公路自然区划Ⅱ_(1)区路基湿度指数优化算法

为了提高公路自然区划Ⅱ_(1)区路基湿度指数计算精度,建立一种路基湿度指数优化计算方法,其采用FAO⁃PM法取代Thornthwaite法来估算路基土月均潜在蒸发蒸腾量(potential evapotranspiration,PE),以解决后者对路基土在负温条件下蒸发蒸腾量计算值为零的问题。在分析了各气象参数对路基土月均潜在蒸发蒸腾量的影响规律的基础上,验证了新方法的适用性并简化了路基湿度平衡计算的流程。针对路基湿度的季节性变化特征,提出了阶段湿度指数计算方法,并细化了Ⅱ_(1)区三级划分区域的路基湿度指数取值范围。结果表明:在负温条件下,路基的月均潜在蒸发蒸腾量在与平均日照时数、平均气温和平均风速正相关的同时,与平均相对湿度负相关,并且总潜在蒸发蒸腾量占全年总量的9.8%~15.7%;路基湿度平衡后的状态可简化为有径流、无径流不干旱和无径流干旱3种,并可采用4阶段湿度指数对其最不利季节进行判别;对于所研究的7个气象站,不同土组的湿度指数计算最小值为-16.5,最大值为33.2,这与现行规范推荐值(-8.1~35.1)相比,不仅数值整体偏小、路基湿度状态更偏干旱,而且自西南向东北逐渐降低。采用该方法可有效计算Ⅱ_(1)区负温下土壤蒸发蒸腾量,并进而确保对路基湿度指数估算的精度。

FAO-PM法估算季节性冰冻地区路基土潜在蒸发蒸腾量

为准确估算东北东部山地润湿冻区(Ⅱ_(1)区)路基土平衡湿度,引入联合国粮农组织Penman-Monteith法(FAO-PM)估算气候因素控制型路基土潜在蒸发蒸腾量,以解决Thornthwaite法在负温时潜在蒸发蒸腾量计算值为0的问题。详细阐述了FAO-PM模型中5个气候因素的具体含义,并给出算例说明计算流程;根据Ⅱ_(1)区内6个气象台站月均气象数据计算得到各地路基土潜在蒸发蒸腾量;分析主要气候因素对路基土潜在蒸发蒸腾量的影响规律与程度。研究表明:Ⅱ_(1)区各地路基土全年潜在蒸发蒸腾总量为71.14~87.37 cm,负温时该值为8.27~12.39 cm,占全年总量的9.8%~15.7%;潜在蒸发蒸腾量与各地平均气温的显著正相关关系可在一定程度上削弱与其他气候因素的负相关关系;负温条件下,路基的潜在蒸发蒸腾量与平均气温、平均风速和平均日照时数呈正比,与平均相对湿度呈反比;FAO-PM法估算的逐月潜在蒸发蒸腾量与气象站实测数据的误差范围为0.47~13.22 cm,负温时误差范围为0.47~4.31 cm。因此,FAO-PM法适用于估算公路自然区划Ⅱ_(1)区路基土潜在蒸发蒸腾量,且具有可接受的估算误差。