根据洪峰滞后时间预测崩塌发生时间的可能性

:以往预测崩塌诱发型泥石流及确定崩塌避难标准时 ,多以前期有效降雨及雨强大小而定 ,而未考虑雨后是否发生泥石流。研究证明 :深层崩塌多发于雨后 ,表层崩塌多与降雨同步。为此利用降雨—径流特性进行预测崩塌发生时间的研究。在中古生代层地区、花岗岩地区、流纹岩地区 ,分别设定试验小流域 ,并测定各自降雨—径流的关系。通过降雨—径流过程线分析认为 :石灰岩地区因山体内地下水滞后而洪峰滞后 ;中古生代层地区、流纹岩地区因基岩存在大量裂隙而成为地下水流径 ,导致洪峰滞后 ;而花岗岩地区基岩裂隙少 ,地下水迅速流出 ,洪峰与雨峰几乎同步。因此 ,以前警戒避难方法仅限于花岗岩地区。对于潜在深层崩塌的中古生代层地区 ,根据水文地质资料 ,研究降雨—径流特性及崩塌、泥石流的发生与洪峰滞后时间关系 ,可以确定滞后于雨峰的泥石流发生地区     

太行山小流域降雨—径流关系及其过程的研究

观测了水源区的太行山小流域径流及降雨过程 ,分析了径流与降雨的关系。结果表明 ,流域降雨季节性变化很大 ,主要集中于 6～ 9月 ,总量达 3 89.2 mm ,占 86.5 % ,11月到翌年 5月仅 60 .75 mm。在旱季 ,流域径流量逐渐下降 ,11月到翌年 5月底减少 0 .0 0 2 3 m3/ s,此期降雨次数和量较少 ,径流量持续下降 ,11月至翌年 3月由于植物叶片枯落 ,浅层土壤水经长时间蒸发后对深层裂隙水无明显影响 ,径流量较稳定 ,进入生长季后 ,流量近至枯竭。雨季降雨是流域径流的主要来源 ,当降雨量小于 5 0 mm时 ,降雨对径流的影响很小。连续暴雨使径流迅速形成洪峰 ,在平均雨强达到 2 8.91mm / h后 ,4 h径流量达最大值 0 .90 5 m3/ s,此期径流量与累积降雨量呈极显著的线性正相关。但洪峰仅持续 1～ 2 h,后期 5 7.3 m m的降雨量并未再次引起洪峰。     

基于SWAT的西苕溪流域降雨-径流关系及水量平衡分析

以SWAT模型为工具,对太湖西苕溪流域进行了径流模拟,采用1988--2001年范家村水文站逐日、逐月实测径流资料对模型进行了参数率定和模型验证,效率系数均大于0．88,径流相对误差均小于4％。在此基础上,重点分析了西苕溪流域的降雨-径流关系和水量平衡。结果表明,研究时段内西苕溪流域降雨-径流关系变化不明显;西苕溪流域的降雨年际分布不均匀;受降雨影响,雨季月径流量和洪峰值均有缓慢上升的趋势。水量平衡分析表明,河道径流、蒸散发、地下水补给量分别占降雨量的54．1％,45．8％,17．3％。     

梯田对黄土区降雨径流过程的影响及SCS-CN模型应用与改进

梯田改变了流域下垫面,对降雨径流过程势必产生影响,径流曲线模型（Soil Conservation Service Curve Number,SCS-CN）在中国黄土区,特别是梯田分布广泛流域的适用性仍存争议。为此,该研究以位于甘肃天水的罗玉沟流域为研究对象,利用梯田修建前后2个时段（1985-1990年、2000-2010年）的降雨径流实测资料,分析梯田修建对降雨-径流过程的影响,验证SCS-CN模型的适用性,进一步考虑梯田修建的影响针对不同降雨类型分别提出了基于降雨量和平均雨强的模型改进方法。结果表明：1）梯田修建对流域径流过程的影响与降雨强度关系密切。当雨强较小时,梯田显著削减流域洪峰和径流总量,削减幅度均在55%以上;而当降雨量和雨强较大时,梯田削减洪峰和径流总量效果并不显著。总体上,梯田修建后流域平均降雨径流系数显著减小至0.06,减小幅度约54%。2）基于最小二乘法优化与考虑前期土壤含水率修正的SCS-CN模型并不适用于梯田分布广泛流域的径流预报。引入降雨量和平均雨强改进后的模型模拟效果显著提高,此时流域暴雨量级以下和以上降雨事件的初损率分别为0.29和0.02。该研究基于降雨因子改进的模型在梯田分布广泛流域具有一定的适用性,可为流域产流计算及水土保持规划提供参考依据。     

