鲁中南山区侵蚀性降雨及典型作物对坡面产流产沙影响研究

为研究降雨量、降雨历时、降雨强度等降雨因素及典型作物对坡面产流产沙的影响，基于K-均值聚类分析法对山东省泰安市东周小流域2014-2020年77次侵蚀性降雨进行分类，并进一步分析不同降雨类型下不同作物产流产沙特征及对各降雨指标的响应.结果表明：(1)研究区侵蚀性降雨可以分为Ⅰ型(小雨量、短历时、大雨强)、Ⅱ型(大雨量、长历时、小雨强)、Ⅲ型(中雨量、中历时、小雨强)3类.各降雨频率为67.53%,3.9%,28.57%,占研究期内总降雨量的44.2%,14.02%,41.78%.(2)各径流小区产流和土壤流失量从大到小依次为大豆、裸地、地瓜、花生，花生和地瓜对径流和泥沙的削减效果相对较好.在Ⅱ型条件下，各小区产流产沙量最大，Ⅲ型次之，Ⅰ型最小；但当Ⅰ型和Ⅲ型雨频率较高时，产流产沙量也较大.(3)对坡面产流产沙影响最大的因素为降雨量，当作物种类不同时，影响次之的因素有所差别.径流对降雨因素的响应程度高于土壤流失量，控制产流发生可在一定程度上有效降低土壤流失量.     

黄土丘陵沟壑区治理与非治理对比小流域侵蚀产流比较研究

研究水土保持综合治理时小流域侵蚀产流量和次降雨径流过程的影响.以黄土丘陵沟壑区第Ⅲ副区内治理小流域桥子东沟和未治理小流域桥子西沟为对象,分析水土保持综合治理不同阶段小流域侵蚀产流量年际变化和次降雨径流过程.结果表明:桥子东沟产流次数较桥子西沟减少了42.86%,年径流模数为桥子西沟的5%～63%;桥子东、西沟的多年平均径流系数分别为1.80%和4.03%;桥子东、西沟年径流深比值略有下降,治理后期在0.6以下.桥子东沟在治理后期的次降雨起流和洪峰流量的出现都晚于桥子西沟;桥子东、西沟次降雨洪峰流量、洪水历时比值不断下降,治理后期分别为0.41和0.61.水土保持综合治理的实施有效减少了治理流域的侵蚀产流量,对次降雨径流过程影响很大.     

苏南马尾松林分冠层水文过程对降雨的响应特征

目的探究不同雨量级、雨强下马尾松林冠截留、树干径流、穿透雨变化的特征与联系,为苏南丘陵区马尾松林的可持续经营管理提供科学依据。方法2012年9月到2013年8月,选取34年生马尾松林,使用RG3-M翻斗式自记雨量计、自制树干径流收集装置、集水槽收集降雨、树干径流、穿透雨数据,定位监测马尾松林外降雨、林冠截留量、树干径流、穿透雨,建立并验证Gash模型的适用性。结果（1）降雨主要集中在5—8月,林冠截留量、树干径流量、穿透雨量对降雨量有良好的响应,树干径流率和穿透雨率随着降雨强度和降雨等级的增加呈现上升趋势,截留率呈现下降趋势。（2）马尾松林冠截留率最大值出现在最小雨量（< 1.0 mm）和 < 1.0 mm/h雨强范围内,树干径流率最大值出现在中等雨量（≥ 50 mm）和1.5 ~ 2.0 mm/h雨强范围内,穿透雨量最大值出现在最大雨量级（≥ 50.0 mm）和1.5 ~ 2.0 mm/h雨强范围内,结果显示马尾松林林冠水文过程对降雨有较好的响应,降雨强度是影响马尾松林内水文过程的关键因子。（3）通过Gash模型定量分析降雨再分配规律,经过推导和计算相关参数,得到的模拟值与实测值有较好的一致性。结论马尾松林林冠部分和树干的持水能力分别为1.21、0.1 mm,形成树干径流的最小降雨量为4.86 mm。本研究可以为马尾松林的截留过程提供较明确和科学的参考。      

