太岳山不同郁闭度油松人工林降水分配特征

利用2011年5-9月生长季观测的30场降雨数据,分析了山西太岳山不同郁闭度下油松人工林林冠截留、穿透雨以及树干茎流与降雨量的关系,以及林冠截留过程的特点.结果表明:(1)实验观测期间,该地区降雨总量为634.79mm,单次平均降雨量为21.16mm,单次最大降雨量为58.15mm,单次最小降雨量为0.54mm.其中,8月份的降雨总量最大,为190.77mm,6月份的降雨总量最小,为41.81mm.(2)郁闭度为0.8的油松人工林林冠截留量与降雨量呈一元线性关系,郁闭度为0.7、0.6和0.5均呈幂函数关系;对于各郁闭度的油松人工林,其林冠截留率与降雨量均呈对数函数关系;穿透雨量、树干茎流量与降雨量均呈明显的一元线性关系,穿透雨量和树干茎流量都随着降雨量的增加而增加.(3)不同郁闭度油松人工林之间林冠截留、穿透雨和树干茎流不同,总的趋势为随着郁闭度的减小,林冠截留量减小,穿透雨量增大,树干茎流量增大.林冠截留量与郁闭度表现出正相关关系,而穿透雨量、树干茎流量都与郁闭度表现出负相关关系.(4)各郁闭度林冠截留量、穿透雨量和树干茎流量的月动态变化与总降水量的月变化基本一致.     

樟子松人工林对降雨的再分配规律

对东北东部山地的19年生樟子松人工林的降雨分配规律进行了2a的观测。结果表明，樟子松人工林的林冠截留量为0．4—9．5mm，占总降雨量的百分率为5．1％—91．7％。林内雨量为0.1—72．2mm，占降雨量的百分率为8.3％—87．7％。林冠截留量、林内雨量均与降雨量和降雨强度呈显著的线性相关。林冠截留比率随降雨量的增加逐渐下降，而林内雨量比率随降雨的增加而增加。林内地表迳流与当日的降雨量和当日降雨强度显著相关，与前2天的降雨量相关不显著；林外地表迳流只与当日降雨量显著相关。随降雨量的增加，林外地表适流增长的幅度大于林内，林内地表这流增长的幅度大于林外。在樟子松人工林内产生的地表迳流很小，测得的最大适流量为0．186mm，大部分降雨进入了土壤之中。     

汶川地区降雨诱发泥石流预警预报的研究

利用汶川近10年泥石流事件和对应的降雨资料,研究各个降雨因子(降雨强度I、降雨历时D、当次降雨量R、前期降雨量R2)与泥石流灾害之间的关系,建立I-D、I-R、R-R2回归模型,并进行回归分析.结果表明:当次降雨量和降雨强度(I-R)更适宜作为预报指标,北部的雨强I超过10 mm/h,降雨量R超过20 mm时,发生泥石...     

