我国降雨侵蚀力时空分布规律研究

利用全国194个气象站的日降雨资料,并根据年降雨量大小由东南地区向西北地区选取典型的气象站点,分析各站点降雨侵蚀力的年际、年代变化及空间分布。结果表明,东南地区各站点多年平均降雨侵蚀力达到4 000MJ·mm/(hm2·h·a)以上,陕北地区土壤流失较严重的榆林和延安分别为1 324.05、1 880.64MJ·mm/(hm2·h·a),明显低于东南地区,降雨侵蚀力的空间分布与降雨量的空间分布十分相似,而与实际土壤流失的状况并不一致。各站点的降雨侵蚀力的年际变化趋势明显,年代平均降雨侵蚀力的变化比较稳定。周伏建用于福建地区的月雨量模型,平均相对偏差较小,相对偏差变化最小,能更好地反映该地区的降雨侵蚀力。     

河龙区间近55 a降雨侵蚀力与河流输沙量动态变化分析

基于河龙区间12个雨量站点1957—2011年降雨日数据及输沙量年数据,采用滑动平均、线性倾向估计、Mann-Kendall非参数检验、累计距平、双累积曲线等方法,分析了河龙区间近55 a降雨侵蚀力和输沙量的动态变化过程以及二者之间的相关关系,定量评估了降雨侵蚀力变化和人类活动对河龙区间输沙量变化的影响及贡献率。结果表明,河龙区间近55 a降雨侵蚀力在378.1~2 324.6 MJ·mm/(hm2·h·a)之间变化,其平均值为1 319.7 MJ·mm/(hm2·h·a);整个研究期内降雨侵蚀力呈不显著减小趋势,年均减小量为9.7 MJ·mm/(hm2·h·a)。近55 a降雨侵蚀力变化过程可划分为3个阶段:1957—1974年为快速下降阶段,其下降率为83.7%;1975—1999年为缓慢下降阶段,其下降率为66.6%;2000—2011年为缓慢回升阶段,其上升率为42.7%。以1957—1969年降雨侵蚀力为基准,20世纪70、80、90年代以及21世纪前12 a降雨侵蚀力分别减小了15.9%、19.5%、27.5%和22.7%。河龙区间近55 a输沙量变化介于(0.09~21.37)亿t之间,其平均值为5.6亿t。整个研究期内输沙量呈极显著的下降趋势,其下降速率为0.19亿t/a。以1957—1969年输沙量为基准,20世纪70、80、90年代以及21世纪前12 a输沙量分别减少了27.3%、64.1%、54.8%和88.7%。经Mann-Kendall非参数检验法和累计曲线法综合判定,1979年为河龙区间输沙量突变年份。输沙量与降雨侵蚀力具有极好的线性相关性。通过建立二者双累积曲线方程,计算得出20世纪80、90年代和21世纪前12 a降雨侵蚀力变化对输沙量变化的贡献率分别为22.6%、44.3%和19.0%,而人类活动对输沙量变化的贡献率分别为77.4%、55.7%和81.0%,人类活动对输沙量变化的影响程度较大。1980—1989年和2000—2011年具有基本相同的降雨侵蚀力条件,但后者的输沙量却比前者减少67.6%,表明2000—2011年河流输沙量的变化主要由人类活动引起,人类活动每年减少输沙量2.5亿t。     

陕北黄土高原降雨侵蚀力简易计算模型的比较研究

以位于陕北黄土高原的延安、榆林和横山3个气象站的月雨量数据和年雨量数据对Wischmeier、Renard、刘秉正等研究的7种降雨侵蚀力简易计算模型进行验证,将计算结果与陕北黄土高原降雨侵蚀力基准值进行对比,发现刘秉正提出的渭北地区R计算模型较其他模型与基准值比较接近。但是,由于该模型的相对偏差仍然较大,所以,对于陕北...     

