径流曲线数法在黄土高原地表径流量计算中的应用

坡面径流是土壤侵蚀发生的基本动力 ,径流量计算是定量估算水土流失和进行水土保持效益评价的关键步骤。径流曲线数法是美国农业部开发的计算地表径流量的经验模型 ,它有使用简单、有效 ,且适用于资料匮乏地区等优点。介绍了径流曲线数法的基本原理和计算方法 ,并以陕西安塞 2 5个小区的降雨径流资料 (次降雨 )为基础 ,计算了黄土高原地区不同下垫面条件下的曲线数 (CN )值大小 ,并分析研究了 CN值和各影响因子间的关系 ,对该模型在黄土高原地区使用的有效性也进行了评定。     

介绍两种模拟降雨实验的革新测试仪器

进行土壤侵蚀定量观测,最常用的方法是径流小区法。这种方法所测得的结果也比较准确。使用这种方法,最重要的一点是要测定降雨、径流和冲刷的过程。根据这些基本资料可以分析引起土壤侵蚀的条件,并进一步分析各种因素对土壤侵蚀的影响。但是由于受测量设备的限制,很难作到这一点。一般的径流小区,只观测径流和冲刷的总量,这就大大降低了径流冲刷资料的使用价值,个别重点径流小区也曾由人工观测降雨产生径流和冲刷的全过程,工作非常艰苦。实验人员必须冒雨在现场定时观测径流量和采取浑水样,经常是在夜间工作,并且这种方法,往往误差很大。如何改变这种落后状况,利用自动化或半自动化的机械设备和测试手段进行观测,是当     

摩布小流域水土流失动态监测结果分析

依据宣威市摩布小流域摩布水土保持地面监测站径流小区监测点2014—2020年连续7年的水土保持监测资料,研究场次降雨侵蚀力(EI₃₀)和场次雨量、最大30 min雨强的乘积(PI₃₀)之间的关系,不同坡度不同措施下径流小区的土壤侵蚀特征,以及径流深、土壤侵蚀强度与降水量的关系。结果表明：EI₃₀与PI₃₀的相关系数高达0.981 2,相关性较好,说明用PI₃₀估算EI₃₀的精度较高,可直接用降雨量快速便捷地计算降雨侵蚀力;经果林和人工造林等水土保持措施可以减少径流小区的土壤侵蚀量,尤其是减轻坡度对土壤侵蚀的影响;20°、10°坡地径流深、土壤侵蚀强度与降雨量拟合关系均较好,监测结果对西南喀斯特地区水土流失预测、土壤侵蚀强度估算等具有较高的参考价值。     

作物生长期三种棉花耕作法对水土流失的影响

在亚巴拉马州田纳西流域,对棉花生长期的三种耕作法,在天然降雨条件下引起的地表径流和土壤流失进行了小区试验研究.传统耕作法产生的土壤流失量最大,其次是少耕法无覆盖和少耕法有覆盖(冬小麦覆盖作物).依据传统耕作的最晚栽培时间,将作物生长季节划分为两个时期,在第1个时期里所有耕作处理小区的土壤流失量,占总土壤流失量85%以上.在播种阶段,传统耕作小区产生径流最大,而在其它所有生长阶段,少耕无覆盖小区产生的径流最大.在高强度降雨条件下,两种少耕法比传统耕作产生更大的径流量.少耕有覆盖、少耕无覆盖及传统耕作试验小区,3年平均籽棉产量分别为2223,2123,2076kg/ha.由于耕作方法不同,籽棉产量也不同.在干旱年景,水土保持耕作法的经济效益明显超过传统耕作法.1987年在作物种植前和临界生长期,因为连续两次干旱,使少耕有覆盖小区出现了严重减产现象.     

伊拉克低强度降雨地区的水土流失

伊拉克北部地区的水蚀是相当严重的,这一地区属于低强度降雨区,因此,它的侵蚀特性与高强度降雨区的侵蚀特性有很大的差异.本文用该区两个天然径流实验场的资料,推导降雨径流和土壤侵蚀间的关系,结果表明,两者之间呈线性变化.在实验小区内,沟蚀和片蚀是主要的.土壤流失量和雨强之间为指数关系,指数值未超出其它降雨区的观测值范围.此外,对各小区在不同地表状况条件下的平均土壤侵蚀也进行了测量.     