辽东半岛赤松和蒙古栎林降雨再分配特征及其相关性分析

  目的  降雨再分配是森林生态系统重要的水文过程，分析辽东半岛地区赤松和蒙古栎林降雨再分配特征，为区域典型林分的生态水文分析及模型建立提供参考。  方法  以辽宁仙人洞国家级自然保护区内的赤松和蒙古栎林为调查观测对象，选择林外降雨量（POF）、林内穿透雨量（TF）、树干径流量（SF）和树冠截留量（IF）为指标，应用回归分析法建立林外降雨量与各类指标的关系方程，并分析2种林分的降雨特征及其变化规律。  结果  （1）赤松林穿透雨量、树冠截留量和树干径流量分别为388.5、215.3、66.5 mm，占林外降雨量的57.96%、32.12%、9.92%；蒙古栎林穿透雨量、树冠截留量和树干径流量分别为421.7、119.0、55.5 mm，占林外降雨量的70.73%、19.96%、9.31%。（2）低强度降雨时，赤松和蒙古栎林的初始迟滞时长1 h左右，而中等和高强度降雨时，迟滞时长较短，明显小于1 h。且赤松林的树冠截留迟滞时间较长，迟滞作用更强，截留效果更好。（3）林外降雨量与穿透雨量、树干径流量呈极显著线性正相关（P < 0.001），赤松林和蒙古栎林产生穿透雨l、树干茎流量的最小降雨量分别为4.2、5.8和2.0、2.5 mm。（4）赤松和蒙古栎林的树冠截留量与林外降雨量呈极显著（P < 0.001）二次函数关系，树冠截留作用与林外降雨同时产生。当林外降雨量分别大于90.0、70.0 mm时，赤松和蒙古栎林的树冠截留量分别在10.0、7.0 mm左右。（5）林外降雨量与树冠截留率呈极显著负相关（P < 0.001）的幂函数关系，当林外降雨量分别大于90.0、70.0 mm时，赤松和蒙古栎林的树冠截留率趋于平稳，降低到20%和10%左右。  结论  降雨再分配过程中，赤松林的树干径流量、截留量和截留率大于蒙古栎林，而赤松林穿透雨量小于蒙古栎林，赤松林降雨再分配作用强于蒙古栎林。林内穿透雨存在迟滞效应，迟滞时长受降雨强度和林分类型影响，且赤松林的迟滞时长大于蒙古栎林。林外降雨量与树干径流量、穿透雨量、树冠截留量呈极显著正相关，与树干径流量、穿透雨量呈线性函数关系，与树冠截留量呈二次函数关系，与树冠截留率呈极显著负相关的幂函数关系。      

基于Kriging插值法分析磨盘山常绿阔叶林穿透雨的空间分布

通过定位监测磨盘山的典型森林植被常绿阔叶林2016年6-9月的大气降雨、穿透雨、叶面积指数等资料,针对林分内各影响因子对穿透雨的空间异质性进行综合分析。结果表明:1)研究期间,2016年6-9月的降雨总量为688.9mm,大部分为低雨强、低历时、中雨级的降雨。通过观测数据显示林内穿透降雨总量为443.7 mm,占总降雨量的64.41%,平均穿透雨的变异系数为44.7%。2)对林下9个观测点的穿透雨量及林木结构数据进行综合分析,发现大气降雨量与穿透雨量呈正相关关系,叶面积指数与其呈负相关关系。3)通过Kriging插值绘制出空间分布图,图像表明雨量较小时各观测点林内穿透雨的大小分布与观测点上方的林木结构有密切关系,雨量较大时穿透雨的分布更随机,规律性较小,受其他随机因素影响更多。     

长三角地区杉木林降雨再分配特征

对长三角地区丰水季杉木Cunninghamia lanceolata林大气降雨量、穿透雨量以及树干径流量进行了定位观测,利用水量平衡方程计算得出林冠截留量。通过相关性分析筛选出影响降雨再分配的主要因子为降雨量和降雨强度,分别分析了降雨量与穿透雨、树干径流、林冠截留之间的关系,以及降雨强度与三者之间的关系。结果显示:2012年4月至9月长三角地区杉木林外降雨累计470.7 mm,研究区以小雨量、低强度的降雨事件为主,杉木林内累计穿透雨量344.1 mm,占降雨量的73.1%,树干径流总量10.3 mm,占降雨量的2.2%,林冠截留量达到116.3mm,占降雨量的24.7%。建立了降雨量、降雨强度与杉木林穿透雨量、树干径流量、林冠截留量之间的回归模型,利用拟合出的方程,可得出杉木林形成穿透雨的最小雨量为0.9 mm,形成树干径流的最小雨量为4.1 mm。     

乌兰敖都地区人工樟子松林树冠截留与大气降雨的特征

树冠截留是森林水量平衡的重要组成部分。为探讨内蒙东部风沙干旱地区引进的优良针叶树种——樟子松对水量平衡的影响,于1983—1985年在乌兰敖都地区人工樟子松林内,对树冠截留、林下穿透雨量、树干径流等与大气降雨的关系,开展了定位观测研究,并用统计分析的方法予以拟合。截留量随大气降雨的增加而增加,当降雨量达20mm后,截留量增加的幅度逐渐减小,呈渐进趋势。该林分的最小平均截留率为24％,林下穿透雨量、树干径流同大气降雨近似呈正相关。     

降水空间特征与泥石流沟分布的关系

根据1990—2001年四川省和云南省降雨量、降雨日数等资料,分析了川、滇两地泥石流沟与年降雨量、雨季日均降水、降雨变率等空间分布特征的关系. 结果表明,不同地域雨季日均降水量具有相对稳定性,而其变率与泥石流沟空间分布的数量具有明显的相关关系,相关系数高达0.864. 该文提出可以进一步考虑利用雨季日均降水特性建立以雨季日均降水量为参照标准的区域泥石流临界雨量模型.      

