水文山流域土壤水δ18O空间分布异质性研究

摘要：

流域非饱和带和土壤层的空间异质性是构成水文过程非线性的主要根源,也是水文实验研究中的薄弱环节,特别是其空间分布,传统研究集中于等值线类型的定性描述.研究通过实验流域土壤水δ18O这一非饱和带的主要空间变量,结合传统统计和地统计方法分析不同深度土层δ18O的变化机制和分布空间的分布变异情况,为地统计学方法对水文参数空间变异定量的应用提供数据基础.研究结果显示:15 cm土层土壤水δ18O半方差函数空间模型从纯金模型到高斯和指数模型,再回到纯块金模型,变化剧烈.通过蒸发分馏估算其蒸发强度,得到45cm土层最强(11％),且有关离散性质的极差、标准差和偏度差绝对值也都以45cm土层为最大.说明了在这非饱和带过程中,起关键作用的不是所想象的表面土层,而是中部土层,在水文山实验流域则是地面下的45cm土层;45cm土层的δ18O符合高斯模型和指数模型,且高斯模型中块金与基台值之比C0/(C0+C1)接近于零,说明在下渗、蒸发、迁移以及和土壤中原有δ18O融合后,形成更强的空间自相关性.80cm深度参与"混合"机制的是46d前降雨的"老水",其δ18O的空间自相关性变化则呈现明显滞后性,48 h后才呈现出空间的相关性.可见,经典统计学点参数变量和地统计学区域化变量方法在流域水文参数空间定量方面的有效性,同时在流域水文机制方面出现有意外的、特别是与传统概念相悖的现象.

关键词：土壤水文学、非饱和带、水文示踪、土壤水δ18O、空间异质性

所属期刊栏目：39

分类号：P641(水文地质学与工程地质学)

资助基金：国家自然科学基金项目 91647203, 51609145

在线出版日期：2020-01-16（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：7-13