降雨对烟地地表径流和土壤渗透性能的影响

以烤烟种植地所设径流场为研究对象,采用相关分析、线性回归等分析方法,对不同降雨强度下产流时间及地表径流特性进行了分析,重点研究降雨因子对地表径流和土壤的影响.通过研究烤烟种植地降雨、地表径流和土壤入渗三者之间的关系.试验结果表明,地表径流与降雨呈线性关系,降雨量越大,线性关系越明显;而降雨对土壤的渗透性能也有明显影响.     

基于运动波方程的坡面降雨径流模型的应用研究

黑龙江西部半干旱区为我国主要的粮食生产基地,该地区降雨量少而集中,干旱和水土流失严重制约着当地农业发展。地表径流不仅降低了降雨利用率,而且也造成了该地区严重的土壤侵蚀。文章将运动波理论和Green-Ampt入渗模型相结合,建立了黑龙江省西部坡耕地降雨入渗产流的数学模型,并运用模型分别在不同耕作措施及不同土壤前期含水量条件下,对人工降雨径流过程进行了模拟计算。结果表明,计算径流过程与实测径流过程拟合较好。本研究对黑龙江西部农区水土流失防治具有一定的理论指导意义。     

保护性耕作的不同因素对降雨入渗的影响

通过 2次人工模拟降雨试验 ,研究了机械化保护性耕作以及秸秆覆盖、表土耕作及机具压实 3因素对降雨入渗的影响。结果表明保护性耕作有延缓径流 ,增加降雨入渗的作用 ;秸秆覆盖和机具压实是影响降雨入渗的主要因素 ,表土耕作的影响相对较小。在土壤干燥 ,降雨强度为 72 mm.h-1的条件下 ,保护性耕作处理与传统翻耕处理比较 ,其地表产生径流的时间延迟 12～ 16 min,且稳定入渗率提高 1.5～ 1.6倍 ;分析各因素的影响可知 ,秸秆覆盖使径流延迟 8min产生 ,稳定入渗率提高 1.1倍 ;机具压实使径流早 7min产生 ,稳定入渗率降低 4 7.5。进一步研究压实程度和覆盖率对降雨入渗的影响 ,结果表明 :秸秆覆盖率越高 ,径流开始的时间和土壤含水量达到饱和的时间越晚 ,且稳定入渗率越高。在所试的秸秆覆盖率范围 (0～ 70 )内 ,同等降雨条件下 ,随着秸秆覆盖率的增大 ,径流量近似按二次曲线减少。随着土壤含水量的增大 ,秸秆覆盖对降雨入渗的作用减弱而压实的影响增强 ,压实可使表层土壤的体积质量增大 ,土壤入渗性能降低。在土壤含水量较高 ,降雨强度为 82 .5 mm.h-1条件下 ,压实使径流产生时间比无压实的早 13min,使稳定入渗率降低86 .8。机器质量越大 ,压实影响的深度越大。试验表明 ,小拖拉机和中型拖拉机都使     

黄土坡面定雨强入渗产流物理基础模型研究

【目的】建立具有物理基础的坡面降雨入渗产流模型,为降雨有效性和产流特征分析奠定理论基础。【方法】根据土壤水分运动的基本理论,分析降雨条件下土壤入渗的特征,建立入渗产流模型,并在室内进行不同降雨强度和坡度情况下黄土坡面降雨入渗产流试验,通过对试验数据的分析,确定模型参数。【结果】在分析积水入渗条件下Philip入渗公式特点的基础上,建立了基于长历时Philip积水入渗公式的降雨产流模型。该模型显示,地表积水时刻与雨强、吸湿率和土壤饱和导水率相关。【结论】利用室内模拟降雨资料对所建立模型进行了评估,表明其可以反映坡面降雨入渗产流的基本特征,可用于黄土坡面降雨入渗产流过程的分析,为坡面降雨径流过程的描述提供了新途径。     

