水蚀预报中降雨侵蚀力研究进展

[目的]分析国内外水蚀预报中降雨侵蚀力的研究现状,探讨降雨侵蚀力的未来研究方向,为准确计算和预报区域降雨侵蚀力奠定基础。[方法]通过查阅国内外文献,从降雨侵蚀力不同研究方面进行综述和分析。[结果]总结了降雨侵蚀力研究中常用的降雨侵蚀力指标、侵蚀性降雨标准,评述了降雨侵蚀力R值的简易计算模型及降雨侵蚀力R值时空分布的研究进展。同时分析了当前降雨侵蚀力研究中存在的不足并指出其发展前景。[结论]国内外在降雨侵蚀力指标和降雨侵蚀力时空分布等方面已取得了一定的成果,今后需加强侵蚀降雨标准、降雨侵蚀力简易计算模型、降雨侵蚀力的影响因素等研究。     

渭河流域降雨与降雨侵蚀力变化的原因分析

研究降雨与降雨侵蚀力的时空变化特征及其原因对流域土壤侵蚀监测、评估、预报和治理具有重要意义。以干旱半干旱的渭河流域为研究对象,采用Mann-Kendall检验分析了降雨与降雨侵蚀力的变化趋势;采用启发式分割法对流域降雨量与降雨侵蚀力进行了变异诊断;采用交叉小波分析探究了ENSO(厄尔尼诺—南方涛动)、北极涛动、太阳黑子与降雨以及降雨侵蚀力的联系。结果表明:(1)降雨和降雨侵蚀力均呈下降趋势;(2)华山站和西吉站的降雨量存在变异点,华山站和临洮站的降雨侵蚀力存在变异点,渭河流域部分站点的雨量和雨力的一致性被破坏;(3)ENSO、北极涛动、太阳黑子可能会影响降雨与降雨侵蚀力的产生,其中太阳黑子的影响最强,ENSO次之,北极涛动最弱。研究结果有助于指导渭河流域黄土高原地区的农业生产、水土保持建设和生态修复等工作。     

长江三峡花岗岩地区降雨因子对优先流的影响

为研究降雨对优先流的影响,在长江三峡花岗岩地区,选择了一受人为活动影响较小的天然次生马尾松林地作为试验场地。采用自记流量计记录了优先流过程,同时对降雨过程进行测定。降雨过程中分别测定了降雨总量、降雨历时、前期降雨、>20 mm/h降雨量及最大降雨强度5个因子,优先流过程中测定了优先流流量、历时、对降雨响应的滞后时间、峰值流量4个因子。分析结果表明,降雨对优先流的制约关系十分明显。影响优先流流量的主要是降雨总量,影响优先流历时的主要是降雨历时和降雨总量,影响优先流峰值流量的主要是降雨总量。采用强迫引入法,建立了优先流因子与降雨因子回归方程。     

红壤坡地侵蚀性降雨及降雨动能分析

侵蚀性降雨标准的确定、降雨动能的科学测算以及侵蚀性降雨和降雨动能特征的分析,是开展降雨侵蚀力研究和土壤侵蚀预测预报的基础,而目前针对红壤坡地的系统研究还较为鲜见.通过气象观测站与标准径流小区连续5 a的实测资料,采用80%经验频率法确定了江西红壤坡地侵蚀性降雨标准,其中雨量标准为9.97 mm,雨强标准为0.756 mm/h;在此基础上计算了侵蚀性降雨和侵蚀性降雨动能,并分析了侵蚀性降雨及其动能的时间变异规律.结果表明:侵蚀性降雨场次不多,仅占总降雨场次的25.85%,但雨量大强度高;侵蚀性降雨及其动能时间分配不均,主要集中在4-9月,分别占全年的74.51%和75.37%.最后建立了降雨动能简易估算方法,这对探讨江西红壤坡地降雨侵蚀力和土壤侵蚀预报模型具有积极的意义.     

