利用人工模拟降雨法提高测钎法精确度

在一定的降雨条件下,采用人工模拟降雨法与测钎法计算土壤侵蚀量并进行对比,分析两者相关性,对测钎法进行校准,以提高该方法的精确度。在雨强40 mm/h、降雨历时30 min、坡度8°、地表覆盖度0、初始土壤容重1.23g/cm~3、土壤含水量14.79%的试验条件下,测钎法计算的土壤侵蚀量结果小于人工模拟降雨法计算的结果,两者相差19%~30%。相关分析结果表明,测钎法结果与人工模拟降雨法结果之间呈极显著的正相关(R=0.981,P0.05)。通过建立回归模型方程y=1.431x-27.237,可对同类条件下运用测钎法的计算结果进行校正,使之更加接近真实的土壤侵蚀量。未来,进一步研究在不同条件下两者之间的关系,将为利用测钎法进行野外堆土坡面水土流失监测提供更加准确的数据支持和决策指导。     

不同土地利用方式下农地土壤侵蚀与养分流失

利用人工模拟降雨装置对影响坡耕地土壤入渗的诸因素进行了研究。发现坡面产流历时与土壤容重、初始含水率、坡度、降雨强度、耕作管理措施呈负相关;土壤稳渗速率与降雨强度、耕作管理措施呈正相关,与土壤容重、初始含水率、坡度呈负相关。通过综合因素分析可知,影响坡面土壤入渗和产流历时的主要因子为土壤物理性质和耕作管理措施。     

坡面侵蚀土壤磁化率及磁性示踪试验研究

通过在小流域坡面上进行的实地磁测、室内组分分离、组分磁测及坡面土壤侵蚀磁性示踪试验,对坡面不同空间部位土壤的磁化率特征和降雨后土壤磁化率变化的机理,以及利用磁性示踪法来研究坡面土壤侵蚀的可行性进行了探讨,结果表明,坡面土壤磁化率以上坡磁化率最低、中坡最高、下坡居中;土壤不同粒径组分磁化率与粒径大小存在密切联系,土壤不同粒径组分中以粒径在0.1～0.25mm的组分对土壤磁化率影响最大;在降雨后不同坡位土壤磁化率均发生变化,其机理是由于土壤遭到侵蚀后粒级组成发生变化,从而造成磁性矿物的含量发生变化,进而引起了土壤磁化率的改变;利用磁性示踪法来研究坡面土壤侵蚀是一个行之有效的方法。     

黄土高原典型淤地坝淤积机理研究

在调查典型淤地坝挖取剖面采集土样的基础上，利用库容曲线和宴测淤积厚度求得每层淤积泥沙薰。根据大水对大沙的原则，反演淤积层所对应的次侵蚀性降雨。通过层淤积量与其相应次侵蚀性降雨的最大30min降雨强度I30降雨量P，降雨侵蚀力R，平均降雨强度I等4个指标的相关分析，结果表明，对于无泄洪设施的淤地坝坝地每层淤积量与次侵蚀性降雨的I30,P，R关系密切，并建立了淤积量与I30．P，R的三元回归方程，计算值与实测值拟合较好，从而为淤地坝水毁问题的研究提供了理论基础。     

山东省降雨侵蚀力多年变化特征分析

 降雨侵蚀力变化特征分析是揭示土壤水蚀对降水变化响应的基础,为水土保持规划及管理提供依据。利用1951—2008年山东省22个气象站的降雨资料,采用Mann-Kendall非参数检验等方法,计算并分析了该省58年降雨侵蚀力变化的时间及空间特征。结果表明:山东省年降雨侵蚀力序列总体上未呈现显著增减趋势,这与占全年比例最高的夏季降雨侵蚀力未有明显变化相关;但通过季、月值的时间序列检验,春、冬季降雨侵蚀力有明显的升高趋势,特别2、5和12月升高显著。空间分布上,山东各地降雨侵蚀力变化趋势的差异明显,分布有国家级、省级水土流失重点治理区的鲁中南呈明显升高趋势,应作为未来防治重点区域。     

