热脉冲-时域反射技术测定冻土水热性质的关键影响机制及数据分析方法研究
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:41501231
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:20.0万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:D0709.基础土壤学
- 结题年份:2018
- 批准年份:2015
- 项目状态:已结题
- 起止时间:2016-01-01 至2018-12-31
- 项目参与者:吕家珑; 田鹏; 代允超; 刁展;
- 关键词:
项目摘要
Coupled water flow and heat transport that is of critical importance for land-atmosphere water and energy exchange and land surface hydrological cycles, is the key to the frozen soil water and heat related researches. Currently, the difficulties in accurate measurement of soil hydraulic and thermal properties (e.g., unfrozen water content, ice content, volumetric heat capacity, thermal conductivity, and thermal diffusivity) significantly hinder our understanding of water and heat dynamics and affect the performance of numerical simulations. Although time domain reflectometry and heat pulse methods have been widely used in both laboratory and field studies for automated and continuous measurement of hydraulic and thermal properties of unfrozen soils, their applications in frozen soils are limited by the data analysis strategies to estimate these properties that are affected by subfreezing temperature, water redistribution, and heat pulse-induced ice melting. To better understand the factors and their mechanisms that influence the estimation of hydraulic and thermal properties, the time domain reflectometry, heat pulse, multiphase dielectric mixing model, and the ice melting quantification approach are integrated in this project, comprehensive and in-depth lab experiments and numerical simulations will also be conducted. The implementation of this project will develop optimal data analysis strategies for estimating frozen soil hydraulic and thermal properties. The novel strategies will advance studies pertaining to frozen soil water flow and heat transport, lay a solid technical and theoretical foundation for engineering in cold regions and studies of land-atmosphere interactions, cryospheric ecology and environment, and climate change.
冻土水热耦合传输对陆地与大气的水分、能量交换和陆面水文循环起着非常重要的调节作用,是冻土水热研究的重点。目前由于无法准确获取冻土的水热性质,与其相关的水热动态及数值模拟研究受到极大限制,这严重阻碍了冻土水热研究的发展。目前连续定位测定融土水热性质的时域反射和热脉冲技术已广泛用于室内及田间实验,但由于受冻土中相变、温度、水分迁移和潜热(由热脉冲放热融化冰产生)的影响,传统数据分析方法无法准确计算冻土的总含水量和热性质。为了解决该问题,本研究拟结合热脉冲、时域反射、多相介质混合模型及量化融冰量等,通过实验验证及数值模拟分析,明确热脉冲-时域反射技术测定冻土水热性质的主要影响因子及其机制,并以此为基础建立一种准确计算冻土水热性质的新方法。该方法可准确连续定位测定冻土的水热性质,促进冻土水热耦合传输研究的发展,为寒区工程建设、冰冻圈生态环境与气候变化研究提供重要的科学参考和理论依据。
结项摘要
热脉冲-时域反射技术(Thermo-TDR)是目前唯一可以连续定位测定土壤水和热特性的方法,但其在冻土中的应用由于受到相变等因素的影响而不能准确应用。本研究从Thermo-TDR的热脉冲和TDR两个方面出发,通过实验验证、元数据分析及模型评价分析等方法来促进该方法的应用。通过三年的理论和实验研究,在一下方面取得了显著进展:(1)首次系统综述了热脉冲技术过去130余年的发展史,尤其是从上世纪50年代以来单针热脉冲技术、90年代以来的双针热脉冲技术及近年来的分布式光纤在土壤学中应用的研究进展,并分析提出了未来的研究方向;(2)开发了适用性广泛且准确度高的土壤热导率预测模型,较现有模型其性能得到显著提高;(3)系统评价了TDR用于测定土壤含水量的预测模型,为准确应用TDR奠定基础。这些研究成果对深入研究和模拟气候变化条件下土壤的水分和热量的耦合运移具有理论意义和应用价值。在该项目的支持下,目前已获得软件著作权登记证书一份,发表科研论文7篇,其中SCI收录期刊5篇(均标注该项目课题号)。
项目成果
期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Distributed Temperature Sensing for Soil Physical Measurements and Its Similarity to Heat Pulse Method
土壤物理测量的分布式温度传感及其与热脉冲法的相似性
- DOI:10.1016/bs.agron.2017.11.003
- 发表时间:2018-01-01
- 期刊:ADVANCES IN AGRONOMY, VOL 148
- 影响因子:--
- 作者:He, Hailong;Dyck, Miles F.;Si, Bingcheng
- 通讯作者:Si, Bingcheng