雨前土壤含水量对紫色土坡耕地地表产流过程的影响

[目的]为紫色土侵蚀的相关研究提供参考。[方法]试验在盐亭站7个不同坡度、不同土层厚度的径流小区进行,每小区进行两种土壤含水量(10%和20%)的降雨试验,研究雨前土壤含水量对紫色土坡耕地地表产流过程的影响。[结果]当雨前土壤含水量较高时,地表产流较快且径流上升较快,在降雨6 min后开始产流,产流10 min后地表径流达到稳定;而土壤含水量较低时,降雨10 min后才开始产流,产流25 min后地表径流达到稳定;当产流稳定后,2种土壤含水量条件下的稳定入渗率差异不明显,相对偏差小于10%。雨前土壤含水量较高时,地表径流量较大。[结论]雨前土壤含水量对地表产流过程的影响主要体现在降雨初期。     

不同耕作管理措施对坡耕地降雨入渗的影响

利用人工模拟降雨试验,研究了不同耕作管理措施对坡耕地降雨入渗的影响,并采用有限差分法对入渗过程进行了数值模拟。结果表明,土壤入渗速率的计算值与实测值吻合较好,且耕作管理措施可明显增加坡面土壤的水分入渗,在相同入渗时间情况下,土壤稳渗速率大小排序为等高耕作>人工掏挖>人工锄耕>直线坡,在中小坡度和中小雨强条件下,这种特征表现更为显著。     

晋西黄土地区水土保持林地土壤入渗性能的研究

通过对累积入渗量的分析，发现林地土壤入渗性能最佳，荒草地次之，而农耕地最差。方差分析表明，在流域内不同地貌部位之间土壤入渗性能无明显差异，而不同地类之间差异显著，即水土保持林对提高土壤入渗能力有显著作用。多重比较分析说明不同水土保持林地土壤入渗性能也有明显区别；同时发现水土保持林对入渗的空间分布亦有重要影响。     

模拟降雨试验在云南坡耕地治理中的应用

引进了具有经济性、便捷性、可操作性、重现性等优点的模拟降雨试验系统,在云南省坡耕地水土流失综合治理水土保持监测中进行实践和运用,研究坡耕地土壤产汇流规律和侵蚀规律。根据人工模拟降雨试验产汇流情况,统计张毕山、吉科等5个小流域坡地试验小区和坡改梯后梯地试验小区共59场次模拟降雨试验数据,分析坡改梯水土流失综合治理效果。结果表明,坡改梯后梯地土埂发挥了拦蓄雨量作用,强化了降雨入渗,提高了土壤含水量,降低了暴雨地表径流形成,土壤流失量和侵蚀强度得到了明显的缓减,蓄水保土效果较为显著。     

秸秆覆盖对降雨人渗影响的试验研究

为研究作物秸秆覆盖对改善农田自然降水利用效果的作用。采用人工降雨的方法模拟小雨、中雨和大雨3种不同降雨强度，对雨后玉米、小麦秸秆覆盖地与裸地0～20cm土层土壤含水率分布情况进行了试验。结果表明：小雨后，由于秸秆覆盖阻滞入渗的作用，秸秆覆盖地0～5cm土层土壤含水率短时间内低于裸地．但降雨后24h玉米秸秆覆盖地已与裸地持平，以后逐渐高于裸地，降雨后52h小麦秸秆覆盖地已高于裸地，且裸地水分蒸发量高于秸秆覆盖地；中雨后，秸秆覆盖阻滞入渗作用表现在土壤5～20cm土层；大雨后，秸秆覆盖阻滞入渗作用表现在10～20cm土层。秸秆的吸水性会暂时阻滞雨水的入渗，但随着时间的延长，以及秸秆覆盖抑制水分蒸发的作用，秸秆覆盖地雨水入渗效果均高于裸地，秸秆覆盖在降雨小的情况下仍然有利于雨水的利用。     

山西省吉县人工油松林水土保持效益的研究

从土壤理化性质、土壤入渗、地表径流、土壤侵蚀和土壤水分动态等几个方面比较系统地研究了山西省吉县人工油松林水土保持效益。结果表明,油松林具有明显的水土保持效益;水土保持效益受林龄和林分结构的影响,林龄越大,水土保持效益越显著;混交林的水保效益高于纯林。本文还对影响地表径流及土壤侵蚀的各因子作了逐步回归分析,并用谐波分析方法和Spearman秩相关方法建立了土壤水分含量拟合方程,找出了影响水分含量的主要因子。     

