基于White方法估算地下水蒸散发

论文摘要

我国西北干旱半干旱内陆地区,气候干旱、降雨稀少、蒸发强烈,地表水短缺,地下水是维系旱区人类生活、经济发展和植被生存的重要水源。蒸散发是该地区地下水最主要的排泄方式之一,占总排泄量的70%以上。因此精确计算蒸散发,不仅对该区陆面水文循环、地下水资源定量评估、水土资源的规划利用具有重要贡献,还可在可持续发展理念中合理开发利用地下水资源,对于干旱半干旱地区地表植被的涵养和水资源的保护都具有重要意义。解析蒸散发,无论是对旱区水资源量准确评价、水资源承载力衡量还是对植被生态系统重建与保护、能源开发建设都具有重要的科学意义和现实作用。所以现阶段迫切需要进一步了解该地区的地下水蒸散发。影响蒸散发的因素众多且复杂,对蒸散发的精确计算非常困难。而White方法估算蒸散发强度具有直接简单、成本低、适用范围广等优点。本文选择毛乌素沙漠南缘风沙草滩区为研究区,以土壤物理学、地下水动力学、多孔介质流体动力学、水文地质学等基础理论为指导,采用原位实验与数值模拟相结合的研究方法,基于White方法对沙柳土壤-地下水蒸散发机理的理论研究。通过研究获得以下成果和认识（1）蒸散发的影响因素中,主控因素是净辐射和温度,其次为风速和湿度。（2）改进了White方法中的净补给速率项,并与原始White方法进行了对比,结果表明:通过水均衡计算值,原始White方法的平均净补给速率结果是3.5mm/h,改进的White方法平均净补给速率结果是2.1mm/h,改进的White方法明显更接近于实际。（3）利用饱和-非饱和数值模拟结果显示:数值模型计算的总蒸散发量为330.9mm,改进的White方法估算的总蒸散发量为332.5mm,进一步验证了改进方法的可靠性。

论文目录

摘要

abstract

1 绪论

1.1 选题背景及研究意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 蒸散发的概念

1.2.2 蒸散发估算方法

1.3 研究内容、方法及技术路线

1.3.1 研究内容

1.3.2 研究方法

1.3.3 技术路线

2 White方法理论基础

2.1 地下水均衡理论

2.1.1 地下水均衡公式

2.1.2 水均衡计算蒸散发和侧向补给

2.2 White方法

2.2.1 White公式

2.2.2 净侧向补给速率和给水度的确定

2.3 改进的White方法

3 研究区概况与实验方案

3.1 研究区概况

3.1.1 地理位置

3.1.2 地形地貌

3.1.3 气候气象

3.1.4 水文地质

3.1.5 土壤、植被

3.2 实验方案

3.2.1 实验介质

3.2.2 实验仪器

3.2.3原位实验

3.2.4土柱实验

4 蒸散发影响因素分析及估算

4.1 蒸散发影响因素分析

4.1.1 气象因素

4.1.2 土壤温度

4.1.3 土壤含水率

4.1.4 地下水动态

4.2 蒸散发的估算

4.2.1 水均衡法

4.2.2 原始White方法

4.2.3 改进的White方法

4.2.4 三种方法估算结果对比

4.3 本章小结

5 White方法的数值模拟验证

5.1 水文地质概念模型

5.2 数学模型

5.2.1 控制方程

5.2.2 模型参数

5.3 模型的求解

5.4 模型的初始条件和边界条件

5.5 模型的识别与验证

5.5.1 模型的识别

5.5.2 模型验证

5.6 模型的结果

5.7 本章小结

6 结论与展望

结论

展望

致谢

参考文献

附录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 宁世雄

导师: 田华,黄金廷

关键词: 半干旱区,蒸散发,侧向补给,方法,数值模拟

来源: 西安科技大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 地质学

单位: 西安科技大学

分类号: P641

总页数: 70

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