晋西黄土区不同土地利用类型小流域径流产沙研究

通过山西省吉县森林生态系统国家野外科学观测研究站蔡家川流域的实验观测,采取对比分析的方法,对不同土地利用类型小流域场降雨径流产沙过程进行研究。结果表明：在降雨量分别为8．6和13．6mm的场降雨过程中,半农半牧小流域洪峰与沙峰基本同步,次生林小流域沙峰明显滞后于洪峰;农地小流域场降雨地表径流系数、产沙模数最高,分别为2．40％、6．40％和6．71t／km^2、73．69t／km^2;次生林小流域场降雨地表径流系数、产沙模数最低,分别为0．13％、0．75％和0．02t／km^2、6．95t／km^2。     

基于SWAT的西苕溪流域降雨一径流关系及水量平衡分析

以SWAT模型为工具,对太湖西苕溪流域进行了径流模拟,采用1988—2001年范家村水文站逐日、逐月实测径流资料对模型进行了参数率定和模型验证,效率系数均大于0.88,径流相对误差均小于4%。在此基础上,重点分析了西苕溪流域的降雨—径流关系和水量平衡。结果表明,研究时段内西苕溪流域降雨—径流关系变化不明显;西苕溪流域的降雨年际分布不均匀;受降雨影响,雨季月径流量和洪峰值均有缓慢上升的趋势。水量平衡分析表明,河道径流、蒸散发、地下水补给量分别占降雨量的54.1%,45.8%,17.3%。     

不同雨强和坡度下侵蚀性风化花岗岩母质坡地产流产沙特征

为研究解决南方侵蚀性风化花岗岩地区的水土流失问题,该文采用室内人工模拟降雨方法研究了不同降雨强度(30,60,90,120,150 mm/h)和不同坡度(5°,8°,15°,25°)条件下的风化花岗岩残积坡地的土壤侵蚀过程。结果表明:1)坡面径流的初始产流产沙时间都随着坡度和雨强的增大而提前;2)坡面径流量与坡度之间不呈简单的正相关关系,径流系数随雨强的变化呈现指数相关关系,入渗率在雨强为30~120 mm/h之间在坡度8°左右出现极大值;3)侵蚀产沙量随坡度和雨强的增大而增大,其与坡度之间的关系可以用幂函数表示,决定系数均达到0.815,与雨强之间为指数函数关系,决定系数均达到0.889以上;4)水力侵蚀对泥沙具有分选性,径流侵蚀挟带泥沙中的粉粒、黏粒以及细砂粒含量较多;5)坡度和雨强对于侵蚀产沙量的综合影响可以用线性相关方程来比较准确地描述,对产沙量的影响权重排序为:含沙量雨强径流系数坡度。     

侵蚀性风化花岗岩坡地降雨产流及水文过程研究

为研究坡地的降雨产流分配及水文动态过程,以侵蚀性风化花岗岩坡地为研究对象,采用室内人工模拟降雨的方法研究不同降雨强度(30,60,90,120,150mm/h)和不同坡度(5°,8°,15°,25°)条件下坡面径流和壤中流的分配特征与水文过程。结果表明:坡面径流的初始产流时刻均随降雨强度和坡度的增大而提前,壤中流的初始产流时刻明显滞后于坡面径流。壤中流径流量在不同坡度下随降雨时间的延长呈先递增后趋于平稳的现象,雨强越大达到峰值的时间越早,在降雨停止一段时间后径流量开始下降。多数情况下,壤中流所占总径流量的比重均大于坡面径流,坡面径流量比重随雨强的增大而增大,随坡度的变化幅度较小。坡面径流的径流系数与雨强的相关性较强,而壤中流径流系数与坡度之间的拟合效果较好。不同坡度下坡面径流、壤中流和混合流(坡面径流与壤中流同时发生)的径流模数与雨强呈正相关关系,不同类型径流的径流模数大小依次为混合流壤中流坡面径流。     

