基于土壤冻融信息获取新方法的复杂农田冻融模型检验与参数解译

项目名称： 基于土壤冻融信息获取新方法的复杂农田冻融模型检验与参数解译

项目编号： No.31171458

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2012

项目学科： 农业科学

项目作者： 孙宇瑞

作者单位： 中国农业大学

项目金额： 60万元

中文摘要： 农田季节性土壤冻融过程的理论模型与应用研究对我国季节性冻土区域农业生产管理具有重要意义。土壤冻融实质上是土壤水与冰的相变过程，它的物理性状、热交换条件与时空变异较非冻土更为复杂，这些偏微分方程模型的关键变量包括土壤冻结水与未冻结水，模型求解受制于空间与时变移动边界条件。由于土壤水包括束缚水与自由水，冻融相变过程的理论模型与未冻水迁移规律的机理解析需要大量试验研究结果的支持，前人对此试验研究主要在实验室可控环境下进行的。复杂农田环境下土壤未冻水与冻结水信息准确获取既是模型检验与参数解译研究的前提，又是前人未解的难题。本申请提出利用土壤冻融与干湿物理过程在土壤相对介电常数的等价性和中子测量土壤水分与土体是否冻结无关的特点，在线测量分解未冻水与冻结水。在三个观测点结合不同农田环境（覆盖植被，耕作制度和冬灌）对Stefan-like和水-热耦合偏微分方程系统进行土壤冻融模型检验，修正与参数解译。

中文关键词： 土壤冻融；未冻水含量；含冰量；参数原位估算；模型检验

英文摘要：

英文关键词： soil freeze-thaw process；liquid soil water content；soil ice content；in-situ parameterization；model validation