北京西山砂壤土绿地雨水断接径流调控效应试验研究

目的定量评估雨水断接系统的径流调控效应,探寻影响其径流调控效应的主要因素,为海绵城市建设过程中雨水断接系统水文设计和效益评估提供数据基础和科学参考。方法于2017年4—10月,取北京西山砂质壤土填充土槽（4 m长×0.6 m宽×0.25 m高）,构建雨水断接试验系统并开展人工降雨试验,采用产流和峰现延迟时间及径流和洪峰削减率4个指标,定量分析绿地面积比例（25%、50%和75%）、绿地建设方式（平式绿地和深5 cm下凹式绿地）及绿地土壤前期含水量（26% ~ 30%和35% ~ 38%）对雨水断接系统径流调控效应的影响。结果本试验9组雨水断接系统的平均产流和峰现延迟时间分别为18和8 min,平均径流和洪峰削减率分别为38.9%和28.3%;雨水断接系统的径流调控效应随绿地面积比例增大而增强,绿地面积比例为25%、50%和75%的雨水断接系统的平均产流延迟时间分别为15、23和24 min,峰现延迟时间分别为5、5和15 min,径流削减率分别为29.4%、35.1%和52.2%;绿地下凹可增强雨水断接系统的径流调控效应,绿地下凹深度为0 cm和5 cm雨水断接系统的平均径流削减率分别为20.3%和52.3%,平均洪峰削减率分别为12.8%和35.4%;绿地土壤前期含水量越低（26% ~ 30%）,雨水断接系统的产流延迟时间越长（17 min）,径流和洪峰削减率越高（分别为44.1%和39.1%）。结论雨水断接系统具有较好的径流调控效应,能有效滞蓄地表径流,降低流速,延迟产流时间和峰现时间,削减径流总量和洪峰流量。      

密云水库上游地区不同雨型对坡面径流特征的影响

  目的  探讨不同自然降雨雨型对径流过程的影响。  方法  根据降雨数量特征及雨峰集中时间对密云水库上游地区自然降雨进行二级分类,分别探究不同雨型及过程雨型下的径流特征。  结果  ①根据降雨量(P)、降雨历时(t)、最大30 min雨强(I₃₀)可将研究区降雨划分为3类:P₂t₃I₂雨型(中雨量、长历时、中雨强)、P₁t₂I₁雨型(小雨量、中历时、小雨强)、P₃t₁I₃雨型(大雨量、短历时、大雨强),其中,P₁t₂I₁雨型在研究区发生频次最高,占比81.01%。4种过程雨型的发生频次从大到小依次为均匀型、前峰型、后峰型、中峰型。②不同雨型下的径流特征差异明显,从单次降雨看,P₃t₁I₃雨型单次产流能力最强, P₂t₃I₂雨型在研究区的径流贡献率最大。③不同过程雨型对径流特征影响较大,降雨量集中在降雨前期最容易产流。④降雨量对径流深的影响最大,I₃₀对径流深、径流系数及径流深峰值的影响均比较大,且对径流深峰值的影响要大于对径流深的影响。  结论  坡面径流特征对降雨雨型及过程雨型敏感性很高,采用合理的雨型划分方法研究雨型—径流关系可提高水力侵蚀研究精度。图4表5参27     