小陇山林区日本落叶松人工林林冠截留特征

2011年4月—10月7个月在秦岭西段小陇山林区对25年生日本落叶松人工林共33次降水事件的林冠截留特征定位观测,期间,林外大气降水总量为951.30 mm,林冠截留率、树干茎流率、穿透率分别为16.63%、0.86%和82.51%; 不同雨量级分析,穿透降水量和穿透降水率、树干茎流量和树干茎流率、林冠截留量均随着总降水量的增加呈递增趋势,而林冠截留率则随着大气降雨量和林内净降水量的增加呈递减趋势。比较相近雨量下的不同降雨强度林冠截流变化,降雨强度越大林冠截留量和截留率越小,表明持续时间较短强度大降雨,林冠截留量少,截留率亦小; 强度小历时较长的降雨,截留量和截留率都大。当林外降水量> 0.5 mm时才观测到林内穿透雨。树干茎流的变化幅度不大。     

降雨对不同坡比边坡产流产沙过程的影响

为了给侵蚀沟植被边坡防护提供理论基础,通过野外径流小区试验,观测次降雨对1:1.5和1:1.2坡比边坡7种植被配置产流产沙的过程特征。结果表明：产流量主要随降雨量变化,大于其受植被影响,产沙量主要集中于前期强降雨,15 mm雨量为阈值,高于15 mm雨量产沙量大幅度增长,植被生长后期产沙极少;不同时间段次降雨减流减沙优势植被配置不同,紫花苜蓿草种前期减流减沙效果好,无芒雀麦和早熟禾草种后期减流减沙效果好;坡度变陡,产流量随植被生长由相近逐渐提高,产沙量只在强降雨下明显升高。在侵蚀沟陡坡防护时紫花苜蓿混播比例要高,提高前期对强降雨的承受能力。     

汶川地震灾区泥石流群发雨量及预警等级划分

确定泥石流激发雨量阈值以及建立有效的预警预报等级是泥石流防灾减灾的重要手段之一。就2008—2013年汶川灾区群发性、局部地区暴发的泥石流雨量过程进行分析,分别得到北川、清平、都江堰、映秀4个地区泥石流暴发的“雨强-历时”阈值。其中,都江堰地区阈值较高,映秀最低;北川地区群发性泥石流阈值较局部地区要高,而其他3个地区不明显,部分地区群发性泥石流I-D值还低于局部地区泥石流I-D值。根据群发性和局部区域泥石流暴发的雨强-历时、前期降雨+实时降雨关系,初步建立了以上4个地区的预警预报等级,以期能为该区泥石流预警预报提供参考。      

四川泥石流灾害分区及其与诱发降水关系

基于四川省1990-2009年泥石流灾害记录资料、常规气象站降水资料和地理信息资料,统计分析了四川泥石流灾害与地形、植被、地质等环境因子关系,在此基础上,对泥石流灾害进行了分区,分析了各区泥石流灾害与诱发降水关系.结果表明,四川泥石流灾害可划分为川西高原河谷区、西南山地易发区、西南山地次易发区、盆周山地易发区、盆周山地次易发区、盆中区等6个环境背景相异区;各区泥石流灾害与诱发降水关系差异较大,川西高原河谷区较小短历时雨强就可诱发泥石流灾害,而盆周山地次易发区对前期降水作用依赖性相对偏高.     