典型黑土区坡耕地次产流径流曲线数计算方法

径流曲线数模型原理清晰简单、对参数和输入变量要求低,在地表径流预测中已得到广泛应用.为了提高该模型预报典型黑土区地表径流的精度,利用黑龙江省嫩江市鹤北小流域7个坡面径流小区共138场降雨-产流资料,通过量化次降雨过程中雨量在时间上集中分布程度,分析其对地表产流影响,提出次产流径流曲线数CNt的计算方法.CNt/CN与降...     

三峡库区典型小流域降雨因子对产流的影响分析

以三峡库区万州区陈家沟的2条支沟为研究对象,通过选取十几场典型次降雨和相对应的次洪水资料,首先对径流资料进行洪水场次的划分,然后采用灰色关联分析法和相关关系法分析了陈家沟2条支沟的径流深度和洪峰流量分别对降雨特征因子的响应。结果表明,(1)通过关联度排序,径流深度的主导因素是降雨量P和复合因子PI(即降雨量和平均降雨强度的复合因子);(2)对比2条邻近支沟的关联度排序,降雨特征因子对径流深度、洪峰流量的灰关联度不完全相同,但降雨特征因子对径流深度、洪峰流量的影响也具有一些共同的趋势,峰值降雨强度(I60)和降雨量的共同作用对三峡库区丘陵区的径流量的大小影响较明显,复合因子PI对洪峰流量的贡献较大。     

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。     

山东省药乡小流域侵蚀性降雨分布特征

为探究山东省药乡小流域侵蚀性降雨分布特征,本研究选择裸地坡面径流小区为研究对象,利用小区观测法得到的降雨、径流以及泥沙等资料,通过频率分析法拟定研究区侵蚀性降雨标准,并运用数理统计方法从时间、降雨强度、降雨侵蚀力角度分析侵蚀性降雨分布特征.结果表明:1)该研究区侵蚀性降雨标准为降雨量17.3 mm;2)7月份侵蚀性降雨场次、降雨量、径流量和产沙量占侵蚀性降雨比例为42.31％、45.71％、85.78％和97.97％,其他月份侵蚀性降雨分布较少;3)大雨、暴雨以上侵蚀性降雨,高降雨强度型降雨场次分别占相应雨量等级比例为60％和100％,其产沙量所占比例分别为75.07％、100％;4)降雨侵蚀力＞1000MJ·mm/(h·hm2)侵蚀性降雨产沙量占侵蚀性降雨比例为95.26％,其径流深是≤1 000 MJ·mm/(h·hm2)侵蚀性降雨3倍以上.以上研究表明,研究区侵蚀性降雨标准为17.3 mm,其主要分布在中雨以上雨量等级,造成严重土壤侵蚀的侵蚀性降雨多为高降雨强度型降雨或降雨侵蚀力＞1 000 MJ·mm/(h.hm2)的降雨,且其多分布于7月份.本文结果有助于研究区小流域侵蚀性降雨规律分析以及土壤侵蚀规律研究.     

红壤坡地侵蚀性降雨及降雨动能分析

侵蚀性降雨标准的确定、降雨动能的科学测算以及侵蚀性降雨和降雨动能特征的分析,是开展降雨侵蚀力研究和土壤侵蚀预测预报的基础,而目前针对红壤坡地的系统研究还较为鲜见.通过气象观测站与标准径流小区连续5 a的实测资料,采用80%经验频率法确定了江西红壤坡地侵蚀性降雨标准,其中雨量标准为9.97 mm,雨强标准为0.756 mm/h;在此基础上计算了侵蚀性降雨和侵蚀性降雨动能,并分析了侵蚀性降雨及其动能的时间变异规律.结果表明:侵蚀性降雨场次不多,仅占总降雨场次的25.85%,但雨量大强度高;侵蚀性降雨及其动能时间分配不均,主要集中在4-9月,分别占全年的74.51%和75.37%.最后建立了降雨动能简易估算方法,这对探讨江西红壤坡地降雨侵蚀力和土壤侵蚀预报模型具有积极的意义.     