Spatiotemporal variability and predictability of Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) in Alberta, Canada
加拿大艾伯塔省归一化植被指数 (NDVI) 的时空变异性和可预测性
- DOI:10.1007/s00484-015-1132-5
- 发表时间:2016-09-01
- 期刊:INTERNATIONAL JOURNAL OF BIOMETEOROLOGY
- 影响因子:3.2
- 作者:Jiang, Rengui;Xie, Jiancang;Yang, Mingxiang
- 通讯作者:Yang, Mingxiang
A modified normalized model for predicting effective soil thermal conductivity
用于预测有效土壤导热系数的修正归一化模型
- DOI:10.1007/s11440-017-0563-z
- 发表时间:2017-12-01
- 期刊:ACTA GEOTECHNICA
- 影响因子:5.7
- 作者:He, Hailong;Zhao, Ying;Wang, Jinxin
- 通讯作者:Wang, Jinxin
Evaluation of five composite dielectric mixing models for understanding relationships between effective permittivity and unfrozen water content
评估五种复合电介质混合模型,以了解有效介电常数和未冻结水含量之间的关系
- DOI:10.1016/j.coldregions.2016.07.006
- 发表时间:2016-10
- 期刊:Cold Regions Science and Technology
- 影响因子:4.1
- 作者:He Hailong;Dyck Miles;Zhao Ying;Si Bingcheng;Jin Huijun;Zhang Tingjun;Lv Jialong;Wang Jinxing
- 通讯作者:Wang Jinxing
Development and Application of the Heat Pulse Method for Soil Physical Measurements
土壤物理测量热脉冲法的开发与应用
- DOI:10.1029/2017rg000584
- 发表时间:2018-12-01
- 期刊:REVIEWS OF GEOPHYSICS
- 影响因子:25.2
- 作者:He, Hailong;Dyck, Miles F.;Si, Bingcheng
- 通讯作者:Si, Bingcheng
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:{{ item.doi || "--"}}
- 发表时间:{{ item.publish_year || "--" }}
- 期刊:{{ item.journal_name }}
- 影响因子:{{ item.factor || "--"}}
- 作者:{{ item.authors }}
- 通讯作者:{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:{{ item.authors }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:{{ item.authors }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:{{ item.authors }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:{{ item.authors }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
其他文献
基于快速转换开关的新型液态金属限流器的研究
- DOI:--
- 发表时间:--
- 期刊:低压电器
- 影响因子:--
- 作者:刘懿莹;吴翊;荣命哲;何海龙;刘宏
- 通讯作者:刘宏
儿童血液病血小板无效输注的机制和治疗
- DOI:--
- 发表时间:2015
- 期刊:临床儿科杂志
- 影响因子:--
- 作者:洪丹;郑德菲;卢俊;肖佩芳;孙伊娜;吕慧;翟宗;翟钦;杜智卓;曹岚;王易;何海龙;赵文理;胡绍燕
- 通讯作者:胡绍燕
基于自收缩效应液态金属限流器中电弧行为特性的实验研究
- DOI:--
- 发表时间:--
- 期刊:Transactions of China Electrotechnical Society
- 影响因子:--
- 作者:刘懿莹;吴翊;荣命哲;何海龙;李阳;刘宏
- 通讯作者:刘宏
时域反射仪(TDR)测定土壤含水量标定曲线评价与方案推荐
- DOI:10.7522/j.issn.1000-0240.2020.0032
- 发表时间:2020
- 期刊:冰川冻土
- 影响因子:--
- 作者:徐玲玲;高彩虹;王佳铭;金会军;吴青柏;Dyck Miles;何海龙
- 通讯作者:何海龙
磁收缩效应型液态金属限流器起弧特性研究
- DOI:10.13334/j.0258-8013.pcsee.161412
- 发表时间:2016
- 期刊:中国电机工程学报
- 影响因子:--
- 作者:何海龙;吴翊;刘炜;纽春萍;荣命哲;杨倬;易强;郭安祥
- 通讯作者:郭安祥
其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:{{ item.doi || "--" }}
- 发表时间:{{ item.publish_year || "--"}}
- 期刊:{{ item.journal_name }}
- 影响因子:{{ item.factor || "--" }}
- 作者:{{ item.authors }}
- 通讯作者:{{ item.author }}
内容获取失败,请点击重试
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:
AI项目摘要
AI项目思路
AI技术路线图
请为本次AI项目解读的内容对您的实用性打分
非常不实用
非常实用
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
您认为此功能如何分析更能满足您的需求,请填写您的反馈:
何海龙的其他基金
土壤导热系数及水分特征曲线协同影响机制及定量转换函数关系研究
- 批准号:
- 批准年份:2021
- 资助金额:56 万元
- 项目类别:面上项目
相似国自然基金
{{ item.name }}
- 批准号:{{ item.ratify_no }}
- 批准年份:{{ item.approval_year }}
- 资助金额:{{ item.support_num }}
- 项目类别:{{ item.project_type }}
相似海外基金
{{
item.name }}
{{ item.translate_name }}
- 批准号:{{ item.ratify_no }}
- 财政年份:{{ item.approval_year }}
- 资助金额:{{ item.support_num }}
- 项目类别:{{ item.project_type }}