3.2.3 大气温度和相对湿度 |
3.2.4 降雨特征 |
3.2.5 潜在蒸发散 |
3.3 讨论 |
3.4 本章小结 |
第四章 人工刺槐林冠层对降雨的再分配特征 |
4.1 引言 |
4.2 结果分析 |
4.2.1 降雨分配的总体特征 |
4.2.2 穿透降雨特征及影响因素 |
4.2.3 树干茎流特征及影响因素 |
4.2.4 冠层截留特征及影响因素 |
4.3 讨论 |
4.3.1 降雨再分配特征 |
4.3.2 穿透降雨的空间异质性特征 |
4.3.3 降雨分配的影响因素 |
4.4 本章小结 |
第五章 人工刺槐林地枯落物截持水特性及地表径流特征 |
5.1 引言 |
5.2 结果分析 |
5.2.1 枯落物层最大持水率及失水过程 |
5.2.2 枯落物层截留能力 |
5.2.3 刺槐林地地表径流特征 |
5.3 讨论 |
5.3.1 枯落物的截持特征及影响因素 |
5.3.2 林下地表径流特征 |
5.4 本章小结 |
第六章 人工刺槐林地土壤水分时空特征的对比研究 |
6.1 引言 |
6.2 结果分析 |
6.2.1 不同植被0~300 cm剖面平均土壤水分统计特征 |
6.2.2 刺槐林地土壤水分时空特征 |
6.2.3 柠条林地土壤水分时空特征 |
6.2.4 荒地土壤水分时空特征 |
6.3 讨论 |
6.3.1 不同植被类型土壤水分的差异性 |
6.3.2 土壤水分的时空变化特征 |
6.4 本章小结 |
第七章 降雨特征和植被特征对刺槐林地土壤水分的影响 |
7.1 引言 |
7.2 结果分析 |
7.2.1 降雨特征对土壤水分的影响 |
7.2.2 植被特征对土壤水分的影响 |
7.2.3 降雨-植被协同作用对土壤水分的影响 |
7.3 讨论 |
7.3.1 降雨特征与土壤水分的关系 |
7.3.2 植被特征与土壤水分的关系 |
7.4 本章小结 |
第八章 基于Brook90模型的刺槐林地坡面水文过程模拟 |
8.1 引言 |
8.2 Brook90模型简介 |
8.2.1 Brook90模型结构 |
8.2.2 Brook90模型参数 |
8.3 Brook90模型率定与检验 |
8.3.1 模型参数率定 |
8.3.2 率定效果 |
8.3.3 模型检验 |
8.4 刺槐林地坡面水文过程模拟分析 |
8.4.1 降水输入再分配特征 |
8.4.2 蒸散耗水的分配特征 |
8.4.3 坡面径流特征 |
8.5 本章小结 |
第九章 人工刺槐林生态水文功能综合评价 |
9.1 引言 |
9.2 生态水文功能综合评价指标体系的建立 |
9.2.1 指标体系建立原则 |
9.2.2 评价指标体系和模型建立 |
9.2.3 数据处理 |
9.3 林地生态水文功能评价 |
9.3.1 原始数据确定 |
9.3.2 林冠层生态水文效益评价 |
9.3.3 枯落物层生态水文效益评价 |
9.3.4 土壤层生态水文效益评价 |
9.3.5 林地水源涵养功能综合评价 |
9.4 讨论 |
9.5 本章小结 |
第十章 结论与展望 |
10.1 主要结论 |
10.2 主要创新点 |
10.3 研究展望 |
参考文献 |
致谢 |
个人简历 |
(4)大连核心城区开放空间水适应性与优化策略研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 相关概念界定 |
1.2.1 核心城区 |
1.2.2 开放空间 |
1.2.3 水适应性 |
1.3 国内外研究现状 |
1.3.1 城市开放空间研究进展 |
1.3.2 城市水适应性研究进展 |
1.3.3 适应城水问题的城市开放空间相关研究 |
1.3.4 大连开放空间水适应性研究现状及问题 |
1.4 研究目的与意义 |
1.5 研究内容、技术路线 |
1.5.1 研究内容 |
1.5.2 技术路线 |
2 研究区概况 |
2.1 大连城市概况 |
2.1.1 区域概况 |
2.1.2 气候条件 |
2.1.3 降水与水资源 |
2.1.4 地形地貌与土壤 |
2.1.5 植被分布 |
2.1.6 水生态与绿地空间 |
2.2 研究区域概况 |
2.2.1 研究区界定 |
2.2.2 研究区水文环境特征 |
2.3 本章小结 |
3 开放空间格局适水特征 |
3.1 研究方法 |
3.1.1 开放空间信息提取 |
3.1.2 景观指数分析 |
3.1.3 开放空间格局分异特征分析 |
3.1.4 开放空间地形梯度分析 |
3.2 结果与分析 |
3.2.1 开放空间总体特征 |
3.2.2 开放空间斑块特征 |
3.2.3 开放空间聚集特征 |
3.2.4 基于核密度分析的开放空间分异特征 |
3.2.5 基于植被覆盖率的开放空间自相关格局 |
3.2.6 地形梯度分布特征 |
3.3 讨论 |
3.3.1 景观格局与开放空间水适应性 |
3.3.2 植被覆盖影响下的开放空间适水性差异 |
