寒區(qū)水文野外觀測方法

《水科學前沿叢書》出版說明
序
前言
第1章寒區(qū)流域氣象觀測1
1.1流域氣象站布設(shè)原則及監(jiān)測要素1
1.1.1布設(shè)原則1
1.1.2觀測要素2
1.1.3地面氣象觀測場2
1.1.4自動氣象站4
1.2降水9
1.2.1單點觀測儀器及方法9
1.2.2雨量筒觀測誤差及校正20
1.2.3雷達降水觀測25
1.2.4降水空間分布及插值方法27
1.2.5固液態(tài)降水分離29
1.3氣溫和相對濕度32
1.3.1氣溫32
1.3.2相對濕度、水汽壓及飽和水汽壓33
1.3.3露點溫度34
1.4蒸發(fā)、蒸騰及蒸散發(fā)36
1.4.1概念36
1.4.2蒸發(fā)力37
1.4.3土壤蒸發(fā)量42
1.4.4蒸騰量44
1.4.5蒸散發(fā)量45
1.5風速及風向53
1.5.1常用觀測儀器53
1.5.2目測風向、風速的方法55
1.5.3寒區(qū)流域風速、風向插值方法55
1.6氣壓58
1.7云量及日照時數(shù)59
1.7.1云量59
1.7.2總云量遙感數(shù)據(jù)產(chǎn)品推薦59
1.7.3日照時數(shù)60
1.8太陽輻射61
1.8.1氣象站常規(guī)觀測61
1.8.2輻射自動傳感器62
1.8.3高寒區(qū)總輻射估算方法63
1.9寒區(qū)大氣降塵64
1.10高寒區(qū)可用遙感氣象資料及評估65
1.10.1降水65
1.10.2寒區(qū)水循環(huán)變量衛(wèi)星遙感71
1.10.3寒區(qū)生態(tài)衛(wèi)星遙感73
1.10.4水循環(huán)航空遙感73
1.10.5流域地面觀測新自動技術(shù)76
1.11寒區(qū)自動氣象站安裝及維護經(jīng)驗77
1.11.1供電系統(tǒng)77
1.11.2CR系列數(shù)采儀不能連接的解決方法81
1.11.3稱重傳感器的誤差校準92
1.11.4其他93
參考文獻93
第2章冰川水文103
2.1冰川物質(zhì)平衡觀測104
2.1.1冰川流域降水觀測特殊說明105
2.1.2冰面氣象站特殊監(jiān)測要素及塔架安裝105
2.1.3冰雪蒸發(fā)/升華觀測107
2.1.4消融觀測及估算方法108
2.2冰川運動115
2.2.1冰川運動對物質(zhì)平衡監(jiān)測的影響115
2.2.2冰川表面運動測量方法116
2.2.3冰川表面運動速度測量117
2.3冰川面積119
2.4冰川厚度及體積119
2.4.1冰川厚度120
2.4.2冰川體積120
2.5冰川融水徑流及匯流途徑121
2.5.1冰面融水徑流121
2.5.2冰川匯流122
2.5.3冰川末端徑流124
參考文獻125
第3章雪水文129
3.1降雪130
3.2積雪基本要素130
3.2.1雪深131
3.2.2密度134
3.2.3含水量135
3.2.4雪水當量136
3.2.5雪溫137
3.2.6積雪日定義及探討137
3.2.7積雪面積138
3.2.8反照率141
3.2.9積雪導熱系數(shù)142
3.3風吹雪143
3.3.1觀測方法144
3.3.2估算方法145
3.4積雪變質(zhì)過程146
3.5積雪升華147
3.6積雪消融過程148
3.7融雪徑流149
3.8積雪消融及徑流模型150
3.8.1度日因子法150
3.8.2物質(zhì)平衡法150
3.8.3能量平衡法及積雪特色150
3.9雪水文觀測計劃及共享資料簡介153
參考文獻154
第4章凍土水文158
4.1凍土—植被—大氣能水平衡158
4.2未凍結(jié)土壤基本物理性質(zhì)159
4.2.1環(huán)刀原狀土參數(shù)測量159
4.2.2土壤飽和導水率161
4.2.3土壤顆粒組分163
4.3凍土熱特性參數(shù)164
4.3.1地溫164
4.3.2凍結(jié)深度168
4.3.3地熱通量170
4.3.4凍土導熱系數(shù)170
4.4凍土水分特性參數(shù)174
4.4.1凍土含水量174
4.4.2土壤水勢及水分特征曲線177
4.4.3凍土導水率181
4.5凍土地區(qū)產(chǎn)匯流過程182
4.5.1徑流場182
4.5.2小流域183
4.6蒸散發(fā)185
4.7地下冰186
4.8凍結(jié)層下水187