三峡库区紫色小流域侵蚀性降雨特征

【目的】本文以三峡库区陈家沟小流域为研究区,探讨了小流域内侵蚀性降雨的雨情、分配及时空变化等特征。【方法】采用K-Mean Clustering聚类方法以及多种降雨特征指标。【结果】①陈家沟小流域在第Ⅲ类雨情下侵蚀性降雨次数少,但其平均降雨侵蚀力最大,引起强烈土壤侵蚀的潜在能力大;第Ⅱ类雨情下平均降雨侵蚀力最低,但其侵蚀性降雨次数最多,且集中在汛期,容易出现短时间内连续降雨的情形,其引起严重水土流失的潜在能力也不容忽视;第Ⅰ类雨情下侵蚀性降雨总侵蚀力值高于其它两类雨情。②陈家沟小流域内侵蚀性降雨量在年内呈明显的双峰型分布,5-9月是降雨集中期,侵蚀性雨量和降雨次数分别占全年总量的82%和75%以上。③陈家沟小流域内不同支沟侵蚀性降雨雨量、平均最大I30、平均降雨侵蚀力值具有如下趋势:戴家沟黑沟岭杨家沟乔家1号。【结论】陈家沟小流域侵蚀性降雨主要有3类雨情。陈家沟小流域内不同支沟的侵蚀性降雨雨量、降雨强度以及降雨历时的空间变异程度较大。     

方便水库汇水区典型暴雨情况下产流产沙过程分析

研究区方便水库汇水区为苏南丘陵区典型山区性小流域,研究通过在位于入库主要河流青龙河下游设置控制站,测定暴雨侵蚀下每次小流域产流过程水沙含量,结合降雨数据。分析每次过程降雨量、产水量和产沙量之间的关系,并进一步探讨产沙总量与各项测量指标之间的相关性。结果表明：①近3年的18场暴雨中,共有7场产流产沙,主要受雨量和降雨历时影响;②小流域产流和产沙过程与降雨具有一定的一致性,降雨停止后水沙产量开始减少直至停止;③不同暴雨特性产生的水量和沙量差距较大,暴雨侵蚀下的小流域产沙模数最高可达7．85t／（km2·d）;④相关性分析发现,该小流域产沙总量与产水总量、雨量和降雨动能有一定关系,相关性系数分别为0．929、0．645和0．623。     

晋西黄土区不同尺度小流域降雨径流过程的对比分析

水文观测是水文学的基础,尺度转换问题是水文学的热点问题之一,利用野外定位观测资料开展黄土区不同尺度小流域径流过程的研究对该区水文模型的构建与尺度转换问题的解决具有重要意义。该文通过在不同降雨条件下,对不同尺度小流域径流系数、径流深、洪水过程线的对比分析得出:不同尺度小流域的径流深、径流系数差异显著;雨强是影响小流域洪水过程线的主要因素;在小尺度上,不同雨量条件下小流域的洪水过程线相似,而在较大尺度上,不同雨量条件下流域的洪水过程线差异显著;如何定量描述下垫面覆盖、地形的变化和定量描述雨强、雨型的空间分布是水文模型构建与水文尺度转换的关键。      

滇中地区小流域治理前后降雨因子对产流、产沙影响的灰色关联分析*

 通过生物措施、工程措施和耕作措施对滇中地区典型小流域——王家箐进行综合治理,对治理前后气象、水文、水土流失资料进行观测,运用灰色理论分析了降雨因子与产流、产沙的关联性。结果表明,在该小流域治理前后各降雨因子对径流量、泥沙量的影响的关联序基本不变,降雨复合因子PI₃₀,PI₆₀,PI₁₀ 是影响产流、产沙的主要因子,降雨量是影响产流、产沙的第２因子,雨强对其影响居第３,降雨历时对小流域产流、产沙影响最小。     