3.3.3 不同地形梯度下开放空间的适水性响应 |
3.4 本章小结 |
4 开放空间土壤入渗性能 |
4.1 实验设计与方法 |
4.1.1 样地选择 |
4.1.2 取样与入渗检测方法 |
4.1.3 数据处理 |
4.2 结果与分析 |
4.2.1 物理性质分析 |
4.2.2 入渗过程与特征 |
4.2.3 因子相关性分析 |
4.3 讨论 |
4.3.1 物理性质对开放空间土壤入渗性能影响 |
4.3.2 不同地形影响下的开放空间入渗性能差异 |
4.4 本章小结 |
5 开放空间水适应性评价 |
5.1 研究方法 |
5.1.1 研究区径流过程模拟 |
5.1.2 开放空间水适应能力的评估测算 |
5.2 结果与分析 |
5.2.1 径流分级与汇水区 |
5.2.2 基于径流调节服务特征的开放空间水适应性评价 |
5.3 讨论 |
5.3.1 径流调节服务与植被覆盖率 |
5.3.2 径流调节服务与城市积水点分布 |
5.4 本章小结 |
6 开放空间水适应性优化策略 |
6.1 开放空间水适应性优化 |
6.1.1 开放空间水适应性优化目标 |
6.1.2 开放空间水适应性优化原则 |
6.1.3 开放空间水适应性优化框架 |
6.2 基于空间格局的开放空间水适应性优化策略 |
6.2.1 完善景观格局 |
6.2.2 均衡植被覆盖 |
6.2.3 顺应地形梯度 |
6.3 基于土壤入渗与生境特性的开放空间水适应性优化策略 |
6.3.1 适水型植被群落模式的构建 |
6.3.2 基于土壤入渗分区的不同类型植被群落设计 |
6.4 基于径流调节服务的开放空间水适应性优化策略 |
6.4.1 服务适宜区,维护水适应性格局 |
6.4.2 服务适中区,构建水资源生态网络 |
6.4.3 服务偏弱区,形成水生态补偿机制 |
6.4.4 服务差异区,增强空间均衡与连通性 |
6.5 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
附录 |
攻读学位期间发表的学术论文 |
致谢 |
东北林业大学博士学位论文修改情况确认表 |
(5)晋陕黄土高原沟壑型聚落场地雨洪管控适地性规划方法研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
1 绪论 |
1.1 选题背景与意义 |
1.1.1 地域现实问题 |
1.1.2 地域问题衍生的学科问题 |
1.1.3 需要解决的关键问题 |
1.1.4 研究范围 |
1.1.5 研究目的 |
1.2 研究综述 |
1.2.1 国内研究 |
1.2.2 国外研究 |
1.2.3 总结评述 |
1.3 核心概念界定 |
1.3.1 黄土高原沟壑型聚落场地及相关概念 |
1.3.2 小流域及相关概念 |
1.3.3 雨洪管控及相关概念 |
1.3.4 适地性及相关概念 |
1.4 研究内容与方法 |
1.4.1 研究内容 |
1.4.2 研究方法 |
1.4.3 研究框架 |
2 雨洪管控适地性规划的理论基础与基本方法 |
2.1 雨洪管控的水文学基础理论 |
2.1.1 水循环与水平衡理论 |
2.1.2 流域蒸散发理论 |
2.1.3 土壤下渗理论 |
2.1.4 流域产流与汇流理论 |
2.2 雨洪管控的基本方法与技术体系 |
2.2.1 最佳管理措施(BMPs) |
2.2.2 低影响开发(LID) |
2.2.3 其它西方技术体系 |
2.2.4 海绵城市技术体系 |
2.2.5 黄土高原水土保持技术体系 |
2.2.6 分析总结 |
2.3 适地性规划的理论基础 |
2.3.1 适宜性评价相关理论 |
2.3.2 地域性相关理论 |
2.4 雨洪管控的适地性探索与经验 |
2.4.1 西安沣西新城的海绵城市建设实践 |
2.4.2 重庆山地海绵城市建设实践 |
2.4.3 上海临港新城的海绵城市建设实践 |
2.4.4 历史上的适地性雨洪与内涝管控经验 |
2.5 相关理论方法与实践经验对本研究的启示 |
2.5.1 水文学基础理论对本研究的启示 |
2.5.2 现有方法与技术体系对本研究的启示 |
2.5.3 雨洪管控的适地性探索与经验对本研究的启示 |
2.6 本章小结 |
3 晋陕黄土高原雨洪管控的地域实践与民间智慧 |
3.1 雨洪管控的地域实践 |
3.1.1 小流域雨洪管控与雨水利用实践 |
3.1.2 聚落场地中的雨洪管控与雨水利用实践 |
3.2 雨洪管控的地域传统经验与措施 |
3.2.1 流域尺度下的雨洪管控与雨水利用地域经验 |
3.2.2 场地尺度下雨洪管控与雨水利用的地域经验 |
3.3 雨洪管控的民间智慧与地域方法总结 |
3.3.1 基于地貌类型的系统性策略 |
3.3.2 朴素的空间审美和工程建造原则 |
3.4 传统雨洪管控方法的价值与不足 |
3.4.1 传统经验与技术措施的意义与价值 |