黄土高原南部缓坡耕地降雨与侵蚀的关系

在前人工作的基础上,就级坡耕地各降雨参数以及降雨最优组合参数与土壤侵蚀的关系进行了系统分析。除验证了一些基本规律外,还对降雨历时、降雨强度的分段进行了研究深入探讨。证实时段最大降雨量与土壤侵蚀呈指数函数关系。     

前期降雨对泥石流形成的贡献——以蒋家沟泥石流形成为例

 根据蒋家沟实测降雨资料,结合泥石流观测,分析泥石流形成的降雨组成和前期降雨对泥石流形成的影响。发现雨季不同时期土体含水量差异较大,而且在不同时期激发泥石流的短历时雨强也不同。通过实测确定出该流域前期降雨量的衰减系数为0.78。在此基础上应用主因素分析法对26场泥石流的降雨资料进行分析,发现前期降雨在影响泥石流的各项降雨指标中贡献超过80％。提出了有待进一步研究的问题。     

沈阳市天然降雨雨滴特征研究

采用滤纸色斑法对沈阳市天然降雨雨滴进行观测,通过计算并运用回归分析对沈阳地区天然降雨雨滴特性进行研究。结果表明:沈阳地区天然降雨雨滴的大小分布遵守Best函数分布式;雨滴中数直径及降雨动能同降雨强度关系显著,呈幂函数关系。     

降雨动能及坡面侵蚀对风的响应研究进展

降雨是导致土壤侵蚀的主要动力因素之一,降雨动能是研究土壤侵蚀机理、建立定量化土壤侵蚀模型的重要物理参数,风作为影响降雨动能的外界影响因子之一,对坡面降雨总动能分布的影响极大,直接影响了降雨侵蚀力的发挥。从降雨动能、坡面侵蚀与风的关系出发,系统阐述降雨动能及坡面侵蚀对风的响应国内外研究现状,总结了当前研究中存在的问题。     

元谋县小黄瓜园水土保持监测站降雨侵蚀力特征及日降雨侵蚀力模型浅析

以元谋县小黄瓜园水土保持监测站1991-2005年的降雨过程资料为基础,分析该地区降雨侵蚀力季节、年际分布特征,并建立起了一个基于日降雨量的降雨侵蚀力初步预测模型.分析结果表明,该监测站区域内的降雨侵蚀力集中分布在6-9月,高峰值出现在7月,年降雨侵蚀力主要集中在几次降雨过程中,不同年份的降雨侵蚀力差异很大,其值相差近2.6倍以上;本文所论及的日降雨侵蚀力预测模型,经回归分析后,具有一定的显著性,对以后在该区域内进行水土保持研究具有一定的参考价值.     

黔西高原侵蚀性降雨特征分析

侵蚀性降雨的特征与土壤侵蚀的研究密切相关。利用径流小区观测法以及黔西高原地区典型小流域的降雨、径流与泥沙资料,对黔西高原地区侵蚀性降雨的特征进行了分析,结果表明:(1)降雨总动能(E)和最大60分钟雨强(I60)的乘积是研究区降雨侵蚀力(R)的计算指标;(2)中雨以上降雨事件的产沙量约占总产沙量的99.5%,6次暴雨事件的产沙量占总产沙量的79.4%。对大雨以上等级降雨事件的土壤侵蚀模数与降雨特征拟合分析得到:M=1.319EI60以及M=0.328PI60;(3)降雨侵蚀力大于500 MJ·mm/(h·hm2)等级的降雨事件的产沙量占总产沙量的73.6%,对降雨侵蚀力大于100 MJ·mm/(h·hm2)等级的降雨事件的土壤侵蚀模数与降雨特征拟合分析得到:M=1.269EI60以及M=0.324PI60;(4)降雨集中时间在1~6h的降雨发生概率大,且泥沙侵蚀量大。6月、7月份降雨事件的产沙量占总产沙量的78%左右,汛期(尤其是6月、7月份)的水土保持工作尤为重要。6月、7月份降雨事件的土壤侵蚀模数与降雨特征拟合分析得到:M=1.378EI60以及M=0.346PI60。     

子午岭林区林冠对降雨截留作用的研究

利用林内外降雨观测资料,分析了子午岭林区4月—10月林内降雨量、林冠截留量、林冠截留率与林外降雨指标的关系。其结论为林内降雨量与林外降雨量呈直线正比关系;林冠截留量与不同雨量级呈幂函数关系;影响林冠降雨截留率的最好降雨指标为 PI₃₀。     

Changing rainfall,seasonality and erosivity in the hyper‐arid zone of Sudan

A primary cause of soil erosion is the impact of rain. Therefore, understanding the altering rainfall characteristics and their effect on soil erosion is an issue of main concern. This is of utmost importance to contribute to developing suitable adaptation and mitigation strategies for soil and water resources conservation and crop management practices. The rainfall seasonality index (SI), precipitation concentration index (PCI) and modified Fournier index (MFI) for rainfall erosivity have been calculated and analysed in this study for the hyper‐arid region of Sudan. The data used consist of monthly rainfall measurements spanning over 60 years for three index meteorological stations, two on the Nile corridor and one on the Red Sea coast. The region is characterized by high year‐to‐year variability in rainfall leading to extreme seasonality/irregular distribution of rainfall over the year. Although prevalent diminishing rainfall amounts have been witnessed, there are marked tendencies for some months to become wetter, indicating changing intra‐annual rainfall variability and thus monthly rainfall erosivity. No statistically significant trends were observed in rainfall seasonality and concentration during the common data period of 1945–2007. Cases of high and very high erosion powers were detected. A significant decreasing trend in erosivity is shown for one inland station. A brief discussion on the implications of these results for risk of soil erosion, freshwater quality and agriculture is also given. Copyright © 2010 John Wiley & Sons, Ltd.     

