季节性冻融对黑土坡面表层水分垂直迁移影响研究
2021-01-06姜艳艳刘红希王迪晨张大伟王岩松
水利科技与经济 2020年12期
姜艳艳,刘红希,王迪晨,张大伟,王岩松
(1.松辽水利委员会 松辽流域水土保持监测中心站,长春 130021;2.沈阳农业大学 水利学院,沈阳 110866)
中国东北典型黑土区主要分布于黑龙江中部[1],属于季节性冻土区,冻融循环现象频繁。季节性冻土系统内的水分迁移作为自然界水循环的一个重要环节,在生态环境、工农业生产、环境工程中占有极其重要的地位[2]。冻结过程中或冻结后,未冻水会在多种外力作用下向低温冻结面产生迁移。土体内部由于温度场的改变产生不透水层,导致土体中相态平衡的破坏[3],从而产生各种驱动力伴生着水分过冷现象。这从本质上改变了土壤水分运移规律,地下水不仅在基质吸力作用下上升,同时在温度梯度影响下也会向上迁移。土壤水分迁移的决定性影响因素即气温的变化。冬季地表温度急剧降低形成低温界面,水汽不断聚集凝结。除土壤内部结构影响外,研究表明[4-5]任何轻微的地形变化都可能会影响土壤含水率的空间分布,在土壤水分属性上可以捕捉到土地属性,两者密不可分。坡面尺度是认识地表过程空间变化的基础[6]。同时冻土水分运移过程受到太阳辐射、纬度地带性、土壤含水率、土壤质地和地形等环境条件的共同作用,且空间尺度不同,影响因子存在差异。其中,影响土壤水分空间分布的地形因子主要为坡度、坡向、坡位及相对高程。对于同一坡面而言,上坡位因重力作用向下排水,而较少积蓄水分,下坡位经来水再分配含水率较高;……
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