參考文獻187
第5章寒漠水文190
5.1寒漠帶的形成條件及空間分布190
5.1.1形成條件190
5.1.2空間分布191
5.2寒漠帶下墊面特性193
5.2.1土壤193
5.2.2植被196
5.2.3微生物198
5.3降水198
5.4蒸發(fā)200
5.5凝結(jié)202
5.6入滲204
5.7產(chǎn)匯流過程204
5.7.1觀測方法204
5.7.2暴雨主產(chǎn)流區(qū)地位205
5.7.3徑流年內(nèi)變化206
5.7.4特殊的凍土水文過程207
5.8地下水207
5.9觀測困難與缺陷208
參考文獻209
第6章寒區(qū)灌叢水文213
6.1降水截留214
6.1.1林外降雨量214
6.1.2穿透雨214
6.1.3樹干莖流量216
6.1.4灌叢莖干集流率217
6.1.5枯落物截留實驗觀測218
6.1.6灌叢冠層最大截留容量220
6.1.7降水截留模型222
6.2樣地和植被參數(shù)226
6.2.1樣地布設(shè)及觀測方法226
6.2.2葉面積指數(shù)227
6.3灌叢蒸散發(fā)230
6.3.1蒸騰230
6.3.2蒸散發(fā)231
6.4灌叢土壤參數(shù)獲取233
6.4.1土壤水分參數(shù)233
6.4.2土壤飽和入滲速率233
6.5灌叢根際區(qū)水分再分配234
6.5.1大孔隙流觀測方法介紹234
6.5.2染色示蹤法234
6.6灌叢產(chǎn)匯流觀測235
6.6.1天然坡面徑流場235
6.6.2人工徑流小區(qū)235
參考文獻236
第7章寒區(qū)森林水文241
7.1觀測場布設(shè)及觀測指標242
7.1.1觀測場布設(shè)242
7.1.2觀測指標243
7.2降水截留247
7.2.1降水量247
7.2.2穿透雨量247
7.2.3樹干莖流247
7.2.4冠層最大持水能力249
7.2.5截留模型252
7.2.6林下植被截留觀測253
7.2.7枯枝落葉層及苔蘚層253
7.3森林土壤參數(shù)獲取253
7.3.1森林土壤物理化學性質(zhì)253
7.3.2森林凋落物分解速率253
7.3.3森林土壤有機碳觀測254
7.4森林蒸散發(fā)觀測255
7.4.1單木樹干液流量255
7.4.2林分蒸散發(fā)觀測257
7.4.3多林分蒸散發(fā)觀測258
7.4.4同位素示蹤法258
7.5森林徑流觀測262
7.5.1人工徑流場262
7.5.2壤中流262
7.5.3地下水263
7.5.4小流域與集水區(qū)地表徑流觀測263
7.6生態(tài)參數(shù)獲取263
7.6.1葉面積指數(shù)263
7.6.2物候265
參考文獻265
第8章河道徑流觀測270
8.1寒區(qū)徑流觀測困難與缺陷270
8.2觀測方法272
8.2.1浮標法272
8.2.2溶液法272
8.2.3容積法274
8.2.4量水堰274
8.2.5斷面法274
8.2.6常見流速儀簡介279
8.2.7凍結(jié)期測流方法282
8.3河冰284
8.3.1觀測斷面布設(shè)284
8.3.2觀測項目284
8.3.3監(jiān)測方法286
8.4基流286
8.5泥沙287
8.5.1河流泥沙量的概念288
8.5.2懸移質(zhì)泥沙測量288
8.5.3斷面輸沙率測量288
8.5.4推移質(zhì)測量288
8.6水文斷面維護289
8.7流量整編方法簡介290
參考文獻290
第9章地下水292
9.1多年凍土區(qū)的地下水292
9.1.1凍土層上水292
9.1.2凍土層中水293
9.1.3凍土層下水293
9.2地下水動態(tài)監(jiān)測293
9.2.1監(jiān)測網(wǎng)布設(shè)294
9.2.2地下水水位和水溫監(jiān)測294
9.2.3地下水水質(zhì)監(jiān)測294
參考文獻296
第10章寒區(qū)野外工作安全事項297
10.1野外工作前的準備297
10.2野外工作常規(guī)注意事項298
10.3野外營地299
10.3.1借住民房299
10.3.2搭建營地299
10.4山區(qū)300
10.5林區(qū)300
10.6高原地區(qū)300
10.7沼澤地區(qū)301
10.8徒步涉水渡河301
參考文獻301