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《GIS技术和水热平衡模型在古湖泊水文重建研究中的应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第20卷第5期 地 理 科 学Vol.20No.52000年10月SCIENTIAGEOGRAPHICASINICAOct.,2000文章编号:1000-0690(2000)05-0422-05GIS技术和水热平衡模型在古湖泊水文重建研究中的应用———以石羊河流域为例122郭晓寅,陈发虎,施 祺(1.中国科学院寒区旱区环境与工程研究所,甘肃兰州730000;2.兰州大学地理科学系,甘肃兰州730000)摘要:首次利用GIS技术并结合沉积学研究结果,计算全新世两个时段石羊河流域终闾湖泊的面积,建立石羊河流域水热平衡模型,进而恢复全新世两个时期的降水量。关 键 词:石羊河流域;终闾湖泊;数字
2、地形模型;全新世降水量+中图分类号:P334.7文献标识码:A1 前言[7]我们恢复了现代自然条件下水量收支湖泊沉积过程深受所处环境的控制,沉积物可PA=EswAsw+ElAl+ElwAlw(1)忠实地记录气候与环境的变化,通过沉积物的物理、式中,P为降水量,E为蒸发量,A为面积,sw表示生物和地球化学等多种指标分析,可以提供研究区河流水面,l表示陆地表面,lw表示湖泊水面,我域自然环境要素相互作用的信息。研究表明,在相们得出在消除人类活动影响后,石羊河流域下游将同等量级的气候变化方案中,干旱或半干旱地区的2出现面积为580km的终闾湖泊的结论。这与前人水文因子对气候变化的敏感性要远大于湿
3、润区[1]。[8]据卫片判读的数据基本吻合,说明我们的模型适在短时间尺度下,内陆湖泊的水热平衡较之湿润地用于本研究区的条件已经成熟,可以用于古湖泊变区更敏感的受气候变化影响,无疑研究内陆湖泊的化模拟重建。变化具有更重要意义。2 不同时段终闾湖面积的确定石羊河流域处于东亚夏季风边缘,对气候变化反映敏感,第四纪地层中记录着丰富的环境变化信湖泊边界可根据钻孔资料、湖滨相沉积和湖岸息,是研究全球变化的理想区域。石羊河流域在史阶地来确定。湖泊边界确定后,利用数字地形模型(DigitalTerrainModels,简称DTM)由计算机软件前曾存在大面积的终闾湖泊-猪野泽,历史时期以来,湖泊逐渐退缩解体
4、,绝大多数已相继干涸消失。提供的方法计算不同海拔高程下的终闾湖面积。本对石羊河流域终闾湖泊的研究始于20世纪60年研究主要利用美国环境系统研究所推出的GIS通代[2],由于以往对石羊河流域终闾湖泊的研究[2～6]用软件ARC/INFO和加拿大PCI公司开发的PCI多停留在野外考察和历史资料的整理上,虽然在一软件,以1:10万地形图为基本数据源,经过矢量数定程度上反映了湖泊变化趋势和环境演化特征,但据的输入、格网化,然后进行内插、“切割”等一系列在湖泊变化的大小、范围和时间上存在较大争议。过程,建立了民勤数字地形模型(MQDTM)。本文利用地理信息系统(GIS)手段,结合水热平衡目前除在民勤
5、湖区东北部的白碱湖发现了湖岸[9,10]原理,可更准确地重建流域终闾湖泊的水文状况,对阶地并测定年代之外,湖区北部阶地尚无年代干旱区其它湖泊的研究也具有借鉴意义。资料。本文以湖岸阶地高度、湖滨沉积物的位置和收稿日期:1999-08-23;修订日期:1999-12-02基金项目:国家自然科学基金重点资助项目(编号49731010)。作者简介:郭晓寅(1971-),女,博士研究生,主要研究方向为地理信息系统。E-mail:guoxiaoyin@990.net©1995-2004TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.5期
6、 郭晓寅等:GIS技术和水热平衡模型在古湖泊水文重建研究中的应用 423湖相地层剖面中泥炭沼泽相的出现确定当时的古水表明此时湖泊已退缩至火坎村一带,推测当时湖泊位,由此可以确定不同时期湖泊的水位高程。在本水位为1313m,终闾湖泊早已分裂成东西两个部[9、10]研究中按几个剖面资料并参考前人的阶地数分。西部湖泊由野麻湖、青土湖、东硝池、西硝池等据,计算了全新世两个时段的湖泊面积(图1)。连成一片,在DTM上以1313m高程估算,3600a2B.P.左右西部的湖泊面积约为600km。东部湖泊以白碱湖为主体,其第五级阶地(3600aB.P.)海拔2高度为1300m
7、,推算当时的面积为270km,因而整2个终闾湖泊的面积达到约870km。3 全新世古降水量的重建3.1水热平衡模型的建立式(1)中蒸发量按下式计算:1RE=×(2)1+BL式中,R为净辐射,B为鲍文比,L为蒸发潜热。其中净辐射R按下式计算:4R=G0(1-a)(1-C)-AεδT(3)图1全新世终闾湖泊示意图式中,G0为晴天太阳总辐射,a为地表反射率,C为Fig.1SketchmapofterminallakesinHo
