基于水热耦合的青藏高原分布式水文模型——I.“积雪-土壤-砂砾石层”连续体水热耦合模拟

作者：周祖昊; 刘扬李; 李玉庆; 王鹏翔^*; 王康; 李佳; 朱熠明; 刘佳嘉; 王富强

来源：水科学进展, 2021, 32(01): 20-32.

DOI：10.14042/j.cnki.32.1309.2021.01.003

• “积雪-土壤-砂砾石层”连续体
• 水热耦合模拟
• 青藏高原
• 高寒山区
• 积雪

青藏高原号称"亚洲水塔",是典型的高寒山区,其广泛存在的积雪、多年和季节冻土,影响了整个区域的水循环过程;青藏高原具有土层较薄、下伏砂砾石层较厚的特点,形成了特殊的"积雪-土壤-砂砾石层"水热介质结构。为深入研究青藏高原的水循环机理,本文选取尼洋河流域作为典型区,基于野外冻土水热耦合试验,结合青藏高原地质及气候特点,构建了包含12层"积雪-土壤-砂砾石层"连续体的青藏高原水热耦合模型,描述了完整的水热耦合模拟方程和参数计算方法。采用2016—2017年冻结融化期0～160 cm深度内的土壤和砂砾石层的温度、液态含水率和冻结深度的实测结果对模型进行了验证,各层温度模拟R2均值为0.91,冻结融化期内液态含水率模拟R2均值为0.52,土壤冻结深度模拟R2值为0.76。结果表明该模型在青藏高原地区有较好的适用性,可反映该地区冻结融化过程中土壤和砂砾石层水分与温度的特殊变化规律。

• 单位
  土木工程学院; 水利部南水北调规划设计管理局; 西藏农牧学院; 流域水循环模拟与调控国家重点实验室; 华北水利水电大学; 武汉大学; 中国水利水电科学研究院; 水资源与水电工程科学国家重点实验室; 中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司