黃土高原北部淤地壩區(qū)域土壤水分模擬及水分有效性分析——以六道溝流域?yàn)槔?pdf

1、位于黃土高原北部的六道溝流域長(zhǎng)期受到水蝕與風(fēng)蝕作用的影響，水資源目前面臨著嚴(yán)重的危機(jī)。淤地壩在流域內(nèi)的水土保持措施中具有重要作用，提高了水資源的存儲(chǔ)與利用效率，有利的調(diào)控了土壤水文循環(huán)過程，并為植物的生長(zhǎng)涵養(yǎng)了更多的水源。
　　本文依托六道溝流域的一座淤地壩為研究區(qū)，選取淤地壩區(qū)域與坡面兩點(diǎn)為研究對(duì)象開展研究。根據(jù)聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織(FAO)推薦經(jīng)修正的Penman-Monteith公式計(jì)算參考作物蒸散發(fā)量(ET0)，利用原始的Pen

2、man-Monteith公式估算草地蒸散發(fā)量(ET)，并通過后者與前者的比值對(duì)水分有效性（ma）進(jìn)行評(píng)估，從而揭示研究區(qū)的蒸散發(fā)及水分有效性的時(shí)間變化特征;采用有限差分方法結(jié)合非飽和土壤水分運(yùn)動(dòng)方程構(gòu)建一維點(diǎn)尺度土壤水分運(yùn)動(dòng)模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)表層(0～10cm)土壤水分的模擬，再借助標(biāo)準(zhǔn)誤差（RMSE）、一致性系數(shù)(d)、納什效率系數(shù)（NSE）對(duì)模型進(jìn)行驗(yàn)證。研究取得的主要結(jié)果為:
　　(1)2006年1月1日至2007年9月30日，淤

3、地壩區(qū)域與坡面兩點(diǎn)之間的ET0、ET和ma的計(jì)算結(jié)果曲線在年內(nèi)隨時(shí)間的變化趨勢(shì)相似。從總量上看，2006年全年或2007年9個(gè)月內(nèi)的ET0、ET、ma的累計(jì)總量均表現(xiàn)出淤地壩區(qū)域略微高于坡面。兩點(diǎn)的ET、ma對(duì)同期降雨及土壤水分驟然變化的響應(yīng)更為強(qiáng)烈。2006年淤地壩區(qū)域與坡面的ma均值分別為0.16、0.14，2007年9個(gè)月內(nèi)的ma均值分別為0.20、0.18，計(jì)算時(shí)段的年內(nèi)時(shí)期均表現(xiàn)出淤地壩區(qū)域的水分有效性參數(shù)均值略高于坡面。

4、r>　　(2)2006年淤地壩區(qū)域與坡面的5、30cm深度的土壤含水量在年內(nèi)非雨季時(shí)期的日變化趨勢(shì)較明顯，而在年內(nèi)的雨季兩個(gè)深度的土壤水分變化趨勢(shì)較弱，并處于頻繁波動(dòng)的較復(fù)雜變化形式，且在年內(nèi)大部分月份坡面上兩個(gè)深度的土壤水分日變化趨勢(shì)較同樣深度的淤地壩區(qū)域更加明顯。
　　(3)表層土壤水分運(yùn)動(dòng)模型的運(yùn)行與檢測(cè)結(jié)果為:淤地壩區(qū)域與坡面實(shí)測(cè)序列與計(jì)算序列的標(biāo)準(zhǔn)誤差（RMSE）分別為0.015、0.017，一致性系數(shù)(d)分別為0.9