三峡库区森林小流域森林理水调洪功能模拟研究

为给三峡库区理水调洪型植被建设提供方法和依据,该文以四面山响水溪森林小流域为研究对象,采用美国地质调查局（USGS）主持开发的MMS（模块化模型系统）,构建适合于三峡库区的分布式暴雨水文模型PRMS_Storm,模拟暴雨产流过程.结果表明:① PRMS_Storm用来模拟响水溪森林流域暴雨产流过程满足国家乙级洪水预报标准,可用来发布洪水预报;②综合不同森林群落水文功能评价结果,提出流域3种森林群落配置情景:针阔混交林型(情景1)、阔叶混交林型(情景 2)、综合配置型（针阔混交林、常绿阔叶林和灌木林）(情景 3);③对各森林群落配置情景的模拟表明,各配置情景都可使地表径流减少20%以上,壤中流增加16%以上;与流域植被现状相比,各配置情景,分别可削减洪峰20.8%、9.6%和18.9%;最大降雨峰值0.8 mm/min的降雨过程削减洪峰的作用非常明显,尤其对短历时降雨洪峰的削减作用更明显;针阔混交林型理水调洪作用最优,是最优的理水调洪配置情景,其次是综合配置型,阔叶混交林型较差.但是,从所研究的响水溪流域实际情况出发,综合配置更符合实际,是最佳理水调洪型群落配置.      

马尾松低效人工林不同改造模式下降雨及产流特征

为探究马尾松Pinus massoniana低效人工林不同模式改造初期降雨及地表径流特征,以四川省高县来复镇5个相邻径流小区内的马尾松低效人工林为研究对象,采用林下补植樟树Cinnamomum camphora（Ⅱ号小区）、马尾松皆伐后更新樟树（Ⅲ号小区和Ⅳ号小区）、马尾松皆伐后第2年更新樟树（Ⅴ号小区）3种不同林下更新改造方式以及马尾松纯林为对照（Ⅰ号小区）,分析降雨量、不同改造模式产流量以及它们之间的关系。结果表明:研究区降雨主要集中于每年6-9月。在低效林改造初期2.5 a内,24 h累计最大降雨量为93.6 mm,最小产流降雨量6.9 mm;最大产流量3.002 0 m3,最小产流量0.006 4 m3。5个径流小区在小雨条件下几乎无地表径流产生,平均单次产流量大小排序为Ⅲ号小区>Ⅳ号小区>Ⅴ号小区>Ⅱ号小区>Ⅰ号小区,与受人为干扰强度一致;2014年下半年径流系数比2012年下半年分别下降29.36%,26.30%,47.37%,41.54%和43.97%。对降雨量与径流量进行相关性分析表明,其相关系数均大于0.905。3个皆伐径流小区在改造初期对地表径流的减滞效果更为明显。     

水分供给量对绿豆苗期光合特性的影响

[目的]研究不同供水量对绿豆苗期光合生理特性的影响,进而确定其合理的供水量范围。[方法]模拟长春降水量设计4种供水量,处理:Ⅰ150 mm、处理:Ⅱ250 mm、处理Ⅲ:350 mm、处理Ⅳ:450 mm,采用多指标分析不同供水量对绿豆苗期光合生理特性的影响。[结果]不同供水量绿豆叶片净光合速率的日均值为:处理Ⅲ>处理Ⅳ>处理Ⅱ>处理Ⅰ,其气孔导度的日均值为:处理Ⅳ>处理Ⅲ>处理Ⅱ>处理Ⅰ,其水分利用效率日均值为:处理Ⅲ>处理Ⅱ>处理Ⅰ>处理Ⅳ。不同供水量绿豆蒸腾速率与气孔导度的日变化趋势基本一致。处理Ⅰ和处理Ⅱ的胞间CO2浓度变化基本一致,处理Ⅲ和处理Ⅳ的胞间CO2浓度下午变化趋势基本一致。处理Ⅰ和处理Ⅱ的气孔限制值日变化呈明显双峰曲线,处理Ⅲ和处理Ⅳ的气孔限制值日变化呈不明显双峰曲线。[结论]绿豆苗期的适宜供水量为250～350 mm。     

昆明市区立交桥周边绿化模式的景观效益评价

在对昆明市区18座立交桥绿化现状进行实地调查的基础上,归纳出4种典型的立交桥植物景观配置模式,即以乔、灌、草3层结构为主的复层植物配置模式（第1类）,以灌、草2层结构为主的园林灌草配置模式（第Ⅱ类）,疏林草地型（第Ⅲ类）及单纯地被型（第Ⅳ类）。从中分别选取具有代表性的1～2座立交桥,运用园林植物景观评价AHP模型,对各典型立交桥绿化植物景观配置模式的景观效果进行评价,得出第1类模式为“好”;第Ⅱ类模式的评价为“中等”;第Ⅲ类模式为“中等偏好”;第Ⅳ类模式为“差”。     

