积雪最低含水饱和度的野外测定.pdfVIP

水 利 学 报 2004 年2 月 SHUILI XUEBAO 第2 期 文章编号：0559-9350 (2004) 02-0029-05 积雪最低含水饱和度的野外测定 周石1，中尾正义2，桥本重将3，成田英器4 (1.中国科学院 青藏高原研究所，北京 100085；2.国立综合地球环境学研究所，京都 602-0878，日本；3.名古屋大学 大 学院环境学研究科，名古屋 464-8601，日本；4.北海道大学 低温科学研究所，札幌 060-0819，日本) 摘要：在野外对处于融化期的自然积雪的最低含水饱和度进行了测定。结果显示，当下渗水流流速在毛管力起着不 可忽视作用的约3×10-8 -7 -1 -8 -1 ～1.39×10 ms 时，所对应的积雪平均含水饱和度为0.05～0.07。流速在约10 ms 以下时， 达到最低含水饱和度，平均值为0.02～0.03。在毛管力起作用的范围内，积雪的不同层位的含水饱和度有较大差异， 而且差异随流速的减小而显著增加。 关键词：雪；积雪；湿雪；含水率；含水饱和度；最低含水饱和度 中图分类号：P343.6 文献标识码：A 湿雪的最低含水饱和度是指当湿雪的含水率降低到一定程度时，由于毛管力的作用而保持在雪中的液 态水，即不能被重力排出的水的体积所占雪粒间孔隙总体积的比率，通常用 S ［1］ wi 来表示 。湿雪只有满足 了 S 后，水才会由于重力的作用而流出。S 是积雪水文和雪冰物理的一个基本参数，在融雪径流模拟计 wi wi 算［2，3］ ［2］ 和地表冻融、水热传输过程等研究中都需要应用。数值模拟显示 ，S 对积雪中水流下渗之速度和 wi 深度的影响，在4 个主要因素中排第2，仅次于积雪的平均密度（bulk density）。 ［1］ Colbeck 较早通过实验得出S 为0.07，并认为0.07对大多数积雪类型来说都是个好的估算值。Denoth wi 等［4］ ［5］ 的实验值则为0.05。Ambach 等 选取0.03 作为平均值，他们估计的值域为0.02～0.08。Illangasekare 等［2］ ［6］ 则选取 0.05 和 0.04。Coleou 等 通过实验测出S 值在0.065～0.085 之间，其相应的重量含水率 wi 为0.05～0.15。 ［6］ ［3， Colbeck 0.07 的Swi 值与Coleou 等的基本一致 ，利用其进行实际计算或模拟能够得到满意的结果 7］ ［1］ 。然而，Colbeck 的实验 是用经过压实的雪和煤油在-10℃的低温室做的，雪的粒径约为1mm，密度为 0.56g/cm3 ［６］ ；Coleou 等 的雪样是经过筛选的，雪粒平均半径在 0.19～0.56mm 之间，密度为 0.328～ 3 0.5