北京市密云区龙潭沟流域泥石流灾害成因与动力学特征

目的2011年以来北京市密云区龙潭沟流域多次暴发严重泥石流灾害,严重威胁了当地人民生命财产安全和社会经济发展。2016年8月12日泥石流过后,本文以该区受灾严重的艾洼峪与大木峪为研究对象,系统分析单沟泥石流的灾害成因与动力学演化过程,旨在为该区单沟泥石流灾害防治提供理论依据。方法在现场调查、室内实验和遥感影像解译的基础上,结合降雨资料、泥石流粒径组成和沿程流速流量断面变化进行分析。结果(1) 2012—2016年,艾洼峪物源体面积增加了11.12倍,大木峪增加了4.41倍。(2)2016年最大小时降雨量占累积降雨的比例高达47.0%;相比2011年,2016年泥石流前期降雨少,激发雨强是2011年的2.87倍。(3)艾洼峪和大木峪泥石流密度分别为1.95和1.88 g/cm3,黏粒含量分别为0.02%和0.05%。(4)标度分布结果为:0.853 1 < R2 < 0.959 2,0.019 1 < μ < 0.033 8,10.31 < D_c < 10.99。(5)艾洼峪泥石流支沟汇流导致流速、流量分别增加了0.21和1.67倍,流经油松林后,流速下降了22.9%,流量下降了86.2%,泥石流堆积物平均粒径d₅₀降低了53.0%;大木峪泥石流流经人工堆石坝后,流速、流量分别增加了0.16和7.71倍。结论(1) 自2012年来,艾洼峪、大木峪物源体面积逐年增加,具备再次发生泥石流的物源条件。(2)短历时、高强度的降雨是该区泥石流暴发的主要激发条件,前期降雨充沛的条件下,泥石流的激发雨强下降。(3)两条沟道为高密度低黏度的黏性泥石流。(4)标度分布对艾洼峪、大木峪泥石流颗粒具有很高的拟合度,两沟μ < 0.05,验证了两沟为高密度泥石流的结论,造成两沟D_c值偏小的主要原因是沟道泥石流黏粒含量低。(5)艾洼峪泥石流流量陡增至峰值是由于支沟泥石流汇入主沟造成,沟道油松林对泥石流流速、流量有削减作用,对大颗粒物质有过滤作用;大木峪流量陡增至峰值是由于沟道中的堆石坝溃决造成。      

暴雨型泥石流预报中的降水因子

阐述了影响暴雨型泥石流活动的各降水因子,包括前期降水量、当场降水量、降水持续时间、降水强度、降水峰值、降雨雨型等。暴雨型泥石流的激发是当场降水和前期降水共同作用的结果。构建了暴雨型泥石流预报系统中集数值天气预报、静止气象卫星、天气雷达回波和自动气象站四种方法为一体的先进的降水预报和监测体系。暴雨型泥石流预报是建立在降水预报基础上的,预报模型客观上要求更精细更准确的降水预报产品,这为气象工作者提出了新的课题。     

北京山区典型低频泥石流特征及危险性研究

通过2015年3月对北京密云水库上游白马关河流域内黄梁根桥沟现场调查,收集该区历史上泥石流灾害事件资料,对该沟的物源特征、降雨激发条件进行了分析;参考该区域其他泥石流沟的堆积物,分别进行了泥石流的密度、流速、流量和总量计算;最后对该沟的泥石流潜在危险性进行了分析,并提出了相应的减灾对策,可为该沟以及该区域其他低频率泥石流防治、预测预报提供参考。结果表明:黄梁根桥沟内物源总量为17.99万m3,大部分堆积在斜坡坡脚,严重挤压主沟道。短历时降雨是该沟以及该区泥石流暴发的主要激发条件,当暴雨强度在31.79~40.20 mm/h时,泥石流暴发可能性较大。受物源体影响,该沟为稀性泥石流沟,流速接近5.0 m/s;20年一遇暴雨条件下洪峰流量为187.41 m3/s,一次固体总量为6.82万m3,超过沟口目前的拦挡坝库容。      