3.4.2 传统经验与技术措施的不足 |
3.4.3 产生原因与解决策略 |
3.5 本章小结 |
4 晋陕黄土高原沟壑型聚落场地雨洪特征与产流机制分析 |
4.1 地貌特征 |
4.1.1 沟壑密度 |
4.1.2 沟壑长度及深度 |
4.1.3 坡度与坡长 |
4.2 雨洪特征 |
4.2.1 雨洪灾害的空间分布 |
4.2.2 雨洪的季节性特征 |
4.2.3 雨洪的过程特征 |
4.3 产流机制 |
4.3.1 雨洪过程与产流机制 |
4.3.2 产流机制的相互转化 |
4.4 尺度效应 |
4.4.1 雨洪管控中的尺度效应 |
4.4.2 黄土高原沟壑型场地雨洪过程的特征尺度 |
4.4.3 黄土高原沟壑型场地雨洪管控适地性规划的尺度选择 |
4.5 雨洪管控的影响因素 |
4.5.1 自然与社会环境 |
4.5.2 地域人居场地雨洪管控及雨水利用方式 |
4.5.3 雨洪管控、雨水资源利用与场地的关系 |
4.5.4 雨洪管控与场地建设中的景观因素 |
4.6 基于产流机制的地域现状问题分析 |
4.6.1 尺度选择问题 |
4.6.2 部门统筹问题 |
4.6.3 技术融合问题 |
4.7 本章小结 |
5 晋陕黄土高原沟壑型聚落场地适地性雨洪管控体系建构 |
5.1 适地性雨洪管控技术途径 |
5.1.1 基于水土保持与雨水利用思想的传统技术途径 |
5.1.2 基于LID技术的“海绵城市”类技术途径 |
5.1.3 雨洪管控适地性技术途径 |
5.2 总体框架与方法 |
5.2.1 总体技术框架 |
5.2.2 基于适地性评价的核心规划设计步骤 |
5.2.3 雨洪管控的空间规划层级 |
5.2.4 雨洪管控方法的体系构成 |
5.3 雨洪管控的多维目标体系 |
5.3.1 雨洪管控目标 |
5.3.2 水土保持目标 |
5.3.3 场地安全目标 |
5.3.4 雨水资源化目标 |
5.3.5 景观视效目标 |
5.3.6 场地生境目标 |
5.3.7 成本与效益目标 |
5.3.8 年径流总量控制目标分解 |
5.4 雨洪管控的综合措施体系 |
5.4.1 传统雨水利用及水土保持的技术措施体系 |
5.4.2 低影响开发(LID)技术类措施体系 |
5.5 雨洪管控目标与措施的适地性评价体系 |
5.5.1 适地性评价因子的提取与量化 |
5.5.2 雨洪管控目标与措施适地性评价方法建构 |
5.5.3 雨洪管控目标适地性评价 |
5.5.4 雨洪管控措施适地性评价 |
5.6 政策法规与技术规范体系 |
5.6.1 政策法规 |
5.6.2 技术规范 |
5.7 本章小结 |
6 晋陕黄土高原沟壑型聚落场地雨洪管控规划策略与模式 |
6.1 针对场地类型的适地性雨洪管控目标 |
6.1.1 晋陕黄土高原沟壑型聚落场地的类型 |
6.1.2 生活型聚落场地的适地性雨洪管控目标 |
6.1.3 生产型聚落场地的适地性雨洪管控目标 |
6.1.4 生态型聚落场地的适地性雨洪管控目标 |
6.2 基于水文过程的雨洪管控适地性规划策略 |
6.2.1 基于BMPs的黄土高原沟壑型聚落场地雨洪管控规划策略 |
6.2.2 源于地域经验的小流域雨洪管控策略与方法 |
6.2.3 BMPs策略与地域性雨洪管控策略的比较与融合 |
6.3 融合改造后的雨洪管控适地性场地技术措施 |
6.3.1 传统技术措施的分析与评价 |
6.3.1.1 传统技术措施的主要特征 |
6.3.1.2 传统技术措施的局限性 |
6.3.2 低影响开发(LID)技术措施的分析与评价 |
6.3.3 场地雨洪管控技术措施的融合改造 |
6.3.4 分析总结 |
6.4 雨洪管控目标导向下的场地空间要素布局要点 |
6.4.1 雨洪管控目标导向下的场地空间要素类型 |
6.4.2 雨洪管控目标导向下的场地空间要素布局原则 |
6.4.3 生活型聚落场地的空间要素选择与布局要点 |
6.4.4 生产型聚落场地的空间要素选择与布局要点 |
6.4.5 生态型聚落场地的空间要素选择与布局要点 |
6.4.6 空间要素选择与布局的核心思路 |
6.5 雨洪管控的适宜场地模式 |
6.5.1 场地尺度的适宜建设模式 |
6.5.2 小流域尺度场地的适宜建设模式 |
6.5.3 分析总结 |
6.6 本章小结 |
7 晋陕黄土高原沟壑型聚落场地雨洪管控适地性规划实践 |
7.1 陕北杨家沟红色旅游景区小流域海绵建设专项规划研究 |
7.1.1 杨家沟红色旅游区总体规划目标与景区小流域海绵建设目标 |
7.1.2 杨家沟景区小流域雨洪管控措施评价与选择 |
7.1.3 杨家沟景区小流域年径流总量控制目标分解 |
7.1.4 杨家沟景区小流域雨洪管控措施规划布局 |
7.1.5 案例总结 |
7.2 晋中市百草坡森林植物园海绵系统适地性规划实践 |
7.2.1 现实条件 |
7.2.2 现状问题 |
7.2.3 场地地貌与水文分析 |