紫色土农业小流域径流过程与氮流失尺度效应

为揭示紫色土丘陵区小流域径流过程和氮素流失过程中迁移转化机制,同步监测了该区域内苏蓉(3.01hm~2)、截流(35hm~2)、大兴(480hm~2)、万安(1 236hm~2)4个梯级小流域径流过程与氮素迁移特征,分析了不同雨型条件下典型农业小流域中氮素迁移转化规律与尺度效应。结果表明:流域面积越小洪峰对降雨响应越快,随着面积增大,洪峰在流域中有明显的滞后和坦化现象;全氮(TN)、硝态氮(NOx-N)浓度在降雨过程中呈现出较为明显的两段式特征,降雨产流初期及径流峰前期波动较大,退水期浓度缓慢上升。相较人为影响较强的源头小流域(苏蓉)而言,尺度较大小流域的TN浓度有较为明显的削减,但NOx-N仍是氮素流失的主要形式。根据NCL-NCF曲线可知,历时短、强度大的暴雨更容易产生"初始冲刷效应",梯级流域对AN负荷有明显消减作用。携带大量NOx-N的壤中流和地下水控制退水过程线,并不断补充水体中氮素负荷,表现出一定的"末期冲刷效应"。运用数理统计方法得出TN流失总量与流域面积之间的经验公式,可为区域内小流域氮流失通量估算提供依据。     

野外人工模拟降雨条件下荒草坡产流产污试验研究

采用人工模拟降雨的方法,以5种不同的降雨强度研究浙江省临安市青山湖流域内荒坡的产流产污特征.结果表明,降雨径流总量与降雨强度呈正相关,相关系数达到0.873 2;径流中平均含沙量浓度雨强关系不显著,不同污染物产污浓度大小排序为COD>TN>TP>水溶性磷;雨强越大,污染物浓度越小,说明雨水对污染物浓度有稀释作用;不同污染物的次产污模数与雨强呈正相关,相关系数均在0.9以上,说明降雨强度越大,产生的污染也越大.     

雨强及施肥降雨间隔对油菜田氮素径流流失的影响

利用室内模拟降雨和原状土盆栽的方法。研究了3个不同降雨强度条件下降雨施肥间隔对杭嘉湖平原区油菜田氮紊径流流失的影响。结果表明：在同一降雨强度下，降雨施肥间隔与总氮输出浓度呈负相关关系。而同一降雨施肥间隔下。雨强与径流氮浓度呈正相关关系．但即使在低雨强下．短降雨施肥间隔仍可导致大量氮紊流失；径流氮素输出动态过程可以分为前期浓度出峰期和后期浓度下降稳定期，径流氮浓度的输出风险主要集中在前期出峰期，低雨强的稳定期出现时间较早；硝氮是氮索流失的主要形态，各处理条件下硝氮比重均在30％以上，降雨施肥间隔时间在3天以上比重更高；高雨强和短降雨施肥间隔明显促进总氮及硝氮的流失，降雨施肥间隔应尽量在5～7天以上。     

青山湖流域不同地表覆盖降雨径流中氮磷流失过程研究

在浙江省青山湖流域进行了不同地表覆盖类型野外模拟降雨实验,通过设定不同的坡度和降雨强度,综合分析流域内4种地表覆盖对降雨径流中氮磷流失的减少效果,结果表明:在相同雨强情况下,坡地径流中总氮浓度和氨氮浓度由高到低顺序均为:人工草地、次生林、荒草坡、竹林地。其中,总氮浓度曲线在各地表趋势均保持稳定,降雨强度的增大不影响4种覆盖度的顺序结果,但是人工草地与其他3种类型之间的浓度差值会随着雨强的增大而增大。在相同雨强情况下,坡地径流中总磷浓度由高到低顺序依次为:人工草地、次生林、荒草坡、竹林地。径流中速效磷浓度过程趋势与总磷浓度非常类似,而且随着雨强增大,速效磷占总磷比例也相应提高。     