前期含水量对坡耕地产流产沙及氮磷流失的影响

土壤前期含水量是影响土壤入渗、产流以及溶质迁移、淋失的重要因素之一。通过人工模拟降雨实验,对5%、9%、13%、17%和20%这5个不同前期含水量水平下的黄土高塬沟壑区黑垆土坡耕地土壤侵蚀及氮磷流失情况进行了研究。结果显示:在同一雨强和坡度条件下,随着土壤含水量的增加,坡面达到稳定入渗率的时间缩短,开始均匀产流时间也减小;在5%~17%前期含水量的范围内,径流量、泥沙量随前期含水量增加而增加,17%~20%时径流量和产沙量为递减的变化趋势;产沙量与径流量呈显著的线性关系,相关系数为0.889。前期含水量为17%时,径流中水溶性磷、硝态氮、铵态氮浓度最大,总流失量最大,3种养分在湿润层内发生积累的深度随含水量增加而减小,前期含水量17%是影响径流中养分浓度变化的一个临界值;在前期含水量范围为5%~9%时,养分流失量变化不大,且流失量较小;硝态氮平均流失总量最大,分别是铵态氮和水溶性磷的1.32和2.46倍。该项研究结果可为当地农业生产、减少水分损失、提高水分和养分利用率提供有效的指导。     

暴雨泥石流实时预报的研究

研究开发简单实用的暴雨泥石流实时预报模型对于受影响地区防灾减灾具有十分重要的意义．该文对北京北部山区多年泥石流发生的雨情进行统计分析,以降雨强度（Ｙ）与发生泥石流当日激发雨量（Ｘ）和前期实效雨量（Ｋ）建立的有雨量站危险区泥石流发生判别方程为Ｙ＝－０１１６（Ｘ＋Ｋ）＋１１５;以泥石流发生当日激发雨量（Ｙ）与泥石流发生前３ｄ降雨量（Ｘ）建立的无雨量站危险区泥石流发生判别方程为Ｙ＝－１．３８９９Ｘ＋３４５,与前１５ｄ实效雨量Ｘ建立的无雨量站泥石流发生判别方程为Ｙ＝－２．８０１９Ｘ＋３９０．经检验,模型的预测性能良好,可在北京山区应用．其建模方法可供建立泥石流临界雨量判别模型时参考     

贡觉县克西林沟泥石流特征及成因分析

以西藏贡觉县克西林沟泥石流为例,对该泥石流活动的3个分区(形成区、流通区、堆积区)的物质组成、几何特征进行归纳总结,对其成因从地形地貌、地质构造、地层岩性、水文气象以及人类活动等方面进行分析,结果表明,强烈的新构造运动和频繁的地震活动构成了该地区泥石流灾害发生的宏观地质条件;由古代冰川剥蚀作用形成的冰蚀地貌,为泥石流的汇水、物质来源及流动提供了必要条件;成土作用差,且沟坡陡峻水土流失严重,造成植被覆盖率低,为泥石流发生提供了生态环境条件;集中的大量降雨以及由于强烈物理风化作用形成的大量碎屑物成为泥石流的基本物质组成来源;盲目的人为活动加剧了泥石流的发生、发展及其危害程度。最后对该地区泥石流灾害的预防治理,从其成因的角度提出了系列建议。     

“8.8”舟曲特大泥石流天气背景分析

利用自动站、卫星云图、探空等常规和非常规资料,对2010年8月8日凌晨造成舟曲特大泥石流的短时强降水天气过程的天气背景、形成机理、物理成因、卫星云图特征进行了较为深入细致的研究。结果表明,自动站气象要素变化能反映中小尺度天气系统的信息;卫星云图上,东移锋面云系尾部在顺时针旋转的南亚高压东部激发起对流云团,对流云团在有利的温湿条件、不稳定的层结、较大的高空风垂直切变下,迅速发展、合并成中α对流系统,在其前进方向右后方边缘亮温梯度大的地方出现短时强降水;副高边缘的高能水汽输送带使甘肃南部具备对流发展的潜势,500 hPa小槽、200 hPa辐散区、地面冷锋的配合,激发中尺度对流系统(MCS),使其得以发展;有利的层结条件和高空风垂直切变使MCS得以加强,最终造成舟曲短时局地强降水,并引发特大山洪泥石流。