基于GIS的降雨侵蚀力计算器实现研究

降雨侵蚀力是土壤流失模型的一个基本因子,在收集和处理降雨数据时耗时耗力,且以文本格式保存的降雨数据存在诸多缺失问题。为此,将逐日、半月、累月及累年降雨侵蚀力计算模型与组件式GIS平台ArcGIS Engine及.NET平台结合,开发一种降雨侵蚀力因子计算器,并利用多种空间插值方法对数据进行不同的空间插值。结果表明:该计算器可快速、有效地的管理数据;对计算的降雨侵蚀力数据,使用插值方法可获得栅格数据,且能进一步进行单一或批量掩膜、重采样;同时也可对降雨侵蚀力因子进行统计分析、专题图制作等。为结果的可视化及保存提供应用基础。     

1953-2010年黄土洼天然淤地坝内洪水沉积物粒度旋回特征

利用¹³⁷Cs断代技术进行沉积物的测年,结合1953年以来的降雨资料,对黄土洼天然聚湫坝淤地的水成沉积物粒度旋回特征进行了分析。结果表明,坝淤地4 m沉积物是在近百年内形成的,物源比较单一,主要为洪水沉积物;降雨是影响沉积物粒度的主要因素;淤地坝内洪水沉积物粒度以粗粉砂为主,中砂含量很少,没有粗砂;沉积物剖面具有良好的沉积层理,剖面粒度旋回至少记录了42次较大的洪水事件,不同期次洪水沉积物之间粒度变化明显,反映了该区近百年内年流域侵蚀和降水量的变化。     

自然及管理因素对伊犁河谷草地土壤水分动态的影响

[目的]研究自然及管理因素下草地土壤水分变化特征,为退化草地的生态恢复提供科学参考。[方法]通过定点监测12个坡面小区,利用TDR水分测定仪及其探头测定灰钙土和棕红土两种退化草地坡面表层0—10 cm的土壤含水量,采用数据对比分析和统计分析相结合的方法,分析降雨、气温、坡位等自然因素和灌溉、土壤管理因素对坡面表层土壤水分动态变化的影响。[结果]降雨和气温对表层土壤含水量的变化有显著性影响,不同降雨量对表层土壤含水量的影响不同;坡位对草地坡面表层土壤含水量没有显著性影响;棕红土持水性强,表层土壤含水量高于灰钙土;各管理措施中,水平沟处理能够在降雨后最大化的增大表层土壤含水量,枯草覆盖处理能显著减缓降雨后表层土壤含水量的下降速率。不同集雨补灌方式下,表层土壤含水量差异不明显,但集雨补灌措施可以在短时内提高表层土壤含水量。[结论]表层土壤水分主要受降雨、管理等因素的控制,能够通过人为管理调控土壤水分,从而达到植被恢复的目的。     

伊犁河谷5种土壤管理措施减流减沙效果分析

伊犁河谷区域水力侵蚀等级中等偏强,分析土壤管理措施的减流减沙效果为土地资源的可持续利用和防治水土流失提供参考.本文采用野外人工模拟降雨试验,研究在10、20和36 mm/h 3种降雨强度条件下裸地、角果藜覆盖、木地肤覆盖、鱼鳞坑、水平沟等5种典型土壤管理措施的产流产沙过程,并分析比较不同土壤管理措施的减流减沙效果.结果表明:不同降雨强度下,裸地初始产流时间最短,水平沟未产流;降雨强度是影响产流产沙的关键因素之一,径流速率和含沙量随降雨强度的增大而增大;减流减沙效果由高到低的顺序为:水平沟＞木地肤覆盖＞鱼鳞坑＞角果藜覆盖＞裸地,木地肤覆盖、鱼鳞坑措施减沙效果明显.水平沟、木地肤覆盖措施减流减沙效果较好,可以在该区域防治水土流失中推广应用.     

