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青藏高原多年冻土活动层水热特征及其对土壤渗透性影响分析

日期:2021年09月22日 编辑:ad201107111759308692 作者:无忧论文网 点击次数:590
论文价格:150元/篇 论文编号:lw202109132005453032 论文字数:36566 所属栏目:给排水工程论文
论文地区:中国 论文语种:中文 论文用途:硕士毕业论文 Master Thesis
相关标签:给排水工程论文
因素分析


5.1 不同海拔高度土壤渗透性影响因素分析

5.1.1 阴坡坡底土壤渗透性影响因素分析

由于活动层冻结融化特性,活动层中水分也存在季节变化,暖季时活动层含水量丰富,水的流动性强,因此本研究在青藏高原进行抽水试验的时间段主要集中在试验年的 8、9、10 月份。据气象站测得的长序列日均气温动态变化可知,日平均气温在每年十月份上旬开始降至零摄氏度以下,活动层表层土壤开始逐渐冻结。因此,以十月上旬为时间序列的分界点,将试验阶段分为完全融化期(8、9 月份)和逐渐冻结期(10 月份)。本研究对青藏高原多年冻土活动层完全融化期和逐渐冻结期土壤渗透性及土壤含水量与环境因子进行 RDA 分析,并对结果进行蒙特卡罗置换检验(Monte Carlo permutation test),分析解释变量对响应变量的解释量是否具有显著性。

应用 R 软件中的 envfit()函数可以得到解释变量与排序轴之间的相关系数(表5.1)。完全融化期,气温和 20 cm、50 cm、100 cm、160 cm 地温与轴 1(图 5.1中 RDA1,后同)的相关系数为 0.941、0.929、0.898、0.644、-0.979,与轴 2(图5.1 中 RDA2,后同)的相关系数为 0.339、0.370、0.440、0.765、-0.202。因此,第 1 排序轴主要反映了气温和 20 cm、50 cm 和 160 cm 地温的变化趋势,第 2 排序轴主要反映了 100 cm 深度土壤温度变化趋势。逐渐冻结期,各个解释变量与排序轴 1 的相关性均弱于排序轴 2,所以第 2 排序轴主要反映了各解释变量变化趋势,相关系数依次为 0.998、0.968、0.951、0.975、0.999。各解释变量与排序轴的相关性均通过了显著性检验,表明不论是完全融化期还是逐渐冻结期,阴坡坡底土壤水分和渗透系数受气温和各层土壤温度的影响较大(影响显著)。

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第六章 结论与展望


6.1 主要结论

活动层土壤渗透系数是表征土体过水能力的参数,活动层冻融循环伴随的土壤水热动态过程与土壤渗透性相互影响,同时也影响着土壤的渗透性,是土壤渗透性变化的主要原因之一。本文以青藏高原风火山流域作为研究区,通过自动气象站、土壤温湿度探头以及现场抽水试验,获得了研究时段内降水、气温等气象数据,各层土壤温湿度数据和融冻过程中土壤渗透性数据。基于以上数据,分析了活动层水热特征,气候暖湿化情况下土壤水热特征变化情况,及土壤渗透性的影响因素及未来变化趋势,得出以下主要结论:

(1)年内活动层土壤温度和含水量变化趋势具有较强的一致性,但随着土壤深度的增加,土壤温度表现出振幅衰减和一定的滞后性,土壤含水量在相位上也体现出一定的滞后现象。各层土壤含水量之间的大小关系并没有固定结论,其视植被、土壤结构等情况而定,但通过比较发现坡下点土壤含水量普遍大于坡上点,且坡上点土壤开始融化和开始冻结时间均较坡下点提前。在单日中,随着白天气温逐渐升高,浅层土壤温度逐渐升高,上升至最大值后开始逐渐降温,其余深度土壤温度基本没有变化,土壤含水量在整个过程中变化也较小。土壤温湿度之间的相关性表明,土壤温湿度相关性年内呈 V 字型变化,即在暖季表现为负相关,在其余时间基本表现为正相关,这可能是温度升高导致蒸散发和土壤水流动性增强导致的含水量降低。

(2)气候暖湿化后,活动层土壤温湿度受气温升高和降水量增加影响显著。气温每升高 1  ℃,活动层土壤平均温度约升高 0.8  ℃,其中开始冻结阶段和开始融化阶段受升温影响较小,其余时间段土壤温度升高明显。然而,土壤含水量在开始冻结和开始融化两阶段受升温影响最大,完全融化期和完全冻结期土壤含水量基本不受升温影响,这刚好与土壤温度变化特征相反。气温升高还会导致活动层开始融化时间提前和开始冻结时间延后,这导致活动层处于完全融化的时间增加更有利于地下水排泄,将不利于冻土发育,加速冻土退化进程。降水量增加能明显降低逐渐融化期土壤温度,升高完全冻结期和逐渐冻结期土壤温度,且变化幅度与降水量增加量呈正相关关系。除了活动层温度变化,降水主要集中在暖季的特征使得完全融化期土壤含水量随降水量增加而增加。

参考文献(略)