林区的模拟降雨试验研究

论述的内容分两部分,一是野外人工模拟降雨的试验方法,对侧喷式降雨装置的安装参数,主要的降雨特性以及试验小区的布设与设备进行了介绍。二是对林地与开垦裸露地的降雨试验结果分析,认为,林地具有截流、拦蓄的功效,可以改善降雨径流入渗条件。在不同处理的情况下,林地与新开垦地、撂荒地相比,其效益,可减少径流90%以上,可减少泥沙99%以上。     

陕北丘陵沟壑区降雨侵蚀力指标研究

降雨侵蚀力（Ｒ）是引起土壤侵蚀的潜在能力，是降雨物理特征的函数。Ｒ值的计算方法众多，且过程繁锁，该就陕西省黄土高原治理研究所农耕地标准径流小区（１９８３－１９９１年）观测资料，运用计算机技术，采用灰色系统理论中关联分析的方法，对Ｒ指标的不同复俣参数与土壤侵一的关系进行了系统分析，并在回归分析的基础上，对一次降雨（特别是短历时暴雨）的总动能简化计算方法进行了有益的探讨，推导出一个简化计算式。     

流域泥沙模型中雨量资料的时空尺度分析

以经改进的格林－安普特下渗模型为基础,选择降雨资料有足够短的时段记载的流域和有足够密度雨量站的流域,分别变化时段长和站网密度计算产品,根据模型模拟精度与时段长及站网密度关系线的转折点,确定适当的时段长和合理的站网密度,通过曹坪流域的站网分析和６个小流域试验站的时段分析,发现对社些流域而言,时段长小于１５ｍｉｎ,站网密度大于２个／１００ｋｍ＾２,其降雨时空均化给模型计算带来的误差可以忽略。     

植被破坏对降雨入渗影响的试验研究

通过在不同地貌类型上的林地、采伐迹地、农地和裸露地随降雨强度对降雨入渗的影响,表明林地和采伐迹地入渗能力最大,农地次之,裸露地最小,证明了影响降雨入渗的主要原因是地面上的草灌及松软的枯枝落叶层。     

提高渭北旱塬雨水利用潜力的技术途径分析

根据东新村资料对渭北旱塬雨水利用现状和潜力进行了分析评价,提出了渭北旱塬提高雨水利用潜力应采取的技术途径.认为提高雨水利用潜力应采取综合技术途径,合理施肥、选用抗旱节水品种、应用化学制剂、雨水汇集用于补充灌溉、增加地面覆盖和深耕等栽培措施在当前提高渭北旱塬雨水利用率和利用效率方面有重要作用.     

坡面水土流失观测分析

本文作者在实地观测资料的基础上,分析了降水量、雨强、土壤入渗及不同植被对水土流失的影响,认为雨强是影响径流速率的主导因子,雨量是影响径流量的关键,建造植被、增强土壤入渗是防止水土流失的有效途径。     

草地开垦人为加速侵蚀的人工降雨试验研究

通过野外人工降雨试验分析了人为破坏草被对土壤加速侵蚀的影响。研究结果表明天然草地基本上不发生径流和土壤流失。天然草被破坏开垦后径流量增加1273～3050m³/km²,产沙量增加500～1700t/km²。撂荒地（4年）的径流量明显高于天然草地,但土壤侵蚀量很小,撂荒地开垦后径流和流失量明显高于天然草地开垦后的径流量和侵蚀量,其中产沙量为新开垦天然草地的6.2倍。草地的地上部分吸水量占降雨量的15.5%,天然草地上地形、降雨因子对土壤侵蚀的影响甚微。草地开垦后,土壤侵蚀量随雨强和坡度的增加而增大。     

人工模拟降雨特性的试验研究

本文对降雨的特性,降雨量、降雨强度;降雨分布的均匀性;雨滴直径大小和分配;雨滴终点速度等方面进行了试验研究,并根据国内外学者的研究成果与笔者的工作,提出了一些有代表性的测定方法和计算方法。