7.2.4 适地性评价 |
7.2.5 场地规划设计与方案生成 |
7.2.6 案例总结 |
7.3 本章小结 |
8 结论与展望 |
8.1 主要结论 |
8.2 研究创新点 |
8.2.1 规划理论方法创新 |
8.2.2 技术体系创新 |
8.2.3 研究方法与结果创新 |
8.3 研究展望 |
参考文献 |
附录A 图目录 |
附录B 表目录 |
附录C 附表 |
附录D 附图 |
附录E 博士研究生期间的科研成果 |
致谢 |
(6)土壤冻融条件下三江平原径流演变规律研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景、目的和意义 |
1.1.1 研究背景 |
1.1.2 研究目的与意义 |
1.2 国内外相关研究进展 |
1.2.1 土壤冻融条件下径流演变研究 |
1.2.2 寒区水文模型研究 |
1.2.3 环境变化对寒区径流的影响研究 |
1.3 存在的问题 |
1.4 主要研究内容与技术路线 |
1.4.1 主要研究内容 |
1.4.2 技术路线 |
1.5 本章小结 |
第二章 三江平原土壤冻融过程特征及其影响因素分析 |
2.1 三江平原冻土类型 |
2.2 三江平原土壤冻融过程及特点 |
2.2.1 三江平原冻融过程及其特征 |
2.2.2 冻融过程中土壤的温度场分布 |
2.2.3 最大冻土深度分析 |
2.2.4 三江平原冻土退化分析 |
2.3 最大冻土深度的影响因素分析 |
2.3.1 负积温与多年平均气温的关系 |
2.3.2 冻结深度与负积温的关系 |
2.4 本章小结 |
第三章 三江平原径流过程与土壤冻融循环 |
3.1 三江平原降水径流的基本特征 |
3.2 径流与土壤冻融过程的动态关系 |
3.2.1 径流与土壤融化及冻结过程的关系 |
3.2.2 夏季径流过程及其影响因素 |
3.3 温度变源产流机制与模式 |
3.3.1 土壤冻融产流过程分析 |
3.3.2 温度变源产流的研究方法 |
3.3.3 三江平原温度变源模式的确定 |
3.3.4 土壤冻融期的水分固融率 |
3.4 基于退水过程曲线的径流组分分析 |
3.4.1 三江平原春汛退水组分分析 |
3.4.2 三江平原夏汛退水过程组分分析 |
3.5 近60年来三江平原径流变化及其成因分析 |
3.5.1 三江平原径流量的年际变化趋势 |
3.5.2 径流特征参数分析 |
3.5.3 三江平原径流变化的成因分析 |
3.6 本章小结 |
第四章 面向三江平原的“时变参数”水文模型的本地化构建 |
4.1 VIC模型的选择 |
4.2 模型原理和结构 |
4.2.1 模型原理 |
4.2.2 模型结构 |
4.3 面向三江平原的“时变参数”VIC模型的本地化构建 |
4.3.1 DEM数据及气象数据 |
4.3.2 植被参数 |
4.3.3 土壤参数 |
4.3.4 水文参数 |
4.4 三江平原水循环过程系统校验 |
4.4.1 校验准则 |
4.4.2 模型校验 |
4.5 本章小结 |
第五章 环境变化背景下三江平原径流演变趋势 |
5.1 气候模式结果的评价和确定 |
5.1.1 气候模式和气候情景介绍 |
5.1.2 气候模式评价结果 |
5.2 未来情景下三江平原气温和降水演变趋势 |
5.2.1 三江平原气温演变趋势 |
5.2.2 三江平原降水演变趋势 |
5.3 未来情景下三江平原冻土演变趋势 |
5.3.1 冻土退化预估 |
5.3.2 最大冻土深度预测 |
5.4 未来情景下三江平原径流演变趋势 |
5.4.1 径流演变趋势 |
5.4.2 未来三江平原径流特征参数分析 |
5.4.3 未来冻融期水分固融率 |
5.5 未来情景下三江平原管理适应性对策 |
5.5.1 深化土壤冻融—径流演变机理认知 |
5.5.2 优化水资源开发利用结构 |
5.6 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 主要结论 |
6.2 创新点 |
6.3 研究不足与展望 |
参考文献 |
攻读博士学位期间发表论文 |
攻读博士学位期间申请专利 |
攻读博士学位期间参加项目 |
攻读博士学位期间获得奖励 |
致谢 |
(7)华北半湿润山区西台子实验流域产流机制研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究进展 |
1.2.1 流域产流机理研究方法 |
1.2.2 暴雨径流水源解析方法 |
1.2.3 流域超渗产流研究现状 |
1.2.4 流域产流机理研究现状 |
1.2.5 研究主要存在的问题 |
1.3 研究思路和主要内容 |
第2章 北京西台子实验流域气象水文综合观测 |
2.1 北京西台子实验流域概况及总体设置 |
2.1.1 实验流域概况 |
2.1.2 实验设施布设 |
2.2 气象水文自动观测 |