坡面草本植物对土壤分离及侵蚀动力的影响研究

植被是影响坡面水力侵蚀过程的重要因素,深入理解草本植物坡面不同降雨和径流特性对土壤分离的作用是研究土壤侵蚀动力学的基础。为此基于坡面土壤分离试验,通过定量测定2种草本植物草冠、根系对降雨和径流的影响,研究了不同侵蚀力作用下的土壤分离特征。结果表明,草本植物对坡面径流和泥沙具有重要的调控作用,相同覆盖度下狗尾草坡面的径流含沙量低于青蒿坡面(P0.05)。对比草本植物结构对坡面土壤分离的影响,植物根系对坡面的减沙贡献率均高于其冠层(P0.05),其中,青蒿草冠对于坡面降雨的阻滞作用高于狗尾草草冠(P0.05),而狗尾草根系的减沙效益高于青蒿根系(P0.05),这主要与草本植物叶面积指数(LAI)及根系形态分布有关,不同植物的根长密度与土壤分离率呈指数函数关系。坡面土壤分离过程受到侵蚀阻力的影响,在草本植物覆盖坡面,随着植物覆盖度的增加,颗粒阻力和波阻力均呈增大趋势。降雨侵蚀力和径流剪切力是坡面土壤分离的主要侵蚀动力,不同试验条件下草本植物对降雨和径流侵蚀力的降低值为189.21~698.92 J·mm/(m2·min)和6.27~20.38 kg/(m·s2),减弱系数分别为22.75%~84.04%和19.68%~63.97%。     

气候变化下浙江省极端降水时空变化研究

基于CMIP5的18个GCMs模型,通过LARS-WG降尺度模型获得降雨数据,计算了2041-2070年在RCP4.5和RCP8.5两个情景下的11个极端降雨指数,并通过贝叶斯平均法获得两个情景下的集合值,分别与浙江省1971-2000年实测数据的极端指数计算结果进行对比分析,最后探讨了浙江省2041-2070年极端降水时空变化特征,结论如下:(1)浙江省的降雨量在2041-2070年间趋于集中化,整体向极端降雨量和降雨日数增加的方向发展。其中强降雨量R95pTOT和极强降雨量R99pTOT相对基准期的变化最具代表性,上升幅度最大;中雨日数R20 mm和大雨日数R30 mm上升幅度明显高于小雨日数R10 mm。(2)全省降雨在空间分布上趋于极端化,极端降雨由东部沿海向西部递减,东部沿海地区未来极端降雨强度和频率相对其他地区增加明显;(3)RCP4.5和RCP8.5排放情景下极端降雨指数相对基准期的变化相似,相较之下,RCP4.5排放情景下降雨强度和频率增加更为明显,说明该情景下发生极端降雨事件的概率更大。     

雨型对东北典型黑土区顺坡垄作坡面土壤侵蚀的影响

基于人工模拟降雨试验,研究了雨型对东北黑土区顺坡垄作坡面土壤侵蚀的影响。根据典型黑土区侵蚀性降雨标准及雨型特征,试验设计了总降雨量相同(降雨量为87.5 mm)的5种不同雨型,即增强型(降雨过程中降雨强度分布为50-75-100-125 mm/h)、减弱型(降雨过程中降雨强度分布为125-100-75-50 mm/h)、峰值型(降雨过程中降雨强度分布为50-75-100-125-100-75-50 mm/h)、谷值型(降雨过程中降雨强度分布为100-75-50-75-100 mm/h)和均匀型(降雨过程中降雨强度保持75 mm/h不变),以及1个坡度(即顺坡垄作改横坡垄作的临界坡度5°)。结果表明,受前期预降雨的影响,各雨型处理的顺坡垄作坡面径流量差异较小,但坡面侵蚀量存在明显差异,其中峰值型雨型引起的坡面侵蚀量最大,分别是谷值型、减弱型、均匀型和增强型雨型处理下的1.20、1.63、1.78、1.80倍。引起侵蚀量较大的雨型(峰值型、谷值型和减弱型)在典型黑土区天然降雨中出现频次超过70%,这可能是该区夏季顺坡垄作坡面侵蚀作用强烈的重要原因之一。同一降雨强度在不同雨型中出现的时序不同,其产生的径流量和侵蚀量对总径流量和总侵蚀量的贡献率也不相同。除125 mm/h外,同一降雨强度出现在起始阶段产生的侵蚀量对坡面总侵蚀量的贡献率显著大于其出现在其他阶段对坡面总侵蚀量的贡献率。     

