聚丙烯酰胺应用对黄土复合坡面降雨产流的影响

复合坡是自然界常见的主要坡型。通过室内人工降雨模拟试验,研究了复合坡面降雨产流规律以及聚丙烯酰胺(polyacrylamide,PAM)应用对其的影响。试验采用2种复合坡型(凹型坡和凸型坡)的12个坡度组合和4个PAM施用量,共48个试验处理。结果显示,PAM应用显著缩短了初始降雨产流时间,初始产流时间平均比对照处理提前63.7%~71.6%。PAM应用明显改变了坡面径流随降雨历时的变化规律。PAM应用后,除了大坡度(≥10°)、小量PAM应用(0.5 g/m2)的凸型坡外,降雨径流系数在整个降雨过程中基本维持稳定。PAM应用增大了降雨径流系数和径流量,且径流系数和径流量随着PAM施用量的增大而增大。凸型坡的径流量平均比凹型坡的大14.7%~31.8%。当PAM施用量为0.5、1.0和2.0 g/m2时,凹型坡和凸型坡的径流量分别比对照处理增加55.7%、100.2%、147.3%和16.6%、69.3%、108.9%。在黄土坡地上大剂量(≥1.0 g/m2)应用PAM可明显增大坡面径流量,实际应用中应制定合理的PAM施用量。     

基于相关法的坡面径流流速测量系统

坡面径流流速是土壤侵蚀研究中的一项重要参数,目前仍未有通用的径流流速测量仪,因此研究径流流速的有效测量方法具有重要的意义.该研究以相关测速理论为基础,在已有的研究基础上改进了光电传感器的硬件设计和试验平台,开发了一套坡面径流流速测量系统.试验研究了传感器与液面及两传感器之间距离对测量系统的影响,并进行了室内模拟坡面径流流速试验研究.结果表明,两传感器的间距为5 mm、液面距离为9 mm为最优试验参数,测量系统的泥沙含量适用范围为0～400 kg/m3、坡面的范围为0～25°,测量系统能够准确测定径流流速,最大相对误差为3.61%,为坡面径流流速的快速、准确测量提供了一种有效的方法.     

砂石覆盖粒径对土壤蒸发的影响

为研究不同粒径砂石覆盖对土壤蒸发过程的影响,进行模拟试验.试验以砂石粒径大小为因子,设3个粒径水平:0.5,2.5,4.5 cm,以裸土为对照.结果表明:地面砂石覆盖能够有效抑制土壤蒸发,在土壤含水率较高的阶段,抑制作用更加明显;砂石覆盖对蒸发的抑制作用与砂石粒径密切相关,在相同的覆盖厚度(5 cm)和同一含水率条件下,砂石覆盖的粒径越大,对蒸发的抑制能力越低;砂石覆盖能明显改变土壤蒸发过程,覆盖条件下的土壤蒸发与裸土相比不仅降低而且更加平稳;在41d的连续蒸发过程中,覆盖条件下的累计土壤蒸发量与时间呈近似线性关系,而裸土为对数关系.     

室内小流域降雨产流过程试验

该研究采用新型的小水流流量自动观测系统,在室内小流域模型上进行了不变雨强和变雨强模拟降雨试验,实时观测了模型流域各沟道的产流过程。试验进行了不同降雨强度(25、50、75、120mm/h)和不同降雨历时(5、10、15min)组合的12次降雨试验,同时进行了30-70mm/h和70-30-70mm/h的变雨强降雨试验。在不变雨强的条件下,仪器与人工测量所得稳定流量的最大平均相对误差仅为2.02%。测量得到的流量过程线呈现出起流、稳定和退水3个明显的阶段。其中,起流和退水过程涨落的剧烈程度、稳定阶段的流量大小随雨强增大而增大,稳定阶段的持续时间与降雨历时成正比。空间上,主沟出口的产流过程明显滞后于支沟出口的产流过程,且其两者之间具有一致的流量过程。在变雨强的情况下,流量过程线没有稳定的阶段,流量随雨强变化而变化。该研究对于深入理解流域产流过程具有重要意义,可为相关的模型研究提供可靠的试验支持。     

