季节性冻融土壤水热耦合运移模拟

摘要：

根据季节性冻融条件下土壤垂直一维水热运移状况,在地表能量质量平衡条件下,利用水热耦合模型对土壤温度和水分变化进行了模拟.模拟时考虑土壤冻结时冰和水对土壤体积热容、热传导及导水度的影响,并考虑了雪盖层的影响.本模型由实验所在地2008年1月1日至2010年12月31日连续3 a气象数据驱动,用实测地温、水分和冻结深度数据进行验证.结果表明,在地面以下0、5、40、80、160cm等不同深处模拟温度与实测温度均方根误差(RMSE)分别为3.65、1.59、1.75、1.35、1.64℃,冻结深度也趋一致.除去表层,其他不同深度土壤含水量模拟值与实测值平均误差在3％左右,均方根误差低于4％.此模型及参数化方案能够模拟季节性冻融条件下一定深度土壤温度、水分运移状况,可用于多年冻土区活动层水、热变化规律研究,并可与生态过程模型耦合,从而改进冻土环境下生态系统模型中土壤温度、水分和冻融深度的模拟精度.

关键词：季节性冻融、能量平衡、耦合模型、生态过程模型

所属期刊栏目：51

分类号：P642(水文地质学与工程地质学)

资助基金：国家国际科技合作专项基金;国家重点基础研究发展计划（973计划）

在线出版日期：2014-09-03（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：816-823