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。     

黄土高原小区径流过程预测模型评价

地表径流是土壤侵蚀和泥沙搬运的主要原动力.径流过程及其特征值是侵蚀模型,特别是侵蚀过程模型中水文模块的重要输入资料,但相对于降雨过程和径流总量资料,径流过程数据十分匮乏.为了对径流过程进行有效模拟,本文利用黄河流域子洲径流试验站团山沟3个小区107场降雨-径流过程观测数据,在小区尺度上对比验证3个仅含有1个参数的简易入渗模型:Ⅰ入渗能力恒定法,即假设入渗能力为1个常值,产流仅发生在降雨强度大于此值的情况;Ⅱ径流系数法,即假设实际入渗率与降雨强度呈正比关系,比例系数为1与径流系数的差值;Ⅲ入渗能力空间变异法,即假设入渗能力存在空间差异,实际入渗率表现为最大入渗率和降雨强度的指数形式.同时,为考查模型在不同时间尺度上的表现,文章分别选取1、6和15 min对数据进行重采样.结果显示:以洪峰流量和有效流量的预测精度作为模型有效性评价指标,相较于径流系数法和入渗能力空间变异法,入渗能力恒定法对黄土高原区径流过程的模拟效果最好,即入渗能力恒定更符合于黄土区实际产流入渗特点;随着过程资料采样时间间隔的增加,模型的模拟精度显著提高,即模型并不依赖于高密度的采样数据.研究结果可为缺乏径流过程资料的地区提供径流过程的计算方法,且有助于定量描述水文过程、土壤侵蚀和泥沙搬运过程.     

云南省坡改梯试点工程水保监测项目人工模拟降雨试验数据分析

云南省坡改梯试点工程水土保持监测项目采用人工模拟降雨试验研究土壤产汇流和侵蚀规律,具有经济性、便捷性、可控性、重现性等优点。以石佛山项目为例,对人工模拟降雨试验数据进行了分析:根据JDZ02型雨量器记录结果,有7场次降雨接近或超过设计雨强,说明在径流小区局部人工模拟降雨雨强是达到设计要求的;而受风速、风向、试验支架架设高度和植被的影响,用加权平均法计算出径流小区内21只普通雨量器的实测面平均雨量均小于设计雨量,相对误差在-62.7%~-27.0%之间。上述结果表明该模拟降雨系统仍存在一定不足,需要进一步改进。此外,还对3个坡地小区和1个梯地小区在人工模拟降雨条件下的产流产沙情况进行了分析。     

汾河上游流域分布式水文模型的构建

根据汾河上游流域的水文特性,采用以坡度、坡向为主要因素,按照集水区自然分水线划分子流域的流域离散方法,将SCS产、汇流模型与马斯京根法结合用于计算该地区的径流过程,建立了适于该地区,基于流域尺度的次降雨-径流分布式水文模型.选用该地区的典型流域--岚河流域与分布式模型耦合,进行模拟.经实测资料与模拟结果的分析比较,结果表明,该模型具有一定的精度,径流量合格率及汇流合格率分别达到70%和80%,且计算流量过程与实测流量过程吻合较好,所建模型基本适用于该地区的降雨一径流计算.     

多年连续计划烧除对云南松林坡面水土流失的影响

为探讨多年连续计划烧除对云南松林坡面水土流失的影响,科学评价云南松林计划烧除后森林生态系统的服务功能,2019年在滇中新平县照壁山云南松林设置计划烧除区域和未烧除区域的径流小区,对降雨及产流产沙变化进行了定位观测,建立了降雨、径流和泥沙的数值关系,结果表明:(1)2019年研究区降雨量为568.6 mm,仅为多年平均降雨量939.79 mm的60.5%,降雨主要集中雨季5—10月,雨季降雨量占年降雨总量的73.8%。雨季降雨51场次,其中产流降雨28场,占雨季降雨总量的93.7%。(2)多年连续计划烧除增强了降雨转化为林地坡面径流的能力,且小雨量级最能凸显计划烧除促进林地坡面径流泥沙的产生。(3)计划烧除小区和未烧除小区的径流主要与降雨量显著相关,计划烧除小区的径流与降雨呈幂函数关系,未烧除小区的径流与降雨呈多项式关系。(4)计划烧除小区和未烧除小区的泥沙均与降雨量、径流量显著相关,且泥沙与降雨、径流的关系均呈幂函数形式。表明多年连续计划烧除改变林地水文特征,提高了降雨转化为林地坡面径流的能力,提高了径流挟带泥沙的能力,才使计划烧除林地的径流泥沙比未烧除林地多。     