用基于IHS变换的SPOT-5遥感图像融合进行作物识别

遥感图像融合可以发挥多源遥感数据的优势。但是由于遥感数据和融合模型的多样性,目前仍难以找到一种适合于各种类型数据之间、各种应用需要的“万能”的融合算法,而是根据特定图像,特定地表覆盖状况和特定应用的需要选择适合的融合模型。SPOT-5图像是一种较新的高空间分辨率遥感图像,目前已用于运行化农情遥感监测,以弥补传统低空间分辨率遥感图像应用的不足。该文将SPOT-5多光谱和超模式全色图像进行融合,以进行中国东北地区大豆识别。对实验数据分别做基于IHS变换和PCA变换的融合处理,通过比较得出,基于IHS变换的融合     

小流域土壤侵蚀及径流过程自动测量系统的实验应用

流域内降雨－径流－土壤侵蚀过程中不同时空点处流量、流速、泥沙含量的获取是土壤侵蚀机理研究中的难点,其实时、准确测量为侵蚀模拟－预报模型的建立与检验提供必要的数据支持。该文针对这一问题,将量水堰及水位传感器、薄层水流流速测量系统、γ射线泥沙含量测量仪有机组合,构成流域土壤侵蚀过程测量系统。将该系统测量仪器布设于室内小流域模型各沟道出口及沟道内典型点处,在降雨强度25 mm/h,降雨历时5 min条件下,系统测量的流域出口处流量及泥沙含量变化值与采用手工采样方法测量结果的决定系数R²分别为0.738,0.749,流速误差为8.7%,比较结果显示该系统具有较高的测量精度。在此测量精度范围内,同时测得各沟道口流量及泥沙含量动态变化过程及沟道中典型点处流速。流域内径流过程及径流含沙量的动态测量结果表明将该系统应用到土壤侵蚀动态过程的研究中是可行的。     

根据天气预报估算参照腾发量

参照腾发量ET₀的实时预测对实时灌溉预报很重要。通过对普通天气预报信息进行解析,取得可用的合理数据,利用Penman-Monteith方法估算了北京大兴试区近10年逐日参照腾发量,最后与由实测气象数据计算的结果进行了对比分析。结果表明：解析气象因子与实测数据中,日照时数的相关系数为0.99,风速为0.90;t检验值日照时数为376.9042,风速为122.4295,远远大于t分布相应临界值2.576(α＝0.01),表明其可以认为是来自一个近似的总体样本。由日最低气温确定的实际水汽压和由实测相对湿度计算的实际水汽压,二者相关系数达到0.93,t检验值为153.3015。运用天气预报信息计算预测的ET₀与实测数据用Penman-Monteith方法计算的ET₀相比,相关系数达到0.9613,t检验值为209.1194,说明二者具有高度显著的线性相关性。如果日常天气预报准确度能够达到90％以上,用此理论预测参照腾发量将具有较大的参考价值和实际意义。     

岔巴沟流域次暴雨产流无量纲模型

为了建立小流域次暴雨产流预报模型，在岔巴沟流域选取大小不同的4个小流域10 a水文资料，分析降雨、地貌等因素对流域产流的影响，选取主要因素最大30 min雨量、最大30 min雨强、流域沟道比降、流域面积和流域狭长度。用无量纲参数和逐步回归分析的方法估计模型参数，得到了岔巴沟流域次暴雨产流无量纲模型，用模型预报结果与实测结果对比，模型预报精度为70%。结果表明，所建立的模型具有参数少、结构简单、量纲和谐、物理意义明确的特点，可为流域产流模型进一步研究提供参考。     

用修正的Green-Ampt模型确定土壤入渗性能的速算方法

土壤入渗性能的确定对水文过程及其相关研究与应用具有重要的意义。该文在土壤入渗性能的水平土柱测量方法和Green-Ampt修正模型的基础上，推导出了Green-Ampt模型与修正模型之间的比例关系，进而提出了土壤入渗性能的速算模型。该计算模型在保证土壤入渗性能计算精度的前提下，计算过程较修正Green-Ampt模型有了很大的简化。将3种方法计算得到的土壤入渗率进行了比较，快速方法计算得到的土壤入渗性能与Green-Ampt修正模型计算得到的土壤入渗性能非常接近。在水量平衡原理的基础上得到3种方法计算结果误差分别为11.5%（Green-Ampt模型），0.66%（修正模型）和2.68%（快速计算模型）。表明快速计算方法具有很高的精度。新方法大大简化了修正模型的计算步骤。该文提出的土壤入渗性能速算法与水平土柱试验相结合，可以方便地应用于室内土壤入渗性能的测量，为水文循环/地表产流等相关研究提供便捷的土壤入渗性能计算工具。