黄土丘陵区丰水年产流产沙特征分析

设置标准径流小区进行长期定位监测,探讨天然降雨条件下,流域内不同土地利用方式对坡面产流产沙的影响,以期为该流域土地利用规划、水土流失综合治理、生态环境改善提供理论依据。基于汾河上游阳坡小流域内2种坡度、6种不同土地利用方式的8个径流小区,开展自然降雨观测、径流泥沙观测。结果表明：（1）试验期降雨超过多年同期平均雨量,属于丰水年;且年内雨量分布较多年平均差异较大;（2）不同土地利用方式条件下,坡面产流量差异明显,坡面为15°时,各径流小区的产流量大小顺序为裸坡地>坡耕地>草地;而18°各径流小区的产流量大小为裸坡地>草地>油松林地>灌木林地（黄刺玫）;（3）土地利用方式不同,坡面产沙量差异明显。15°径流小区坡面产沙量裸坡地>胡麻>土豆>草地;相比之下,18°径流小区产沙量以灌木林地和油松林地最少,均为0.30 t/hm²;裸坡地产沙量最多,是林地的92.08倍;林草地减流减沙效果明显。研究结果可为该流域的生态重建,土地利用以及汾河上游其他小流域的土地利用规划,从而减少水土流失提供借鉴。     

省力化育林方式对红松人工林土壤的影响

为了研究各种省力化育林方式对林地土壤的影响,以辽宁东部山区人工红松(Pinus koraiensis Sieb)幼林为对象,采取单层遮阳网覆盖(Ⅰ型),双层遮阳网覆盖(Ⅱ型),黑色地膜覆盖(Ⅲ型),白色地膜覆盖(Ⅳ型)4种省力化育林措施,研究地面覆盖对土壤温度、湿度、容重、孔隙度等物理性质和土壤微生物生物量碳的影响。结果表明:省力化育林措施对造林地土壤具有显著的调节温度和保水作用,对幼树生长具有显著的辅助作用,对土壤容重和孔隙度的影响不显著。调节土壤温度效果表现为Ⅱ型>Ⅲ型>Ⅰ型>Ⅳ型>对照区;保水效果表现为Ⅱ型>Ⅲ型>Ⅰ型>Ⅳ型>对照区;土壤容重表现为对照区>Ⅰ型>Ⅳ型>Ⅱ型>Ⅲ型;土壤总孔隙度表现为Ⅳ型>Ⅲ型>Ⅱ型>对照区>Ⅰ型;土壤微生物生物量碳表现为Ⅱ型>Ⅲ型>Ⅰ型>Ⅳ型>对照区;红松幼树生长量表现为Ⅱ型>Ⅲ型>Ⅰ型>Ⅳ型>对照区。     

晋西黄土区小流域场暴雨径流泥沙模型研究

该文研究黄土区以小流域为尺度的暴雨 径流 泥沙规律,为该地区林业生态工程建设和林业生态工程效益评价提供理论依据．该文以森林水文的较大研究尺度流域综合试验为出发点,在晋西黄土区小流域分类的基础上,选择了具有代表性的典型小流域１１个,对这些小流域进行了３～８ａ的定位观测,获得了１３１场暴雨产流和产沙资料．在分析这些资料的基础上,系统地研究了降雨、土壤入渗、流域产流、汇流及输沙的理论与方法,获得精度较高、适用性较强的流域径流、泥沙统计模型和数理模型．     

不同品种印度芥菜对潮褐土Cd、Pb、Zn富集能力的比较研究

通过添加外源Cd、Pb、Zn的模拟试验,研究了7个品种的印度芥菜对潮褐土中Cd、Pb、Zn富集能力的差异.结果表明:在土壤Cd、Pb、Zn复合污染条件下,7个品种地上部对Cd的富集量平均值在2.73～51.23 mg/kg之间,地下部对Cd的富集量平均值为在7.32～101.33 mg/kg之间,地上地下部Cd含量最大...     