基于地统计学和GIS的鄱阳湖流域降雨空间差异分析

降雨空间分布对于区域水文模拟、水资源规划与管理、旱涝灾害评估以及水土保持等均具有基础性意义.利用鄱阳湖流域16个气象站点1960-2008年共49 a的逐月降雨资料,运用地统计学理论、结合GIS技术研究了鄱阳湖流域降雨空间分布特征.结果表明:(1)流域多年平均降雨的空间分布整体呈现为由西南向东北,以及由西北向东北梯次递增的趋势;(2)代际降雨高值中心一般发生在庐山和玉山一带,低值中心发生在赣南赣州、遂川一带;(3)鄱阳湖流域16个气象站点各季节多年平均降雨属弱或中等变异,在该流域适合选用高斯模型进行季节性降雨空间插值.     

雷达测雨及其在土壤侵蚀中的应用研究进展

高时空分辨率天气雷达测雨对于监测中小尺度降雨系统的演变及定量估测降雨分布有重要意义。将雷达降雨资料用于土壤侵蚀的相关研究在世界各地陆续开展。综述了雷达反射率因子反演降雨方法的国内外研究进展,对比了我国不同地区雷达反射率因子(Z)反演降雨强度(I)的转换关系(Z=aI~b),梳理了雷达降雨场应用于土壤侵蚀经验和机理模型进行土壤侵蚀监测与评估的相关进展。结果表明:a值变化于10～400,b值变化于1.2～3.8,且a和b之间存在显著的负相关关系;西南地区a值是所有地区中最大的,华东和华北地区b值较其他区域大;积状云降雨与层状云和混合型降雨相比,a值较大,b值较小;各地研究表明雷达数据的即时性和高时空分辨率能提高土壤侵蚀监测与评估的时效性和精度。最后,对雷达降雨资料应用于土壤侵蚀模型的研究趋势进行了展望。     

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。     

不同降雨类型下的南方典型土壤侵蚀量差异研究

利用江西省鹰潭市红壤国家生态实验站1997—2003年度自然降雨观测资料和该站我国南方主要类型土壤径流小区的流失量实测数据,研究了5组降雨类型(I:12.7 mm<次降雨量<20 mm;Ⅱ:20 mm≤次降雨量<30 mm;Ⅲ:30 mm≤次降雨量<40 mm;Ⅳ:40 mm≤次降雨量<50 mm;Ⅴ:次降雨量>50 mm)在单位降雨(1 mm)和单位降雨侵蚀力(1个数值侵蚀力)条件下不同类型土壤的流失量差异。结果表明:(1)单位降雨产生侵蚀力的规律为:Ⅴ>Ⅲ>Ⅳ>Ⅱ>Ⅰ类降雨。(2)不同土壤在单位降雨下的产沙量趋势呈:Ⅰ>Ⅳ>Ⅲ>Ⅴ>Ⅱ类降雨。(3)在单位降雨侵蚀力下,除Ⅱ类降雨的产沙量相对比Ⅴ类降雨的产沙量大以外,其它各类降雨的产沙量规律与单位降雨的产沙规律相一致,均呈现:Ⅰ>Ⅳ>Ⅲ类降雨。     

SCS模型在干热河谷区坡面产流模拟中的应用

 为探索干热河谷泥石流多发地区的降雨产流机制,选择地处云南省东北部干热河谷区的蒋家沟流域,利用径流小区野外双环下渗试验的结果,确定径流小区中各土壤水文类型,根据蒋家沟实际情况,用前期影响雨量代替前5d降雨总量来确定各径流场中土壤的前期湿润程度,然后利用实际观测的5次降雨—径流资料,运用SCS模型对5个不同土地利用类型的径流小区进行降雨产流模拟,通过校正初损Ia和CN参数,得到模拟结果。结果表明,与实测资料相对比,各次降雨中模拟的径流量与实测值的误差平均值分别为4.32%,5.30%,9.59%,7.99%,5.26%,可信度较高,说明SCS模型可以应用于干热河谷区坡面降雨产流的估算,研究成果可为该地区降雨—径流模型提供参考。     

浙江省降雨侵蚀力时空分布规律分析

以全省508个雨量站点的长系列逐日降雨资料,利用基于日降雨信息的月降雨侵蚀力模型,估算了浙江省的降雨侵蚀力,分析了其时空分布规律.结果表明:浙江省降雨侵蚀力总体趋势是自北向南递增;降雨侵蚀力年内分配主要集中在4-9月,占年均降雨侵蚀力的77.7 %,根据年降雨侵蚀力的季节分配特征,可以将浙江省划分为3个类型区;降雨侵蚀力的年际变化在空间上东南沿海及海岛地区明显高于其他地区.     