喀斯特地区不同坡度径流小区水土流失特征分析

以毕节石桥小流域5个不同坡度裸露径流小区为研究对象,分析2012、2013年径流小区在天然降雨条件下的产流产沙情况。结果表明:在相同降雨强度条件下,坡度15°时径流小区径流深、产沙量达到最大值;坡面产流产沙量随降雨强度的增加总体呈增加趋势,特别是暴雨时产沙量显著增加;前期降雨对坡面径流有一定影响,前期降雨越多,土壤含水量越接近饱和,降雨产生的径流产沙量就越多。应根据喀斯特地区水土流失特征,合理设计小区集雨设施断面尺寸,使小区径流泥沙观测更具操作性和实用性。     

鹰潭小流域季节性降雨径流特征研究

降雨是影响低丘红壤坡地土壤侵蚀和养分随径流迁移的一个关键因子.利用三角量 水堰自动测量径流量和自动雨量计观测数据,分析了鹰潭小流域的季节性降雨径流特征.小流域降雨主要发生在4～6月,总量达512.4 mm,占观测时段总雨量的70.1%,而旱季7～9月仅为218.9 mm.上游、下游围堰累积径流量随旱季、雨季的变化表明:小流域降雨-径流- 土壤水界面水分转化可分为土壤水补给阶段(4月14日～6月14日)、土壤水饱和阶段(6月15 日～7月28日)和土壤水消耗阶段(7月28日以后).雨季径流量对降雨的响应波动超过旱季 .日累积降雨量与日累积径流量有极显著的正相关关系.径流小区水样分析结果说明观测期下坡径流小区总氮(TN)、总磷 (TP)浓度高于上坡.     

不同植被下降雨类型对红壤坡地土壤侵蚀特征的影响

根据武汉市蔡甸区西湖流域径流小区记录的146场次降雨资料,研究了植被类型和降雨类型对红壤坡面产流量与土壤侵蚀量的影响。基于K均值分类,将当地降雨划分为A型降雨（中雨量、弱雨强、长历时和高频次）、B型降雨（极大雨量、极强雨强、短历时和低频次）、C型降雨（大雨量,强雨强、中等历时和低频次）和D型降雨（小雨量,弱雨强、短历时和高频次）四种雨型。发现裸地与果林地的产流输沙量大,水沙关系稳定,水土保持能力在各类侵蚀性降雨下均较弱,A雨型和C雨型是导致此类坡面土壤侵蚀的主要雨型。阔叶林、针叶林、牧草地和草坪地坡面的产流输沙量小,水沙关系不稳定,植被的水土保持能力总体较强,但是在B雨型下偏弱,B雨型和C雨型是导致此类坡面土壤侵蚀的主要雨型。     

植被对南方红壤丘陵区土壤侵蚀的影响研究

本文以南方红壤区为研究对象,以传统径流小区观测为主要手段,共布设8个径流小区,每个径流小区设置不同的植被类型和植被盖度。本试验观测了36场次降雨条件下降雨量、径流量和泥沙量资料,分析了植被类型和植被盖度对减流减沙的作用规律,结果表明:①在减流作用中,乔灌木林混交林纯林;②林分结构越复杂,减沙效果越显著;③植被类型对减流减沙具有整体效果,而植被盖度更突出在影响其变化幅度上。     

径流小区集流桶(池)泥沙含量快速测定方法探讨

径流小区作为土壤侵蚀监测的一种重要方法,在土壤侵蚀模型及预报中具有重大意义.快速准确地测量径流小区集流桶(池)中的泥沙含量直接决定了土壤侵蚀规律研究的科学性与土壤侵蚀预报的可靠性.搅拌法取样测量含沙量是目前应用最广的传统含沙量测量方法.但据实际观测,北京土石山区的粗砂多砂区采用该方法测得的含沙量明显偏小,土壤侵蚀量观测精度受到严重影响.为此,在北京地区,采用北京师范大学研发的全深剖面采样器来采集径流小区集流桶(池)水样以测量含沙量,并对设备进行更新.本研究拟根据北京地区的实际工作经验,简要探讨该设备的使用方法,注意事项以及实验室水样的快速处理方法.