高格斯台罕乌拉自然保护区不同阔叶林中大型真菌多样性

  目的  以高格斯台罕乌拉自然保护区为研究区域，调查保护区白桦Betula platyphylla林(Ⅰ)、蒙古栎Quercus mongolica林(Ⅱ)、白桦-蒙椴Tilia mongolica混交林(Ⅲ)、白桦-蒙古栎-山杨Populus davidiana-黑桦B. platyphylla混交林(Ⅳ)、山杨 -蒙古栎-黑桦混交林(Ⅴ)5种阔叶林中大型真菌资源分布状况及其与植被的关系，为日后保护区大型真菌保育工作提供依据。  方法  通过随机踏查和样地法采集大型真菌，结合形态学和分子学对采集标本进行鉴定，分析大型真菌种群分布、多样性、群落相似性及大型真菌与植物的关系。  结果  保护区大型真菌共有213种，隶属于2门4纲19目54科119属；优势属为红菇属Russula、蘑菇属Agaricus、香蘑属Lepista等共8属；植被类型Ⅳ的丰富度指数、多样性指数及均匀度指数在5种植被类型中为最高；乔木层、灌木层及草本层Shannon-Wiener多样性指数和乔木层、草本层Simpson多样性指数对大型真菌各项指数影响较大；植被总盖度、草本盖度、郁闭度及海拔对大型真菌优势属显著相关；类型Ⅱ与类型Ⅳ之间大型真菌相似性最高，为0.27，类型Ⅲ与类型Ⅳ之间和类型Ⅰ与类型Ⅱ之间的相似性最低，均为0.14；从种聚类上来看，在距离系数25处，分为两大类，在距离系数为14处，可分为3个小聚群。  结论  植物在多样性、相似性等方面均不同程度地影响林内大型真菌分布，且植物类型越相似，大型真菌组成越相似。图2表7参28     

径流曲线数(SCS-CN)模型估算黄土高原小流域场降雨径流的改进

径流曲线数(SCS-CN)是预测场降雨地表径流常用的水文模型之一,由于其基本假设合理、参数易于获得而被广泛应用。然而,由于流域径流的形成受广泛存在空间或时间异质性的地形、地貌、土壤、气象、植被以及土地利用等多种因素的影响,按照标准径流曲线数模型估算的场降雨径流与实测径流相差可能很大。因此,针对特定区域、特定流域对该模型进行相应的修正是提高其径流预测精度的有效途径。本文于晋西黄土区吉县蔡家川分别以农田草地、人工林和次生林为主的3个典型小流域为对象,将2004—2011年实测的场降雨径流数据分为模型参数率定期(2004—2009年)和验证期(2010—2011年),对比标准SCS-CN模型和修正的SCS-CN模型(包括降雨量修正,降雨量与降雨强度修正,降雨量、降雨强度和初损率优化修正)预测场降雨径流的可靠性。结果表明:1)标准SCS-CN预测小流域场降水径流时,精度极差,模型拟合效率系数(E)均小于0;2)采用降雨量修正CN值预测流域地表径流精度优于标准模型,但对于小径流事件而言,预测结果会偏大,对于大径流事件,预测结果会偏小;3)基于优化降雨强度修正因子β和初损率λ模型可以提高以农田草地和人工林为主2个小流域的径流预测精度。对于以次生林为主的流域而言,仅通过降雨量修正CN值即可提高模型的预测精度,E可达0.79。反映流域储水特征的初损率λ,人工林为主的流域最小,为0.069,农田草地为主的流域次之,为0.189,次生林为主的流域,为0.200,表明次生林流域具有较好的储水效果。