模拟降雨条件下施硝酸铵对黄土坡面氮素迁移的影响

利用室内模拟降雨试验,研究了在坡面施入硝酸铵对土壤矿质氮素随地表径流流失和入渗的影响,初步探讨了降雨-地表径流-土壤矿质氮素的有效作用深度(Effective Depth of Interaction,EDI),分别用反推法和拐点法确定了不施肥试验和施肥试验时的土壤矿质氮素EDI。结果表明:①与不施肥相比,施肥增加了土壤矿质氮素的地表流失量,施25,50和100 g NH4NO3处理矿质氮分别多流失了55.22,73.32和85.50 mg/m2;②施肥使土壤肥料的入渗量增加,但对肥料的入渗深度和土壤矿质氮素EDI影响很小;③同一坡面不同坡位NO3--N的EDI值不同,表现为坡中下部较大,坡顶部和坡底部均较小。避免在雨季大量表施速效氮肥,是减少矿质氮流失的关键。     

秸秆覆盖对降雨入渗影响的试验研究

为研究作物秸秆覆盖对改善农田自然降水利用效果的作用 ,采用人工降雨的方法模拟小雨、中雨和大雨 3种不同降雨强度 ,对雨后玉米、小麦秸秆覆盖地与裸地 0～ 2 0cm土层土壤含水率分布情况进行了试验。结果表明 :小雨后 ,由于秸秆覆盖阻滞入渗的作用 ,秸秆覆盖地 0～ 5cm土层土壤含水率短时间内低于裸地 ,但降雨后 2 4h玉米秸秆覆盖地已与裸地持平 ,以后逐渐高于裸地 ,降雨后 5 2h小麦秸秆覆盖地已高于裸地 ,且裸地水分蒸发量高于秸秆覆盖地 ;中雨后 ,秸秆覆盖阻滞入渗作用表现在土壤 5～ 2 0cm土层 ;大雨后 ,秸秆覆盖阻滞入渗作用表现在10～ 2 0cm土层。秸秆的吸水性会暂时阻滞雨水的入渗 ,但随着时间的延长 ,以及秸秆覆盖抑制水分蒸发的作用 ,秸秆覆盖地雨水入渗效果均高于裸地 ,秸秆覆盖在降雨小的情况下仍然有利于雨水的利用。     

贵阳市花溪河岸喀斯特带地表径流中磷流失和土壤入渗分析

河岸带是流域生态系统水陆交错带,河岸带研究对重点流域环境保护和面源污染控制有着重要的意义。本研究选择贵州省贵阳市花溪河作为研究对象,通过野外实地调查对河岸带分类,利用河水模拟地表径流对不同类型河岸带的冲刷,并采用径流槽收集径流,测定径流中P含量,同时测定河岸带土壤磷相关化学性质、水分-物理性质,分析喀斯特河岸带P释放规律。结果表明:花溪河可划分为9种不同类型的河岸带;不同河岸带土壤水分累积入渗量差异显著,丘陵谷地+壤土+沟渠(护渠堤)+中重度干扰河岸带类型经五次加水后未产生径流,累积入渗量最高为4000±0 mL。河岸带土壤水分入渗量随着加水次数的增加而减小,最后达到稳渗。不同河岸带类型单位体积径流中总磷含量和磷酸盐含量差异均显著,丘陵谷地+渣土+风景名胜设施用地+中度干扰河岸带类型单位体积地表径流平均总磷含量和磷酸盐含量最高,分别为0.249±0.005 mg/L和0.242±0.003 mg/L,达到Ⅲ类地表水标准,且随着加水次数的增加,径流中的磷含量逐渐降低。试验所用的径流槽可用于收集地表径流,测定地表径流量,进而得到入渗量,认识土壤入渗和土壤P释放规律。     