遂宁组母质侵蚀规律的初步研究

本文利用回归分析和通径分析等方法,研究了自然降雨条件下遂宁组母质侵蚀小区的径流量、入渗量、侵蚀量及其影响因子。结果表明:影响径流量的主要因子是降雨量;影响入渗量的主要因子是降雨历时;决定侵蚀量的主要因子是降雨能量。     

自然降雨条件下减肥和资源再利用对东北黑土玉米地氮磷流失的影响

通过土槽模拟径流试验,在自然降雨条件下不施肥、常规施肥(化肥)测土配方施肥(减肥)、秸秆还田施肥和有机肥与化肥混施(资源再利用)对东北地区黑土玉米地表径流氮磷流失影响进行研究。结果表明,泥沙所携带的养分是养分流失的主要途径;测土配方施肥、秸秆还田和有机肥能有效减少地表径流氮磷流失负荷。在整个玉米生长期间,常规施肥径流氮磷流失负荷为2.0kg/hm2和0.2kg/hm2;测土配方为1.7kg/hm2和0.18kg/hm2;秸秆还田为1.5kg/hm2和0.17kg/hm2;有机肥为1.7kg/hm2和0.23kg/hm2。常规施肥肥料氮、磷流失率为3.02%和0.58%。减肥和资源再利用对黑土玉米地养分流失具有减缓作用。     

大汶河流域降雨对水土流失的影响

以全国水土保持监测网络和信息系统建设二期工程水保站点中降雨、产流产沙等实测资料为基础,探究不同降雨特征对各小区产流产沙的差异性,并利用相关分析方法分析径流泥沙与降雨的相关关系.结果表明:通过对2015—2019年降雨数据的分析,该区降雨具有明显的季节变化,56.9％～80.6％的降雨集中在6～8月,以中、大雨为主;降雨...     

辽宁省降雨侵蚀力时空分布特征研究

利用协同克里金空间内插法和半月降雨侵蚀力估算模型,结合2005—2021年日降雨量资料研究分析全省年均降雨侵蚀力时空分布特征。结果表明：(1)全省降雨侵蚀力平均值1 542.68 MJ·mm/(hm²·h·a),其变化范围为651.02～2 716.45 MJ·mm/(hm²·h·a)。(2)在时间变化上,年内降雨侵蚀力表现出先增大后减小的变化特征,其中6～9月降雨侵蚀力占全年80%以上;从空间分布上,自东南向西北降雨侵蚀力程递减的变化规律,即东南部>南部>中部>北部。(3)年侵蚀性降雨量、年降雨量与降雨侵蚀力之间具有极显著相关性,可以利用幂函数做简易估算,为区域土壤侵蚀治理、预报、评估和监测等提供决策依据。     

辽河流域降雨侵蚀力的时空变化分析

降雨侵蚀力是反映流域降雨侵蚀能力的综合指标之一。根据辽河流域10个气象站的日降雨量资料,利用日降雨侵蚀力模型估算辽河流域的降雨侵蚀力。结果表明：辽河流域降雨侵蚀力的空间变异与降雨量的空间分布趋势基本一致,由东南向西北递减,变化于1000—3800MJ·mm／（hm^2·h·a）之间;降雨侵蚀力年内集中度高,6—8月3个月约占全年的80％;降雨侵蚀力年际变化大,年际变率Cv在0．367—0．649之间,采用时序系列的Mann—Kendall检验表明,降雨侵蚀力并无显著变化趋势;特别是在流域水土流失严重的西辽河地区,年降雨侵蚀力较小,但年内集中程度大,年际变化更突出。