2.3 山坡地质及土壤实验观测 |
2.3.1 各个山坡岩土特征 |
2.3.2 土样采集和实验分析 |
2.4 水稳定同位素样品采集和数据分析 |
2.4.1 水稳定同位素样品采集方法 |
2.4.2 水稳定同位素测试分析方法 |
2.4.3 年尺度环境水同位素分析 |
2.5 小结 |
第3章 基于综合观测的暴雨径流产流机制研究 |
3.1 径流、地下水、土壤水时空变化特征 |
3.1.1 2014-2015年降雨径流过程分析 |
3.1.2 2014-2015年土壤水、地下水时空变化特征 |
3.1.3 径流、土壤水、地下水对典型降雨事件响应 |
3.2 各水源稳定同位素对暴雨事件的响应 |
3.3 基于同位素示踪的暴雨径流水源解析 |
3.4 流域暴雨径流水源概念模式 |
3.4.1 暴雨径流洪峰形成机理 |
3.4.2 地下水在暴雨径流形成中的作用 |
3.4.3 流域暴雨径流水源概念模式 |
3.4.4 暴雨径流概念模式验证和不确定性分析 |
3.5 小结 |
第4章 基于数值模拟的超渗产流规律研究 |
4.1 研究思路与方法 |
4.2 场次尺度超渗产流发生规律的数据分析 |
4.2.1 场次降雨的划分及特征 |
4.2.2 场次尺度降雨径流响应特性分析 |
4.2.3 超渗产流发生概率的数据分析 |
4.3 考虑降雨和入渗空间变异性的超渗产流研究 |
4.3.1 场次降雨空间随机分布模型方法 |
4.3.2 流域土壤饱和导水率空间分布 |
4.3.3 考虑降雨和入渗空间变异性的超渗产流发生概率研究 |
4.4 考虑再入渗过程的流域超渗产流研究 |
4.4.1 再入渗模型方法原理 |
4.4.2 再入渗模型参数化方法 |
4.4.3 山坡尺度产流规律及其影响因素 |
4.4.4 流域升尺度超渗产流研究 |
4.5 西台子实验流域产流模式 |
4.5.1 实验流域地表径流模拟结果验证 |
4.5.2 西台子实验流域产流模式 |
4.5.3 不同流域产流模式对比研究 |
4.6 小结 |
第5章 总结与展望 |
5.1 主要研究成果 |
5.2 主要创新点 |
5.3 不足与展望 |
参考文献 |
致谢 |
附录A 中国自来水稳定同位素时空规律研究 |
A.1 概述 |
A.2 全国自来水样采集和数据分析 |
A.3 全国自来水稳定同位素空间分布规律 |
A.4 全国自来水稳定同位素时间变化规律 |
A.5 自来水稳定同位素影响因素研究 |
A.6 小结 |
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果 |
(8)高寒山区河道径流水分来源及其季节变化规律 ——以黑河上游葫芦沟流域为例(论文提纲范文)
作者简历 |
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 选题目的和意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 基于水稳定同位素的水分来源示踪研究 |
1.2.2 基于反应溶质示踪剂的流动路径示踪研究 |
1.2.3 高寒山区含水层水文特征研究 |
1.2.4 黑河上游葫芦沟流域 |
1.3 研究内容、技术路线及创新点 |
1.3.1 研究目标 |
1.3.2 研究内容 |
1.3.3 技术路线 |
1.3.4 创新点 |
第二章 研究区概况 |
2.1 自然地理概况 |
2.1.1 地理位置 |
2.1.2 地形地貌 |
2.1.3 气候条件 |
2.1.4 水文特征 |
2.1.5 植被景观 |
2.2 区域地质条件 |
2.2.1 地层 |
2.2.2 构造 |
2.3 区域水文地质条件 |
2.3.1 孔隙含水层的类型 |
2.3.2 地下水类型 |
2.3.3 地下水补给、径流和排泄特征 |
2.4 流域冻土分布及地温特征 |
2.4.1 冻土的分布 |
2.4.2 不同高程处地温特征 |
第三章 河道径流水分来源的分割方法 |
3.1 数据获取 |
3.1.1 观测点布设和数据获取 |
3.1.2 样品的采集与测试 |
3.2 径流分割端元混合模型 |
3.2.1 传统同位素端元混合模型 |
3.2.2 贝叶斯三元混合模型 |
3.3 径流分割时段的选择 |
3.4 河道径流潜在水分来源的水化学和同位素特征 |
3.4.1 地下水的水化学和同位素特征 |
3.4.2 降雨的水化学和同位素特征 |
3.4.3 冰雪融水的水化学和同位素特征 |
3.4.4 季节性融雪水的同位素特征 |
3.5 本章小结 |
第四章 河道径流水分来源的分割结果 |
4.1 春季末期河道径流分割 |
4.1.1 基于传统同位素端元混合模型的分割结果 |
4.1.2 基于贝叶斯三元混合模型的分割结果 |
4.1.3 基于上述两种分割方法结果的对比分析 |
4.2 夏季和初秋期间河道径流分割 |
