考虑地形和植被覆盖对蒸散发影响的水文过程模拟研究

The surface solar radiation is effected by the slope and aspect of mountain and land surface vegetation cover. And then influences the drainage basin’s evapotranspiration, soil moisture and the runoff and flow converge generation. But now expect the very few distributed hydrological models, the most hydrological models are always only consider the flow converge generation effect by topography, without consider the received surface solar radiation effected by the slope and aspect of topography. This study based on the following three scales experiments; there are hydrology experiment, lysimeter and slope rainfall-runoff experiment observation field and small typical natural basin. Study the difference of slope evapotranspiration and soil moisture on horizontal and vertical, simulate soil moisture and evapotranspiration of different topography and land cover. At last, Propose a watershed distributed model which considers the impact of different topography and land cover to hydrological process. This study can provide and strengthen the theory of runoff generation on the real topography and land cover.

山地地形的坡度和坡向、植被覆盖的稀疏直接影响下垫面太阳辐射能量的接收，进而对流域蒸散发、土壤含水量以及产汇流的时空分布产生重要影响。然而当前除少数分布式模型外，大多数水文模型都只考虑了坡度对汇流的影响，却未考虑由于坡度和坡向引起的下垫面接收辐射差异对流域蒸散发及水文过程的影响。本项目基于水文实验和数值模拟相结合的方法，通过室内大型变坡土槽、室外蒸渗仪及坡面降雨径流观测场及小流域三种尺度进行实验研究和定点观测，研究不同坡度坡向接受太阳辐射的差异及对土壤水侧向运动的影响规律；分析由于坡向及植被不均性而造成的坡面蒸散发的差异；模拟不同地形及植被覆盖的蒸散发过程及土壤含水量的时空变化；最终建立充分考虑不同地形和植被覆盖对流域水文过程影响的分布式水文模型。该研究可为揭示实际地形不同植被覆盖条件下的流域空间产流规律和建立基于物理机制的分布式水文模型提供理论参考。

山地地形的坡度和坡向、植被覆盖的稀疏直接影响下垫面太阳辐射能量的接收，进而对流域蒸散发、土壤含水量以及产汇流的时空分布特性产生重要影响。然而当前除少数分布式模型外，大多数水文模型都只考虑了坡度对汇流的影响，却未考虑由于坡度和坡向引起的下垫面辐射接收差异对流域蒸散发估算及水文循环过程的影响。本项目基于水文实验和数值模拟相结合的方法，通过室内大型变坡土槽、室外坡面降雨径流观测场及小流域三种尺度进行实验研究和定点观测，研究不同坡度坡向接受太阳辐射的差异及对土壤水的侧向运动的影响规律；分析由于坡向及植被不均性而造成的坡面蒸散发的差异，模拟不同地形及植被覆盖的蒸散发过程及土壤含水量时空变化；最终建立充分考虑不同地形和植被覆盖对流域水文过程影响的分布式水文模型。该研究为揭示实际地形不同植被覆盖条件下的流域空间产流规律和建立基于物理机制的分布式水文模型提供理论参考。.结合项目研究成果发表学术论文9篇，其中EI论文2篇；出版学术专著1本，获国家发明专利4项、申报在审1项；软件著作权3个（均已通过初审），培养青年骨干1名、硕士研究生4名；参加国际学术会议3人次、参加国内学术会议10人次。项目团队人员共获省部级二等奖以上6人次；在人才培养方面，项目研究团队“水利应对气候变化研究创新团队”入选2015年度科技部重点领域科技创新团队，项目骨干成员入选2015年“中国科学技术协会青年人才托举工程”人选。