降雨入渗及产流问题的研究进展和评述

<正> 所谓产流,是指流域中各种径流成分的生成过程,它所研究的是降雨转化成径流的过程。产流主要受入渗的制约。产流实质上是水分在下垫面垂向运行中,在各种因素综合作用下的发展过程,也是下垫面对降雨的再分配过程。本文从不同的方面对有关降雨入渗和产流问题的研究进行归纳、分析和评述。     

紫色土坡地氮素和磷素非点源输出的人工模拟研究

氮素和磷素是引起水体富营养化的莺要限制因子,本文通过人工模拟降雨的方法,对紫色土坡地在降雨后产生的氮磷迁移过程进行动态研究.结果表明,两种坡度(5°和10°)和不同降雨强度的模拟降雨过程中,供试的土壤产生两种径流模式:地表径流和壤中流.多场人工模拟降雨中,单场降雨造成坡地总氮(TN)最大迁移量达2.13 kg·hm-2,总磷(TP)最大迁移量达0.17 kg·hm-2,地表径流的总氮和总磷(NP)输出与壤中流NP输出相差3～5倍,地表径流是TP输出的主要途径,而地表径流TN输出与壤中流TN输出差异不显著,壤中流也是TN迁移的另一重要途径;在相同坡度和降雨强度条件下,农田作物的覆盖作用能减缓地表径流量和N、P的迁移量具有明显作用,但产流时间的差异不大;在相同作物覆盖和降雨强度条件下,坡度越大其地表径流量和TN的迁移量也越大,土壤的NP迁移主要以TN为主.通过模拟降雨发现紫色土坡地土壤NP流失浓度与径流流量之间的关系可以表示为:Gn=aQ2 bQ c,降雨量是影响参数b的主要因子.     

降雨强度对西南喀斯特坡地土壤水分及产流特征的影响

降雨强度是水文过程的重要影响因素,为揭示其对喀斯特坡地土壤水分及产流特征的影响,本研究以桂西北典型喀斯特坡地为研究对象,采用野外人工模拟降雨方法,在相同降雨量（200 mm）下,对不同降雨强度下（34.8 mm/h、73.2 mm/h、100.0 mm/h 和136.4 mm/h）坡地土壤水分动态变化及产流过程进行研究。结果表明：1）随着土层深度的增加,土壤水分对降雨的响应趋于迟缓;由于喀斯特坡地土壤导水率较大,在不同坡位和土层深度,土壤水分变化迅速,通常在24 h 内恢复到降雨之前的水平,表明土壤层蓄水能力低,水文过程迅速。2）随着降雨强度的增大,累积地表径流量、壤中流量及表层岩溶带径流量均呈增加的趋势,表明随雨强的增加,喀斯特坡地水分由垂向（深层渗漏为主的慢速流）转为侧向运移（不同径流成分的快速流）。3）地表径流、壤中流及表层岩溶带径流与土壤含水率存在明显的产流阈值关系,且径流产生与消退过程和土壤含水量存在滞后效应,表现为顺时针（壤中流）或逆时针（表层岩溶带径流）的“绳套关系”。本研究表明喀斯特坡地产流主要受控于土壤- 表层岩溶带界面稳定入渗率,表现为受降雨强度的影响较大,研究结果有助于深入了解喀斯特关键带水文循环。     