1957-2018年永定河流域降雨时空演变规律研究

基于永定河流域内14个气象站点1957-2018年逐日观测数据，采用线性倾向估计、距平分析、小波分析对永定河流域降雨时空演变规律进行了分析，采用旋转经验正交函数（Rotated Empirical Orthogonal Function,REOF）法对降雨进行特征分区并通过相关分析揭示流域降雨的主要相关因子。结果表明：在全球变暖的背景下，永定河流域降雨量呈下降趋势，下降速率为-2.88 mm/10 a，多年降雨量均值为389.22 mm。季尺度上，春秋两季降雨量呈上升趋势，以秋季降雨量上升最为明显，上升速率为3.75 mm/10 a；夏冬两季降雨量呈下降趋势，以夏季降雨量下降最为明显，下降速率为-8.14mm/10 a。小波分析结果表明，流域降雨量变化存在着28、15、4 a三个周期，以28 a为主周期。空间上，降雨量地域性差异较大，流域降雨量由东南平原区向西北山区递减。REOF分析表明，前六个模态可以较好地反映永定河流域降雨的空间分布类型；根据各模态高荷载区分布，永定河流域可划分为六个降雨区：Ⅰ区为西南大同盆地区，Ⅱ区为北部张家口地区、Ⅲ区为延怀盆地区、Ⅳ区为北京及冀西北盆地区、Ⅴ区...     

松涛水库流域降雨侵蚀力空间结构差异及变化规律分析

降雨侵蚀力反映降雨对土壤侵蚀的潜在能力,研究其变化规律对土壤流失预报有重要意义。对松涛水库流域25个气象站点1975-2015年全年、季节降雨侵蚀力用经验正交函数和非参数统计检验方法分析其时空格局变化。结果表明:①松涛水库流域降雨侵蚀力的空间分布为东部偏大、南部偏小。②受干、湿2季降雨和台风的影响,流域年、季节降雨侵蚀力呈现出不一致的变化趋势,夏季、秋季和冬季在1993年后降雨侵蚀力偏大的年份增多。③年均、季节降雨侵蚀力的空间结构存在差异,降雨侵蚀力增大的地区主要集中分布在年均降雨的南部,春季的中、西部,夏季的北部,秋季的东、北部;冬季的东南部。④流域全年、季节降雨侵蚀力具有反位相变化模态,反位相变化模态应该与干、湿2季降雨差异有关。由于暴雨量和暴雨次数增加,自1990年后降雨侵蚀力呈上升趋势。     

近50年来淮河蚌埠以上流域降水时空变化特征分析

利用1956-2010年淮河蚌埠以上流域内112个雨量站的逐日降水资料,采用Mann-Kendall趋势分析和小波分析方法分析了蚌埠以上流域三级水资源分区近50 a降水的时空分布特征。结果表明:(1)蚌埠以上多年平均降雨存在北部低,南部高的空间分布不均匀性,4个分区中除王蚌区间南岸降雨有递增趋势外其他均为递减趋势,整个蚌埠以上降雨有递增趋势。(2)从时间上看,MK检验显示王家坝以上北岸降雨有显著递减趋势,王蚌区间南岸降雨有较显著递增趋势,Mann-Kendall趋势检验UF曲线显示王蚌区间南岸变化趋势在整个研究时间段不显著,2003年突变降雨对统计结果影响较大。(3)蚌埠以上研究区域及分区降雨有不同的周期,但有共同的6 a左右的振荡周期。整个研究区域降雨变化特征受分区影响。     

杨凌天然降雨侵蚀力初步研究

天然降雨是土壤侵蚀的动力因子之一,是研究降雨侵蚀力规律的基本依据.本研究以天然降雨特性为基础,对降雨侵蚀力进行了初步研究.实验运用虹吸式雨量计记录杨凌的天然降雨过程,同时采用滤纸色斑法观测天然降雨雨滴的特征,结合图形处理软件Image-J处理雨滴直径.研究结果表明:该区天然降雨雨滴大小分布符合Best函数式;降雨强度大小直接决定雨滴中数直径和降雨动能的大小,在与国内外经验关系式对比中,与江忠善所研究的降雨动能最接近,同时由于雨型的不同和观测范围的限制而存在一定差异.     

土壤密度对土壤抗侵蚀性的影响

通过研究不同密度土壤的抗冲性、抗蚀性及抗剪强度,探索密度与土壤抗侵蚀性之间的相关关系,并进一步分析密度对土壤抗侵蚀性影响的机理。研究表明,随着土壤密度的增大,土壤的抗冲性与抗剪强度增强;但在土壤密度小于1.27g/cm3时,土壤的抗蚀性随着土壤密度的增大而增加,当土壤密度大于1.27g/cm3时,土壤的抗蚀性随着土壤密度的增大而减小。     