流域森林覆被变化对多峰暴雨洪水过程的影响

 以晋江西溪流域为研究区,基于HEC-HMS水文模型,建立研究区暴雨洪水模型;通过对流域内的森林覆被变化的情景假定,并选取典型的多峰洪水过程,探讨森林覆被增加对不同频率多峰暴雨洪水过程的影响。结果表明:对于多峰暴雨洪水过程,森林覆被的增加会造成流域出口处的洪峰流量及洪量减小,且随着暴雨强度的增强,变化幅度呈现减小的趋势;同时,对多峰暴雨产生的不同洪峰的影响存在一定差异,随着降雨过程的持续增强,对洪峰的影响程度逐渐减弱。     

蔡家川流域降雨-径流关系及水量平衡分析

以晋西黄土区蔡家川流域为研究对象,利用该流域2004—2009年的降雨径流实测数据,采用多重比较和回归分析等统计方法,对降雨—径流关系及水量平衡进行了研究。结果表明,流域年耗水量占年降雨量的比例高达90%以上,是水循环过程中的重要支出项;流域年径流系数只有1.60%～2.66%;场降雨条件下径流量和洪峰流量随雨量P和最大60min雨强I60的量级具有明显的跳跃式变化,当P≥30mm时,径流量、洪峰流量分别是0～10mm雨量级的8.31,6.52倍,当I60≥20mm/h时,径流量、洪峰流量分别是0～10mm/h雨强级的3.35,16.87倍;对不同雨型下径流量、洪峰流量与降雨指标进行多元回归分析后得出,短历时高雨强的A型雨下雨强对洪峰流量的贡献率(47.12%)大于历时较长且雨强较大的B型雨(44.62%)和长历时低雨强的C型雨(32.51%),C型雨下雨量对径流量的贡献率(28.5%)大于A型雨(26.69%)和B型雨(3.15%)。     

黄土高原北部水蚀风蚀交错带沟壑地形的降雨反应特性

为揭示黄土高原水蚀风蚀交错带沟壑地形的降雨反应特性,选取该区具有典型水文及气象特征的六道沟流域作为研究区域,基于对所选沟道的沟顶及沟底2005-2009年雨季同期观测降雨数据(38次集中降雨事件)的分析,揭示沟壑地形对降雨反应的特性;通过对典型降雨—径流事件的分析,分别推求长历时低强度降雨以及短历时高强度降雨条件下降雨强度与产流的关系.结果表明:沟顶单次降雨事件的降雨量,3,5,10 min最大雨强及平均雨强均是沟底对应值的1.3倍以上;沟顶单次降雨事件降雨量的3,5,10min雨强各序列标准差均大于沟底对应序列的值;沟顶与沟底的降雨量序列,各时间间隔的最大、平均雨强序列均存在着较高的正相关性,相关系数在0.9以上;表层土壤在饱和及不饱和条件下,产流的必要条件分别是5 min平均降雨强度达到0.12,0.52 mm/min.     

青山湖流域不同地表覆盖降雨径流中氮磷流失过程研究

在浙江省青山湖流域进行了不同地表覆盖类型野外模拟降雨实验,通过设定不同的坡度和降雨强度,综合分析流域内4种地表覆盖对降雨径流中氮磷流失的减少效果,结果表明：在相同雨强情况下,坡地径流中总氮浓度和氨氮浓度由高到低顺序均为：人工草地、次生林、荒草坡、竹林地。其中,总氮浓度曲线在各地表趋势均保持稳定,降雨强度的增大不影响4种覆盖度的顺序结果,但是人工草地与其他3种类型之间的浓度差值会随着雨强的增大而增大。在相同雨强情况下,坡地径流中总磷浓度白高到低顺序依次为：人工草地、次生林、荒草坡、竹林地。径流中速效磷浓度过程趋势与总磷浓度非常类似,而且随着雨强增大,速效磷占总磷比例也相应提高。     

淮河上游山区迎河小流域年降雨与径流特征分析

根据1981~2004年连续24a的降雨、径流实测资料,采用数理统计方法分析了淮河流域上游迎河小流域的年降雨、径流变化特征及降雨与径流的关系.结果表明:迎河小流域降雨、径流的年际变异程度均较大,离差系数分别为0.28和0.45,显示出区域旱涝灾害出现机率大;降雨年内分配集中,汛期降雨量占年雨量82.1%;典型年份雨次的分析表明,流域次降雨雨型以均匀型为主;年降雨量同年径流量存在很好的线性正相关关系,可以用年降雨量对径流量进行预报;径流率与汛期雨量存在良好的线性正相关关系.     