4.2.1 基于传统同位素端元混合模型的分割结果 |
4.2.2 基于贝叶斯三元混合模型的分割结果 |
4.2.3 基于上述两种分割方法结果的对比分析 |
4.3 春季融雪期间河道径流分割 |
4.3.1 基于传统同位素二元混合模型的分割结果 |
4.3.2 影响季节性融雪水对河道径流贡献率和贡献量的因素 |
4.4 本章小结 |
第五章 河道径流水分来源的季节性变化特征 |
5.1 冰雪融水贡献率和贡献量的季节性变化特征 |
5.1.1 影响冰雪融水对河道径流贡献率和贡献量的气象因素 |
5.1.2 冰川存储与冰碛角砾孔隙含水层对冰雪融水贡献量的影响 |
5.2 降雨贡献率和贡献量的季节性变化特征 |
5.2.1 基岩山区对降雨贡献率和贡献量的影响 |
5.2.2 多年冻土对降雨贡献率和贡献量的影响 |
5.3 地下水贡献率和贡献量的季节性变化特征 |
5.3.1 孔隙含水层对地下水贡献率和贡献量的影响 |
5.3.2 河流中DOC和 DIC浓度的季节变化特征 |
5.4 本章小结 |
第六章 孔隙含水层对河道径流形成的调节机制 |
6.1 河流中反应示踪剂沿流程的变化规律 |
6.1.1 春末河流中反应示踪剂沿流程的变化 |
6.1.2 夏季河流中反应示踪剂沿流程的变化 |
6.1.3 初秋河流中反应示踪剂沿流程的变化 |
6.2 孔隙含水层的水文调节功能及其季节性转换特征 |
6.3 祁连山“山区-山前平原”型流域径流形成的概念模型 |
6.4 本章小结 |
第七章 结论与建议 |
7.1 结论 |
7.2 建议 |
致谢 |
参考文献 |
附录一 |
(9)降雨与植被变化对赣西北大坑小流域水文特征的影响研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
1 引言 |
1.1 研究背景 |
1.2 国内外研究进展 |
1.2.1 降雨变化及其对水文特征影响的研究进展 |
1.2.1.1 气候变化概述 |
1.2.1.2 降雨变化对流域水文特征的影响研究 |
1.2.2 植被变化及其对水文特征影响的研究进展 |
1.2.2.1 植被变化对水文过程的影响 |
1.2.2.2 植被变化对洪涝灾害的影响 |
1.2.3 森林植被与水的关系研究进展 |
1.2.3.1 森林植被对流域径流形成机制的影响 |
1.2.3.2 森林植被变化对水量的影响 |
1.3 流域水文模型在定量评价降雨与植被变化水文效应中的应用 |
1.3.1 流域水文模型的发展 |
1.3.2 流域水文模型的类型 |
1.3.2.1 集总式水文模型 |
1.3.2.2 分布式水文模型 |
1.3.3 遥感和地理信息系统与流域水文模型的整合 |
1.4 研究目的和意义 |
1.4.1 研究目的 |
1.4.2 研究意义 |
2 研究区概况 |
2.1 地理位置 |
2.2 自然条件 |
2.2.1 气候气象条件 |
2.2.2 地形地貌条件 |
2.2.3 地质、土壤情况 |
2.2.4 森林植被情况 |
2.2.5 水文情况 |
2.3 人口社会经济情况 |
2.4 研究基础 |
3 研究内容、方法与技术路线 |
3.1 研究内容 |
3.1.1 大坑小流域的降雨变化及其对水文的影响 |
3.1.2 大坑小流域的植被变化及其对水文的影响 |
3.1.3 大坑小流域分布式暴雨水文模型的构建 |
3.1.4 大坑小流域降雨与植被变化对水文变化贡献率的定量评价 |
3.2 研究方法 |
3.2.1 降雨变化水文效应的研究方法 |
3.2.2 植被变化水文效应的研究方法 |
3.2.3 流域水文模型模拟方法 |
3.3 实验手段 |
3.3.1 降雨、径流资料的收集与整理 |
3.3.2 植被景观格局的调查与分析 |
3.3.3 植被质量、垂直结构及土壤的调查 |
3.3.4 基于GIS 的小流域空间属性数据库建立 |
3.3.4.1 空间信息数据的预处理 |
3.3.4.2 属性信息数据的预处理 |
3.3.4.3 图形矢量化——建立空间信息库 |
3.3.5 基于DEM 的小流域汇流网络建立 |
3.3.5.1 数字高程模型的建立 |
3.3.5.2 基于DEM 的小流域地貌指数获取 |
3.3.6 景观格局分析方法 |
3.3.6.1 景观格局研究方法及分析软件选择 |
3.3.6.2 资料获取及数据处理方法 |
3.4 技术路线 |
4 大坑小流域的降雨变化及其对水文的影响 |
4.1 降雨变化分析 |
4.1.1 降雨量的变化 |
4.1.1.1 降雨量的年内变化 |
4.1.1.2 降雨量的年际变化 |
4.1.2 降雨的雨日变化 |
4.1.2.1 雨日的年内变化 |
4.1.2.2 雨日的年际变化 |
4.2 径流深变化及其对降雨变化的响应分析 |
4.2.1 径流深的年内变化 |
4.2.2 径流深的年际变化 |
4.2.3 径流深变化对降雨变化的响应 |
