融雪侵蚀研究进展

融雪侵蚀在中国及世界上许多地区都有发生,其对表层土壤的破坏作用越来越为人们所认识,已成为土壤侵蚀研究中的重要问题之一。在总结相关研究成果的基础上,分析了影响积雪和融雪的气候、海拔、地形地貌及土地利用等因素。在融雪侵蚀影响因素方面,认为融雪径流、表层土壤解冻深度、解冻期表层土壤可蚀性是影响融雪侵蚀发生的特殊因素。同时指出,融雪侵蚀预报模型中冻融作用对土壤水分迁移的影响、未完全解冻层对表层土壤水分的影响以及坡面融雪过程研究是未来融雪侵蚀研究中应重点解决的问题。

凉水自然保护区雪化学特征分析

以2006年11月至2007年5月凉水自然保护区内采集的降雪、积雪和溪流融雪径流样品为研究对象，初步探讨森林生态系统内雪化学特征及其变化规律。研究结果表明：降雪中浓度最高的阴、阳离子分别为HCO3^-和C^2＋，pH值为5．94，属微酸性；原始红松林内积雪中各种离子的浓度均高于人工落叶松林、次生白桦林和林间空地，且Ca^2＋，K^＋，Cl^-，NO3^-和HCO3^-存在显著性差异，说明原始红松林是较好的营养库；原始红松林内积雪离子浓度最高值均出现在郁闭度为0．5～0．7之间；保护区内溪流水中离子浓度在融雪径流期里规律性变化。

古尔班通古特沙漠季节性冻土入渗特性试验研究

以古尔班通古特沙漠南缘融雪期冻结土壤入渗试验为依据,分析了沙漠地区季节性冻土水分入渗特性及主要影响因素。结果表明：沙漠地区季节性冻土具有较高的入渗能力,沙漠冻结风沙土的稳渗率为0.26-0.30 mm/min,是田间冻结壤土的10-20倍,可以保证融雪水及时入渗进入土壤,为融雪水的高效储存创造了有利条件。入渗能力随着土壤含水率的升高而减小。沙地土壤初始的低含水率、土壤大孔隙结构特征是沙地冻结土壤具有较高入渗能力的主要原因。研究结果为进一步研究春季融雪水在沙地的再分配过程奠定了基础。

APHRODITE降水数据驱动的融雪径流模拟

针对流域内气象观测站点稀少和融雪径流过程的特点,利用APHRODITE降水数据进行插值,应用日有效活动温度改进度日数;依据季节性冻土受有效活动积温影响的特点,建立有效活动积温与径流系数的关系,提高模型中融雪速率和径流系数的计算精度。结合气象、水文资料和MODIS遥感积雪产品,应用改进的融雪径流模型(SRM)对开都河流域2000年与2006年融雪期的径流进行了率定和验证模拟。改进模型在率定期和验证期的模拟结果远远优于用日平均温度作为度日数的结果。结果表明,用APHRODITE降水数据及改进的度日数和径流系数作为SRM模型参数输入,能够较好模拟开都河流域融雪径流过程,大大提高模型模拟精度。

3种高山植物的物候和种群分布格局在融雪梯度上的变化

在青藏高原东部的一个高山雪床,沿着融雪梯度分别设置早融、中间和晚融3个融雪部位,然后测定川西小黄菊(Pyrethrum tatsienense)、长叶火绒草(Leontopodium longifolium)和圆穗蓼(Polygonum macrophyllum)在3个融雪部位上的物候差异以及种群分布格局的变化。结果表明:从早融到晚融的梯度上,3个物种的物候期都不同程度地有所推迟。其中,开始生长的时间推迟12~14 d,始花期推迟6~8 d,盛花期推迟6 d左右,但同一种植物在不同的融雪部位上的衰老枯黄期趋于一致,这标志着在晚融部位同一植物的生长期要缩短。在种群层次上,长叶火绒草和圆穗蓼的分布格局随着融雪的推迟都发生了一定的变化,基本上表现为从早融部位的集群分布到中间或晚融部位的随机分布。川西小黄菊在各个融雪部位上都表现为集群分布,但集群的强度随融雪的推迟逐渐减弱。

分布式融雪径流模型的设计及应用

融雪径流模型的研究对洪、旱灾害的监测与预报，对水文水资源的管理都具有重要的实用价值。本丈设计和构建了一个基于“3S”技术和DEM技术的分布式融雪径流模型，整个分布式融雪模型的计算基于能量平衡和水量平衡，由分布式栅格融雪过程到分布式橱格产流，最后是基于GIS的橱格汇流过程。融雪以及产汇流过程全部基于橱格尺度，全面实现了模型的分布式特性并具有严格的物理机制。文中提出了“单元时段”的重要概念，从而得到了“度分融雪模型”，为水文时间尺度转换难题的解决提供了新的思路；针对融雪过程中颇为复杂的冻融反复性难题提出了旨在解释积雪冻融反复性物理机制的“冻融系数”的重要概念，对于准确把握融雪过程的物理机制具有重要意义。另外，开发了B／S与C／S相结合的分布式融雪径流模拟系统，利用获取的大量实测、遥感以及气象等资料，基于橱格尺度全面实现了模型的算法，完成了对融雪径流的可视化、可控性模拟。最后。对典型研究区新疆军塘湖流域2006年春季融雪期（2006年3月6日11：00—2006年3月10日11：00的洪水过程进行了模拟．模拟结果精度较高。平均相对误差在0．18以下，达到了融雪洪水预警预报的业务需求。