科尔沁沙地南缘不同林草措施土壤抗冲性及其与物理性质的关系

【目的】研究水蚀风蚀交错区土壤抗侵蚀特性对不同林草措施的响应。【方法】采用室内抗冲槽原状土冲刷和土壤物理性质分析相结合的方法,研究了科尔沁沙地南缘不同林草措施土壤抗冲特性及其与物理性质的关系。【结果】土壤冲刷过程中,不同林草措施下出现产流后的4 min之内变化较大,随着冲刷试验的进行逐渐降低,并逐渐达到相对稳定状态;不同林草措施土壤冲刷过程平均径流含沙量表现为荒草地>花生地>灌木林地>樟子松林地;不同林草措施土壤抗冲性变化与土壤冲刷过程含沙量呈反比,随冲刷时间延长,总体来说与冲刷时间越长,抗冲性能越强的规律相符合,且这种变化规律不受林草措施变化而改变。径流结束时不同林草措施下的土壤抗冲性表现为花生地<荒草地<灌木林地<樟子松林地。土壤抗冲性与土壤体积质量极显著负相关,与土壤孔隙度显著正相关,土壤抗冲性指数与砂粒极显著负相关、与粉粒和黏粒正相关,但均不显著,与土壤持水性并无显著性关系。【结论】林草措施能够显著提高土壤抗冲性能,以樟子松效果最强。     

安徽省土壤侵蚀区域分布研究

选用SLEMSA土壤侵蚀修正模型,在安徽省选择129个代表站点,分别计算了土壤流失比率、裸地土壤流失量、地形因子,得出安徽省土壤侵蚀量为7 683万t/a。分析发现,安徽省每年63.2%的土壤侵蚀分布在大别山区(占全省年土壤侵蚀总量的30.2%)和皖南山区(33%),提出这2个区域应作为安徽省水土保持综合防治工作的重点。     

天然降雨对黄土坡地土壤侵蚀和养分流失的影响

选渭北旱原东部合阳县甘井镇为试验地,以研究天然降雨和坡度对黄土高原土壤侵蚀以及土壤养分流失的影响。研究区的径流小区被设置为5°、10°、15°3个坡度的坡面,采用径流场观测法,对一定降雨条件下的产流产沙量以及土壤养分流失量进行测定研究。实验结果表明：在相同坡度的径流小区中,产流量、产沙量以及土壤养分的流失量均随着降雨量...     

水土流失危害及治理措施

文章在分析造成水土流失的主要危害的基础上,并结合当地水土流失的实际情况,总结并提出了符合当地现状的治理措施,以供其它类似地区在水土保持实施中借鉴采纳.     

沙棘造林对吴起县土壤水蚀的影响

为定量评价沙棘造林后的水土保持效益,文章以沙棘造林的典型县域为研究对象,基于3S技术与RUSLE土壤侵蚀模型,分析评价了该县沙棘造林前后土壤侵蚀的时空变化。结果表明:吴起县实施沙棘造林后10年来,水土流失明显减少,较高强度土壤侵蚀的土地面积大幅度减少。①沙棘造林后土壤侵蚀分布以中度侵蚀最多,其面积占吴起县国土总面积的43.62%,而沙棘造林前土壤侵蚀以极强烈侵蚀为主,占吴起县国土总面积的42.76%。②沙棘造林后全县平均土壤侵蚀模数为5285t/km2.a,属于强度侵蚀,其沙棘造林前平均土壤侵蚀模数为9779t/km2.a,属于极强烈侵蚀,为沙棘造林后的1.85倍,沙棘造林后全县每年可减少土壤侵蚀量1402万t。     

小流域淤地坝系规划中水文特征基本参数的确定研究

小流域坝系具有拦截泥沙、保持水土、改善生态环境,淤地造田、促进生产的重要作用,是小流域水土流失综合治理的有效措施。淤地坝系规划阶段水文计算的主要任务是计算设计暴雨量、设计洪水量和输沙量等重要特征参数。以某小流域坝系为例,对缺乏水文泥沙资料情况下,坝系规划中所依据的重要水文特征参数的确定作了系统分析和研究,为小流域淤地坝系的合理规划提供了科学依据。     

美国土壤印痕装置的耕地水土流失防治效果

结合美国防治耕地水土流失的技术现状及研究进展，详细介绍一种土壤条件改良新方法――土壤印痕装置TerraStar。从理论上探讨该装置系统的产品特点和技术原理，并通过耕地水土流失、大豆直播栽培等对比试验加以验证。理论分析和试验结果表明：该装置与同类方法或装置相比较，具有极大的先进性和优越性，对有效保护耕地具有积极作用。     

水土保持基本内容及措施

水土保持是国民经济和社会发展的基础,是生态水利和经济社会可持续发展的重要内容。分析开展水土保持工作的基本意义、基本内容,以及实施水土保持的主要技术工程措施和采取的基本方法,探讨水土保持治理效果的评价内容和现状。