4.2.3.1 径流深的年内变化对降雨变化的响应 |
4.2.3.2 径流深的年际变化对降雨变化的响应 |
4.3 小结与讨论 |
5 大坑小流域的植被变化及其对水文的影响 |
5.1 植被的景观格局变化 |
5.1.1 植被的动态监测方法 |
5.1.2 植被的时间变化 |
5.1.3 植被的变化过程 |
5.1.3.1 植被变化的转移矩阵 |
5.1.3.2 单一植被类型动态模型 |
5.1.3.3 植被的变化趋势 |
5.1.4 植被的景观格局动态分析 |
5.1.4.1 景观单元特征指数的提取及生态意义 |
5.1.4.2 植被的景观格局及其变化 |
5.2 植被的垂直结构和质量变化 |
5.3 径流变化对植被变化的响应 |
5.4 植被动态变化的驱动力分析 |
5.5 小结与讨论 |
6 大坑小流域分布式暴雨水文模型的构建 |
6.1 降水径流模型系统(PRMS)概述 |
6.1.1 技术平台 |
6.1.2 主要模块 |
6.1.2.1 模型结构 |
6.1.2.2 模型观测资料处理 |
6.1.2.3 模型物理过程计算方案 |
6.2 流域分布式暴雨水文模型(PRMS_Storm)构建 |
6.2.1 PRMS_Storm 系统生成 |
6.2.1.1 模块选择、模型系统构成 |
6.2.1.2 水文响应单元(HRU)划分 |
6.2.1.3 参数文件生成 |
6.2.2 数据文件的获取和整理 |
6.2.2.1 数据文件格式 |
6.2.2.2 暴雨数据的获取和整理 |
6.2.2.3 洪水数据的获取和整理 |
6.2.2.4 数据文件生成 |
6.3 小结与讨论 |
6.3.1 小结 |
6.3.2 讨论 |
7 大坑小流域降雨与植被变化对水文变化贡献率的定量评价 |
7.1 试验区暴雨与洪水特性分析 |
7.1.1 暴雨与洪水特征 |
7.1.2 洪水特征值对暴雨特征值的响应 |
7.1.2.1 径流深对暴雨雨量的响应 |
7.1.2.2 洪水历时对暴雨历时的响应 |
7.1.2.3 洪峰流量对暴雨最大雨强的响应 |
7.2 PRMS_Storm 拟合与验证 |
7.2.1 PRMS_Storm 拟合检验方法 |
7.2.2 参数率定 |
7.2.3 PRMS_Storm 拟合 |
7.2.4 PRMS_Storm 验证 |
7.3 降雨与植被变化对水文变化贡献率的定量评价 |
7.4 小结与讨论 |
8 结论与展望 |
8.1 结论 |
8.2 展望 |
参考文献 |
个人简介 |
导师简介(一) |
导师简介(二) |
致谢 |
(10)不同年龄阶段会同杉木林水文学过程定位研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 森林生态水文学研究进展 |
1.1.1 生态水文过程的研究特点 |
1.1.1.1 生态水文学概述 |
1.1.1.2 生态水文过程研究的特点 |
1.1.1.3 森林生态水文学 |
1.1.2 森林水文学研究中的生态系统观 |
1.1.3 集水区森林水文学研究进展 |
1.1.3.1 国外研究现状 |
1.1.3.2 国内研究现状 |
1.1.4 森林生态水文学模型研究进展 |
1.1.4.1 生态水文模型的种类 |
1.1.4.2 水文生态模型与GIS集成 |
1.1.4.3 水文生态模型的尺度效应 |
1.1.5 森林水文学研究的发展趋势 |
1.1.5.1 向生态系统水文学方向发展 |
1.1.5.2 向多尺度综合研究方向发展 |
1.1.5.3 向长期定位研究方向发展 |
1.1.5.4 向多学科交叉研究方向发展 |
1.1.5.5 向微观环境水质方向发展 |
1.1.5.6 向重视过程与机理研究方向发展 |
1.1.5.7 向综合水文模型研究方向发展 |
1.1.6 存在问题和研究展望 |
1.2 杉木人工林集水区森林水文学研究进展 |
1.3 选题目的与意义 |
1.3.1 选题背景 |
1.3.2 选题目的与意义 |
第2章 研究地概况与研究方法 |
2.1 研究地概况 |
2.1.1 研究地基本情况 |
2.1.2 集水区基本特点 |
2.2 主要研究内容 |
2.2.1 集水区地形的准确测算 |
2.2.2 Eco-DBMS的建立 |
2.2.3 数据处理、水文模拟 |
2.3 研究方法和技术路线 |
2.3.1 技术路线 |
2.3.2 主要研究方法 |
2.3.2.1 林内气象因子定位观测 |
2.3.2.2 林地土壤调查 |
2.3.2.3 林外降雨量的测定 |
2.3.2.4 林下降雨量的测定 |
2.3.2.5 树干茎流的测定 |
2.3.2.6 径流量的测定 |
2.3.2.7 集水区林分处理方法 |
2.3.2.8 小集水区技术原理 |
2.3.2.9 Eco-DBMS的建立 |
第3章 集水区降水特征和干燥度指数 |
3.1 结果与分析 |
3.1.1 集水区降水特点 |