原始红松林积雪与融雪径流水化学特征分析

于2009年4月初—5月中旬,对凉水自然保护区内原始红松林积雪与融雪径流的pH值、电导率及SO42-、Cl-、NH4+、NO3-、总氮(TN)、总磷(TP)的浓度进行了测定,结合积雪厚度的变化,初步探讨了原始红松林积雪与融雪径流水化学特征及其变化规律。结果表明:1)不同郁闭度的原始红松林中各化学成分所表现的规律有所不同,其中电导率及Cl-、NO3-、SO42-、TN浓度的最大值出现在郁闭度为0.5或0.6的红松林,说明郁闭度为0.5～0.6的原始红松林保存营养成分的能力最强;相关分析表明,积雪厚度与电导率及SO42-、Cl-、TN浓度呈显著负相关,与NO3-呈极显著负相关。2)融雪过程中,与流域出口处的干流相比,原始红松林林内支流中除pH值外其他化学成分浓度的波动范围较小,但二者均有"离子脉冲"现象出现,且林内支流出现离子脉冲的日期滞后,峰值也较低。3)与积雪相比,融雪初期干流和支流中的pH值、电导率和SO42-浓度略有增加,其余则相反。

军塘河流域上游山区融雪期土壤湿度特征分析

【目的】研究融雪期土壤湿度特征。【方法】以天山北坡军塘河流域为研究区,采用定点连续观测方法,利用2006、2007年两年融雪期观测的土壤湿度、土壤温度及气温资料,对比分析土壤湿度在融雪期内各层深度的变化情况以及与土壤湿度和气温之间的关系。【结果】近地面气温与土壤湿度存在较高相关关系,土壤湿度的时间变化均表现出减湿过程缓慢,增湿过程迅速特征,土壤湿度日变化表现为单峰单谷型波动。【结论】近地面气温与土壤湿度具有明显的影响作用,该结论将有助于为军塘河流域春季融雪洪水的预警提供决策支持。

MIKE21模型在精河防洪保护区避洪转移中的应用研究

新疆北部地区暴雨融雪混合型洪水突发性强、流速大,严重威胁下游山前平原河段防洪保护区内的人民生命财产安全。为提高避洪应急转移工作效率,将洪灾造成的人员伤亡和财产损失降到最低,以典型的山前平原河流精河为例,基于MIKE 21建立河道及防洪保护区内的整体二维水动力学模型,模拟遭遇百年一遇洪水时的风险情况,在分析防洪保护区淹没水深、流速和洪水到达时间的基础上,给出了防洪保护区内的需转移单元、可安置区域和转移人口等信息,为防汛指挥部门在实际避洪转移安置工作中提供了辅助决策支撑作用。

复合型融雪剂对沥青性能影响分析

为研究融雪剂对沥青结合料性能的影响,优化选择合适的沥青材料,利用室内试验分析融雪剂对基质沥青和SBS改性沥青高温性能、敏感性能、低温性能及抗老化性能的影响。结果表明:融雪剂对2种沥青存在不同程度的影响,提高了基质沥青的软化点和针入度指数,降低了低温延度指标,改善了基质沥青的高温抗车辙性能和温度敏感性,劣化了低温抗裂性能,且随试验温度的增加,融雪剂对低温性能劣化更加严重;对于SBS改性沥青,融雪剂降低了软化点、针入度指数和低温延度指标,劣化了高温性能、感温性能和低温抗裂性能。老化试验分析发现:3大指标能够有效评价融雪剂对基质沥青抗老化性能的改善程度,而对SBS改性沥青抗老化性能评价并不适用,且SBS改性沥青对融雪剂劣化低温性能的抵抗能力优于基质沥青。

基于栅格尺度的双层融雪径流模型研究及应用

以新疆天山北坡军塘湖河流域作为研究区,基于物理机制构建双层分布式融雪径流模型,利用研究区数字高程模型(DEM)提取流域信息,运用GIS技术与遥感技术获取积雪、植被、土壤等与融雪径流模型有关的地表信息,并结合WRF中尺度数值预报模式作为该模型气象驱动数据,对研究区融雪期进行模拟,结果显示:2009、2010年峰值模拟期间,实测与模拟径流过程线拟合度高,QR合格率分别达87%、90.85%。该模型适用性较好,对融雪洪水预警具有一定的参考价值。