玉溪市尖山河小流域侵蚀性降雨的特征

[目的]分析侵蚀性降雨特征及其与产沙之间的关系,为水土保持生态建设提供参考依据。[方法]基于尖山河小流域降雨资料和径流小区监测资料,选取2014—2016年的降雨历时、降雨量、平均雨强、最大30min雨强和最大60min雨强5个指标,分析不同降雨量级别和不同降雨强度等级下的降雨场次、侵蚀性降雨量、侵蚀性降雨频率、各侵蚀性降雨特征指标与产沙的相关性。[结果](1)从3a的降雨情况来看,大体变化类似正态分布。研究区的降雨主要集中于5—10月,汛期在9月;从10月开始,降雨量逐渐减少,而从季节分布来看,降雨集中在夏秋两季,干湿季节明显。这一规律与大陆性季风气候特点有关。(2)玉米地和烤烟地径流小区的平均产沙模数均显著高于次生林、人工林地和灌草地径流小区。(3)在一定降雨强度范围内(0~5mm/h),次生林径流小区的产沙量与降雨量和最大60min雨强呈显著正相关关系,烤烟地径流小区的产沙量与降雨量呈显著相关关系。[结论](1)降雨特征与大陆性季风气候相吻合,集中在夏秋两季,呈正态分布;(2)覆盖度不同的土地利用方式在拦截泥沙和径流等方面存在很大差异,耕作方式和农作物对土壤流失也有不同程度的影响。     

潮白河流域径流对降雨的多尺度响应

为揭示不同空间尺度上,径流对降雨的响应以及降雨对不同时期径流变化的影响程度,采用泰森多边形法,计算潮白河流域及其各个子流域的平均年降水量,并应用Mann-Kendall趋势检验,计算潮白河流域1957-2001年的径流突变点和变化趋势,使用回归分析来计算降水-径流之间影响关系的强弱.结果表明:在于不同尺度的子流域年径流变化在波动的幅度和平稳程度上具有差异,但差异并不明显.从整体趋势上看,径流在1960-1970年之间,呈现显著下降趋势,而在1990年之后,则有所回升;而在1970-1980年期间,呈现一定的波动性,变化趋势不明显.径流对降雨的多尺度回归结果显示,随着流域尺度的增大,降雨-径流的关系逐渐减弱.在较小尺度的流域,降雨与径流的联系更加紧密,气候因素在小尺度流域对径流的影响更为突出;而在大尺度的流域中,影响径流的因素则更为复杂,降雨量变化并不能很好的解释径流量的改变.此外,在不同时期降雨-径流关系仍然存在一定的差异性.径流变化处于平稳期与上升期时,对降雨响应更强,径流的下降,则受雨量变化影响较小,受其他气候因素与土地利用因素影响更多.一般认为,人类活动和气候变化是影响径流的两个因素,综合本文分析,在较大尺度流域和径流下降的时期,人类活动对径流的影响更加显著.因此,为保证潮白河流域及其子流域的产流量,对人类活动的有效管理,如优化土地利用,合理水资源配置等是必不可少的.     

不同绿化屋面对雨水调蓄能力的影响

[目的]为了分析不同基质层厚度的绿化屋面对雨水的调蓄作用。[方法]通过搭建绿化屋面装置,采用人工降雨模拟器开展试验,在不同基质层厚度和降雨条件下,对绿化屋面的降雨—径流过程、持蓄雨水和减滞洪峰能力进行了研究。[结果]基质层厚度在一定的范围内时,绿化屋面出水的洪峰过程具有很高的相似性;绿化屋面基质层厚度与降雨持蓄率呈指数函数的关系;洪峰削减率与降雨强度无明显关系,主要由基质层厚度决定。[结论]绿化屋面能在一定程度上降低雨水的径流峰值,减少总的径流量,延缓产流时间,且随着基质层厚度的增加,绿化屋面对雨水的调蓄能力越好。