间歇降雨条件下黄土坡面土壤溶质的迁移特征

 【目的】研究间歇降雨条件下黄土坡地水分溶质迁移特征,为减少汛期坡耕地肥料流失率和水土流失量提供理论依据。【方法】以黄土坡地为研究对象,采取表层喷施和拌施两种施肥方式,通过两场间隔24 h的室内模拟降雨试验,从降雨-径流-土壤相互作用角度,研究间歇降雨条件下坡面水土流失和土壤溶质（NO3-、Br-和PO43）的迁移特征。【结果】第二次降雨的稳定产流强度、径流量和侵蚀泥沙量均大于第一次降雨,初始产流时间和产流强度达到稳定的时间也比第一次降雨提前。与第一次降雨平稳阶段NO3-和Br-的浓度相比,第二次降雨开始产流时浓度明显偏大,但其平稳阶段浓度又均小于前者,而吸附性PO43-的第二次降雨浓度高于第一次降雨稳定期浓度。非吸附性NO3-和Br-易随入渗水迁移,导致表层土壤溶质含量显著减少,第二次降雨地表总流失量小于第一次降雨,而PO43-受土壤侵蚀因素影响很大,喷施和拌施条件下PO43-第二次降雨的总流失量分别为第一次降雨的2.93和1.77倍。【结论】对于土体疏松易侵蚀的黄土地区,受降雨间歇期表层土壤溶质含量和土壤抗蚀性变化的影响,第二次降雨的径流溶质浓度过程线不能视作第一次降雨的简单延续,多次降雨会加剧吸附性土壤溶质的地表流失风险。在雨季里,首次降雨应时该采取必备的截流措施,减少非吸附性土壤养分的大量流失;对后期降雨的关注重点则是涵养水土,防范吸附性土壤养分的流失风险。     

贵州中部地区黄壤地表径流特性及降雨资源化 Ⅰ-作物种植对降雨资源化的影响

为了给贵州喀斯特山区降雨资源化、抗御季节性干旱等生态问题的解决提供科学依据,于2001年6月-2003年7月在贵州省修文县设置了3个不同坡度(6.5°,9.5°,16°)和3种不同土地利用方式(玉-麦、菜-菜和裸地)的径流观测试验,采集地表径流量,研究了作物种植对降雨资源化的影响.结果表明,坡地黄壤径流系数大,径流与产流降雨量间呈Rs=-a+bp2+dp3的数量关系;坡地黄壤降雨资源量与产流降雨间呈Pe=a+bP+cP2-dP3的数量关系.作物种植减弱了地表径流,增加了坡地对降雨的入渗与截留量,具有降低单次径流差异、稳定径流变异的作用,提高了降雨资源化水平.     

降水入渗过程的模型研究

为了研究不同田面条件对降雨入渗过程的影响，给出了土壤运动控制方程的边界条件和初始条件。根据Ｇｒｅｅｎ－Ａｍｐｔ入渗理论首次提出了土壤入渗能力特征的概念，建立了土壤水入渗动力学特征方程，所推导出的降雨或洒条件下土壤表层由第１类转化为第２类边界的时刻ｔｐ的计算公式，使土壤水运动基本方程数值计算的收敛性和稳定性在理论上得到保证。全面深松田面处理和开槽田面处理条件下的季雨试验验证表明，用本模型确定ｔｐ的准     

陕北黄土坡地枣园降雨入渗产流试验与模拟

【目的】对陕北榆林黄土坡地枣园的降雨入渗、产流进行试验与模拟研究,为陕北坡地枣园雨水的高效利用提供指导。【方法】在陕北枣园径流小区,利用人工降雨试验,开展不同降雨强度(0.8,1.0,1.3mm/min)和不同初始土壤含水率(0.08,0.15,0.24cm3/cm3)条件下的降雨、入渗产流试验,运用Richards入渗方程结合水量平衡方程对人工降雨的入渗、产流过程进行模拟。【结果】土壤含水率相同条件下,降雨强度越大产流时刻越早,入渗达到稳定的时间越短,累积入渗量和径流量越大;降雨强度相同条件下,土壤初始含水率越大,产流越快,平均入渗率越小,趋于稳定入渗的时间越短,累积产流量也越大。模拟值与实测值相比,累积入渗量相对误差小于3%,平方根误差小于0.3mm;累积径流量平均误差≤12.5%,平方根误差小于0.4mm。模拟产流起始时刻普遍滞后于实测产流时刻,滞后时间最少为0.8min,最多为2.55min,其原因与坡面饱和导水率的空间变异性及降雨的不均匀性有关。【结论】采用Richards入渗方程并结合水量平衡方程模拟黄土坡地径流小区的降雨入渗、产流过程,结果合理可靠,且比较符合实际,但产流起始时间的模拟还需进一步探索。