融雪期融雪水下渗分析及下渗率模拟研究

融雪期土壤下渗对于融雪产流有重要意义。土壤下渗率的模拟可以为融雪径流模拟提供必要的参数,能够更精确地对融雪期洪水进行预报。在研究过程中,通过融雪期对土壤湿度、温度的观测及设置的下渗实验获取的数据,利用Excel、SPSS等统计软件对数据进行综合处理,并对结果进行制图、制表。结果表明:土壤湿度和土壤温度对融雪水下渗有显著影响;冻土中冰的存在对下渗的阻碍作用很强,冰融化后可以增强融雪水的下渗;在融雪期,实验得到的下渗率模型的模拟精度高,其形式上与Kostiakov下渗公式吻合。

B/S结构融雪洪水预警模型库系统关键问题研究与实现

通过对模型库系统的研究,建立并实现了B/S结构的基于W eb的新疆融雪洪水预警模型库系统。该系统将成熟的关系型数据库系统技术与模型库理论集成在一起,结合参数元理论,并充分利用面向对象技术,从根本上解决了模型的表示、模型的管理、模型的组合运行、模型数据的共享和交换及模型的复用等关键性问题。

基于坡向判断的分布式水文模型研究应用

针对西北内陆高寒山区的水文、气象特点,以网格为最小单元将流域离散。通过分析同一高程网格坡向不同及其对到达地面太阳短波辐射通量的影响,提出地形要素差异导致地面冷热源再分布,调控融雪出流量,继而将坡向判断也作为系统重要输入项之一嵌入到模型计算中。最后通过在每一栅格单元上采用融雪型新安江产流模型与SCS汇流模型,构建整个流域的分布式水文模型。该模型在甘肃省石羊河流域进行模拟研究,其结果令人满意。

新疆春季融雪型洪水分布特征研究

利用2004-2013年灾情和积雪深度资料，采用统计分析方法，分析了近10年新疆春季融雪型洪水的时空分布特征以及与地理气候特征关系。结果表明，伊犁河谷、塔城地区北部、阿勒泰地区为春季融雪型洪水的极易发区，天山北坡为易发区，南疆为低发区；近10年新疆春季融雪型洪水有明显的增加趋势，3月和4月下旬为高发时期，特别是3月中旬；春季融雪型洪水多发生在山麓、山前平原和河谷地带的3—5级水系附近；2月底积雪深度距平百分率可作为春季融雪型洪水预测预报的重要指标。

桥面物理除冰雪加热功率与环境因素关系分析

为解决化学融雪剂腐蚀桥梁结构和污染环境的问题,提出桥面敷设加热电缆方式除冰雪技术方案,以30 m预应力混凝土T梁桥、沥青混凝土桥面为分析对象,进行了瞬态热分析和稳态热分析,系统研究了在桥面加热升温和稳态融雪节段加热功率与环境温度和环境风速的关系。经分析可知桥面加热过程可分为滞后、升温和稳态三个阶段,得出了一些有意义的结论,可为桥面敷设加热电缆除冰雪设计提供理论参考。

智能融雪剂洒布车洒布量控制方案研究

针对传统液压调速的缺点和融雪剂洒布车的作业环境,提出将液压变频调速技术运用于融雪剂洒布车,通过电动机带动融雪剂泵,运用闭环控制,从理论上分析该方案的特点以及自动洒布核心算法和流程。结果表明,该方案弥补了液压控制冷启动困难的问题,而且节能、调节方便,能够控制洒布的均匀性。

融雪剂及融雪剂撒布设备的合理使用

介绍了常用融雪剂的成分以及融雪剂对环境造成的危害及正确的使用方法。分析了融雪剂在使用过程中撒布设备及外界因素对它的影响。

2011年4月下旬托什干河融雪洪水的气象成因

2011年4月下旬南疆托什干河流域发生了罕见的融雪型洪水,卫星遥感监测到此次融雪型洪水过程中山区积雪的变化。本文从气象的角度分析了其成因,结果表明:托什干河流域融雪型洪水出现前上游地区降水明显偏多,高空0℃层高度持续和异常偏高,流域上空出现了明显的高空温度脊,并有较强的暖平流配合,暖平流出现的时间、强度与托什干河融雪洪峰出现的时间和大小有较好的对应关系。这些条件为托什干河流域融雪型洪水的预报提供了较好的技术指标。

盛夏流域面融雪量初步分析

盛夏主汛期我国西部地区流域的洪水类型较东部地区复杂,为了提高当地防洪气象服务水平和丰富全国汛期气象服务技术,分析了融雪洪水与暴雨洪水物理过程的差异,提出了描述流域融雪洪水过程的面融雪量等概念。指出了盛夏主汛期流域融雪洪水的气象服务关键技术。