黄土疏松多孔且黄土区干旱少雨,汽态水可能在剖面水分运移中扮演重要角色。因此,了解非饱和带土壤水汽通量的循环运移规律,对实现干旱区水资源的可持续发展具有重要意义。基于黄土高原旱地苹果园剖面(0~200 cm)高频定位监测试验,采用水-...黄土疏松多孔且黄土区干旱少雨,汽态水可能在剖面水分运移中扮演重要角色。因此,了解非饱和带土壤水汽通量的循环运移规律,对实现干旱区水资源的可持续发展具有重要意义。基于黄土高原旱地苹果园剖面(0~200 cm)高频定位监测试验,采用水-汽-热-气耦合的STEMMUS(Simultaneous Transfer of Energy,Mass and Momentum in Unsaturated Soil)模型,探讨黄土剖面液态水和汽态水通量运移规律。结果表明:STEMMUS模型准确地再现了旱地苹果园剖面土壤水分(d介于0.81~0.98,NRMSE介于5.5%~15%)和土壤温度(d介于0.98~0.99,NRMSE介于1.4%~4.6%)的动态变化,对苹果树蒸发蒸腾量的模拟表现出良好的一致性(d介于0.92~0.96)。降雨对基质势梯度、温度梯度、液态水与汽态水通量均有显著影响,液态水与汽态水运移分别主要由基质势梯度与温度梯度驱动,且二者对土壤水分的最大补给深度在研究期内分别为100 cm和160 cm,表明土壤水通过向下的汽态水能够运移至更深层土壤。研究结果可增进对黄土剖面水分运移规律的认识。展开更多
黄土疏松多孔,气相占比较高,但是土壤干空气过程如何影响黄土水热运移尚不清楚。采用考虑土壤水-汽-热-气耦合的STEMMUS(Simultaneous Transfer of Energy,Mass and Momentum in Unsaturated Soil)模型,以黄土丘陵区苹果园为例,探讨土...黄土疏松多孔,气相占比较高,但是土壤干空气过程如何影响黄土水热运移尚不清楚。采用考虑土壤水-汽-热-气耦合的STEMMUS(Simultaneous Transfer of Energy,Mass and Momentum in Unsaturated Soil)模型,以黄土丘陵区苹果园为例,探讨土壤干空气对黄土土壤水热运移的影响。结果表明:(1)该模型可以较好地模拟果园土壤水热动态过程。通过优化土壤水力参数,STEMMUS模型在率定期与验证期模拟土壤水分的归一化均方根误差介于4.7%~30.0%,一致性指数介于0.83~0.96,模拟土壤温度的归一化均方根误差介于0.1%~9.9%,一致性指数介于0.76~0.99。(2)STEMMUS模型中考虑干空气机制的二相耦合模型模拟值较未考虑干空气机制的单相模型与实测值更为接近。降雨1d过后,耦合模型剖面土壤含水率增量明显小于单相模型,耦合模型的归一化均方根误差为0.07%,一致性指数介于0.93~0.97,单相模型的归一化均方根误差介于0.06%~0.2%,一致性指数介于0.95~0.96,鉴于该地区有压入渗等现象,耦合模型能更好反映实际土壤水分的运移过程。展开更多
文摘黄土疏松多孔且黄土区干旱少雨,汽态水可能在剖面水分运移中扮演重要角色。因此,了解非饱和带土壤水汽通量的循环运移规律,对实现干旱区水资源的可持续发展具有重要意义。基于黄土高原旱地苹果园剖面(0~200 cm)高频定位监测试验,采用水-汽-热-气耦合的STEMMUS(Simultaneous Transfer of Energy,Mass and Momentum in Unsaturated Soil)模型,探讨黄土剖面液态水和汽态水通量运移规律。结果表明:STEMMUS模型准确地再现了旱地苹果园剖面土壤水分(d介于0.81~0.98,NRMSE介于5.5%~15%)和土壤温度(d介于0.98~0.99,NRMSE介于1.4%~4.6%)的动态变化,对苹果树蒸发蒸腾量的模拟表现出良好的一致性(d介于0.92~0.96)。降雨对基质势梯度、温度梯度、液态水与汽态水通量均有显著影响,液态水与汽态水运移分别主要由基质势梯度与温度梯度驱动,且二者对土壤水分的最大补给深度在研究期内分别为100 cm和160 cm,表明土壤水通过向下的汽态水能够运移至更深层土壤。研究结果可增进对黄土剖面水分运移规律的认识。
文摘黄土疏松多孔,气相占比较高,但是土壤干空气过程如何影响黄土水热运移尚不清楚。采用考虑土壤水-汽-热-气耦合的STEMMUS(Simultaneous Transfer of Energy,Mass and Momentum in Unsaturated Soil)模型,以黄土丘陵区苹果园为例,探讨土壤干空气对黄土土壤水热运移的影响。结果表明:(1)该模型可以较好地模拟果园土壤水热动态过程。通过优化土壤水力参数,STEMMUS模型在率定期与验证期模拟土壤水分的归一化均方根误差介于4.7%~30.0%,一致性指数介于0.83~0.96,模拟土壤温度的归一化均方根误差介于0.1%~9.9%,一致性指数介于0.76~0.99。(2)STEMMUS模型中考虑干空气机制的二相耦合模型模拟值较未考虑干空气机制的单相模型与实测值更为接近。降雨1d过后,耦合模型剖面土壤含水率增量明显小于单相模型,耦合模型的归一化均方根误差为0.07%,一致性指数介于0.93~0.97,单相模型的归一化均方根误差介于0.06%~0.2%,一致性指数介于0.95~0.96,鉴于该地区有压入渗等现象,耦合模型能更好反映实际土壤水分的运移过程。
