《太湖流域丘陵坡面壤中流产流及其控制因素研究取得进展》

  • 来源专题:农业立体污染防治
  • 编译者: 金慧敏
  • 发布时间:2016-11-29
  • 坡面土壤水分渗漏(壤中流)是流域水文循环过程的重要环节,很大程度上影响氮磷等营养物质的迁移转化过程。因此,定量揭示坡面土壤水分渗漏对不同环境因子变化的响应具有重要意义。中国科学院南京地理与湖泊研究所的研究人员结合野外试验和情景模拟,分析了太湖流域平原区土壤水分渗漏对降雨、季节和初始土壤湿度的响应特征。但丘陵区土壤水分渗漏的影响机制尚不明确。

    研究人员以太湖流域丘陵区为研究对象,利用二维Richards方程构建了茶园和林地两种土地利用坡面尺度的土壤水分运动模型,并通过情景模拟分析了降雨类型、初始含水量、土壤质地、土地利用和地形(坡度)对丘陵区土壤水分渗漏的交互影响。研究发现,随着雨强逐渐减小以及质地由粗到细,茶园和林地土壤水分渗漏量均逐渐增加,表明未来气候变化所导致的极端降雨事件会极大地促进壤中流的产流及面源污染物的迁移。茶园对雨强和质地变化的响应较林地更为敏感,表明丘陵山区土地开发使得涵养水源的能力变得脆弱、面源污染物流失也更为敏感。此外,坡面壤中流的产流存在明显的初始土壤含水量阈值。该阈值也是面源污染物坡面迁移的重要控制因子。相关成果发布于《SOIL USE AND MANAGEMENT》国际期刊。

    期刊论文原文:DOI: 10.1111/sum.12282

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    • 发布时间:2017-09-27 大 中 小 打印 关闭 鄱阳湖作为我国最大的通江淡水湖泊,近些年来频繁发生的干旱事件受到了普遍关注和高度重视。鄱阳湖水量变化受流域和长江来水的共同作用,通过探索鄱阳湖 -流域 -长江水系统的水分盈亏特征,可以更为全面揭示鄱阳湖的干旱成因。 在国家自然科学基金、国家重点基础研究发展计划( 973计划)和研究所一三五重点项目的资助下,张奇团队对长江流域的水文干旱开展了系统的研究。综合运用大尺度水文模型和 GRACE反演,结合长序列实测数据,研究发现长江流域的水量有减少的趋势。汉口站 1991-2010年的平均径流量比 1901-1930年减少了 25mm,这主要是由于人类活动的加强引起。 GRACE水储量序列表明长江流域的水文干旱强度呈现出加剧的态势, 2000年之前和之后的水文干旱事件平均缺水量分别为 85mm和 281mm。 进一步采用标准化水位指数(湖泊)和标准化径流指数(流域和长江),基于 Copula方法研究了鄱阳湖和流域、长江同时发生水文干旱的概率。研究表明, 1960-2013年间,鄱阳湖和流域同时发生水文干旱事件的概率是 10.1%。近 10年来春季干旱有明显的增加趋势,这主要是由于流域来水减少引起的;鄱阳湖和长江同时发生水文干旱事件的概率是 11.5%。近 10年来夏、秋两季干旱有明显的增加趋势,这主要是由于长江来水减少引起的;鄱阳湖冬季的水文干旱事件近 10年来略有增多,但同一时期流域与长江均没有发生相应的干旱事件,鄱阳湖冬季干旱可能是由于湖区人类活动加剧或其它因素导致。 该研究从湖泊 -流域 -长江系统出发,结合多种数据源和多种模型,有效地揭示了具有不同属性的水文干旱事件在不同区域间的相关性,是对大型通江湖泊水文过程演变机制研究的重要补充,并为解释近 10多年来鄱阳湖干旱事件的成因提供了新的途径。相关成果发表在 Journal of Hydrology、 Journal of Hydrometeorology和 Theoretical and Applied Climatology等杂志上。   1979-2012年长江流域水储量、降水和径流距平的变化   鄱阳湖与流域(左)、鄱阳湖与长江(右)同时发生水文干旱概率的等值线图( a、 b、 c、 d分别代表春、夏、秋、冬四个季节)   参阅文献: Zhang et al., 2017.Copula-based probability of concurrent hydrological drought in the Poyang lake-catchment-river system (China) from 1960 to 2013. Journal of Hydrology, 553, 773-784.   Zhang et al., 2016. GRACE-Based Hydrological Drought Evaluation of the Yangtze River Basin, China. Journal of Hydrometeorology, 17: 811-828.   Zhang et al., 2015. Attribution of the changes in annual streamflow in the Yangtze River Basin over the past 146 years. Theoretical and Applied Climatology, 119:323-332.
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