3.1.1.1 林内外降水差异 |
3.1.1.2 降水分布特征 |
3.1.1.3 降水的月分布规律 |
3.1.1.4 年降水量与降水变率 |
3.1.2 集水区气候干燥度指数 |
3.2 讨论与小结 |
第4章 林冠层对降水分配的规律 |
4.1 概述 |
4.2 结果与分析 |
4.2.1 一次性降雨的第一次分配 |
4.2.2 林冠截留的季节变化 |
4.2.3 林冠截留的空间差异 |
4.2.4 林冠截留模拟 |
4.2.5 杉木人工林对降水能量的影响 |
4.2.5.1 大气降水中雨滴到达林冠面的速度 |
4.2.5.2 冠滴水到达地面的速度 |
4.2.5.3 大气降水雨滴与冠滴水直径大小与分布 |
4.2.5.4 林冠表面和林内地面降水动能 |
4.3 结论 |
第5章 不同年龄阶段杉木人工林的径流规律 |
5.1 概述 |
5.2 结果与分析 |
5.2.1 凋落物的贮水能力分析 |
5.2.2 杉木林地产汇流特征分析 |
5.2.3 径流的年变化规律 |
5.2.3.1 地表径流年变化规律 |
5.2.3.2 地下径流年变化规律 |
5.2.3.3 总径流年变化规律 |
5.2.4 径流的月变化规律 |
5.2.4.1 各龄级月径流量的比较 |
5.2.4.2 月平均径流量的预测 |
5.2.5 洪峰流量 |
5.3 结论与讨论 |
第6章 土壤物理性质及其水文功能规律 |
6.1 概述 |
6.2 结果与分析 |
6.2.1 土壤持水特性和土壤物理学参数 |
6.2.2 土壤水分的月变化规律 |
6.2.3 不同年龄阶段土壤水分的变化规律 |
6.2.4 土壤含水量垂直分层的动态特点 |
6.2.5 土壤含水量与其它生态因子的规律 |
6.3 结论与讨论 |
第7章 不同年龄阶段杉木人工林的蒸散规律 |
7.1 概述 |
7.2 结果与分析 |
7.2.1 计算方法 |
7.2.2 蒸发散的年变化和月变化规律 |
7.2.3 蒸发散的空间差异 |
7.2.3.1 林地不同高度蒸散力分析 |
7.2.3.2 不同集水区的蒸发散比较 |
7.2.4 蒸发散的影响因子分析 |
7.3 结论与讨论 |
第8章 杉木人工林生态系统的水文调节功能 |
8.1 单木各组份的现存水量 |
8.1.1 单木各组份的现存水量经验数学模型 |
8.1.2 单木生物量经验数学模型拟合结果 |
8.2 集水区林分各组分的贮水能力 |
8.3 根系的空间分布及其现存水量 |
8.4 叶面积与林冠截留能力 |
8.4.1 叶面积与叶干重的相关模型 |
8.4.2 杉木单木叶面积的经验回归方程 |
8.4.3 杉木人工林生态系统乔木层的叶面积 |
8.4.4 叶面积与林冠截留能力 |
8.5 集水区地被物现存水量及截留降水量特征 |
8.5.1 地表层现存水量 |
8.5.1.1 凋落物现存水量预测模型 |
8.5.1.2 草本现存水量预测模型 |
8.5.1.3 灌木枝叶现存水量预测模型 |
8.5.1.4 灌木根现存水量预测模型 |
8.5.2 地被物截留降水量 |
8.6 结论与讨论 |
第9章 不同年龄阶段杉木人工林的水量平衡 |
9.1 概述 |
9.2 水量平衡 |
9.3 结论与讨论 |
第10章 论文的主要结论、创新点和研究展望 |
10.1 主要结论 |
10.2 创新点 |
10.3 研究展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读博士学位期间的主要学术成果 |
四、森林植被影响径流形成机制研究进展(论文参考文献)
- [1]陆地植被生态水文过程前沿进展:从植物叶片到流域[J]. 王根绪,夏军,李小雁,杨达,胡兆永,孙守琴,孙向阳. 科学通报, 2021(Z2)
- [2]祁连山排露沟流域植被类型变化对径流过程的影响[D]. 芦倩. 甘肃农业大学, 2021
- [3]黄土丘陵沟壑区人工刺槐林水文特征研究[D]. 丁文斌. 西北农林科技大学, 2021(01)
- [4]大连核心城区开放空间水适应性与优化策略研究[D]. 张妤. 东北林业大学, 2021(09)
- [5]晋陕黄土高原沟壑型聚落场地雨洪管控适地性规划方法研究[D]. 杨建辉. 西安建筑科技大学, 2020(01)
- [6]土壤冻融条件下三江平原径流演变规律研究[D]. 李保琦. 中国水利水电科学研究院, 2020
- [7]华北半湿润山区西台子实验流域产流机制研究[D]. 赵思晗. 清华大学, 2019
- [8]高寒山区河道径流水分来源及其季节变化规律 ——以黑河上游葫芦沟流域为例[D]. 常启昕. 中国地质大学, 2019
- [9]降雨与植被变化对赣西北大坑小流域水文特征的影响研究[D]. 刘士余. 北京林业大学, 2008(12)
- [10]不同年龄阶段会同杉木林水文学过程定位研究[D]. 邓湘雯. 中南林业科技大学, 2007(01)