渭河流域径流年内分配变化规律分析

在气候变化以及人类活动的影响下,河川径流的年内分配特征发生着相应的变化,直接影响水资源的开发利用以及生态系统的健康。以渭河流域上游北道站、中游咸阳站和下游华县站40多年的实测月径流资料为基础,研究了渭河流域径流年内分配的变化规律。通过计算径流年内分配不均匀性、集中程度、变化幅度等指标发现,渭河流域径流量具有显著的洪枯季节变化;20世纪90年代的径流年内分配特征出现了较大的变化,突出表现在汛期径流量的减少;径流年内分配的多项指标显示,渭河下游华县站的不均匀性、集中度及变化幅度均高于上中游的北道站和咸阳站。     

晋江流域径流演变规律研究

根据晋江流域安溪和石砻水文站历年径流量序列和降水序列,应用了Mann—Kendall法、集中度和集中期Morlet小波等数学方法,对该流域径流的演变规律进行了分析,研究结果表明：径流年内分配极不均匀,全年径流主要集中在5、6、7、8、9月份,占全年径流量的60％以上,冬季径流量很小,占全年平均径流量的比例不足10％;从径流年内分配的集中性来看,安溪水文站的径流年内分配集中度20世纪60年代最大为49％,其余年代均较小;从变化趋势来看,晋江上游安溪站年均径流量较稳定,基本无变化,晋江下游的石砻站年均径流量趋势变化较上游强烈,具体表现为50年代未至70年代初表现出下降趋势,90年代至今表现为上升趋势。但晋江流域水文站的年均径流量在过去的53年中均没有明显的上升或是下降趋势。     

江西红壤缓坡地壤中流特征研究

以地表植被覆盖、死地被物敷盖、裸地三种类型的坡面为研究对象,采用径流小区试验方法,研究江西红壤表层(距地表30 cm)、底层(距地表60 cm)壤中流及地下径流(距地表105cm)特征,结果表明:1.壤中流量占降雨量0.92%~3.23%;2.基流占总径流量的50%以上,地表植被覆盖良好或死地被物厚度较大时,基流占总径流量的90%以上,壤中流量排序为覆盖>敷盖>裸地;3.地表植被覆盖、死地被物敷盖小区壤中流量分别是裸地壤中流量的2.45倍和3.52倍,两种措施都延长径流历时,减小洪峰流量;4.覆盖小区底层壤中流量小于表层壤中流量,而其他两个小区底层壤中流量大于表层壤中流量;5.壤中流季节分布以春夏较大,冬秋较小,但敷盖地块表层、裸地底层例外。     

重庆缙云山典型林分3种时间尺度下产流特征研究

为给三峡库区城市森林水源涵养植被建设提供依据,该文基于2002—2005年的降雨和径流观测数据,研究了重庆缙云山4种典型林分4种时间尺度下的产流特征。结果表明:①2002—2005年降雨年际间分布均匀,变幅较小,降雨年平均相对变率为4.46%,变差系数为0.061 8,月平均降雨量类似正态分布。②降雨量、地表径流量与地下径流量都表现出明显的干、湿季之分,每年10月至翌年3月为干季,4—9月为湿季;4种林地的全年径流量主要产生在湿季,湿季地表径流量约占全年地表径流量的85%以上,地下径流量约占全年地下径流量的75%以上。③地表径流和地下径流峰值均出现在6月;月平均降雨量与对应的月地表径流量和月地下径流量均表现为一元二次方程关系;平均年地表径流量依次为:楠竹林＞灌木林＞针阔混交林＞常绿阔叶林;平均年地下径流量依次为:常绿阔叶林＞针阔混交林＞楠竹林＞灌木林。④在相同的场暴雨条件下,地表径流系数表现为:楠竹林＞灌木林＞针阔混交林＞常绿阔叶林;地下径流系数表现为:常绿阔叶林＞针阔混交林＞楠竹林＞灌木林;场暴雨量与地表径流量和地下径流量之间均表现出线性关系。⑤常绿阔叶林、针阔混交林在年、月尺度下对降水表现出较好的理水作用,在场暴雨尺度下表现出较好的调洪功能;楠竹林在3种时间尺度下理水调洪功能最差。      

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。     

砚瓦川流域降雨径流泥沙变化研究

本文通过黄土高塬沟壑区砚瓦川中尺度流域降雨径流泥沙资料分析其特征,结果表明,砚瓦川流域处于半干旱地区,年降雨量主要集中在雨季,枯水期的降雨量非常少,因而年降雨量与汛期降雨量有非常相似的变化趋势和特征。砚瓦川流域降雨量年内分配不均,降水主要在集中在7—8月,汛期降雨量占全年降雨量的77.4%。年际变化较小,趋势不明显。砚瓦川流域径流量、泥沙量的变化与降雨量密切相关,具有基本相同的规律和特点。径流量和泥沙量呈逐年减小的变化趋势。     

元谋干热河谷新银合欢林对降水截流的效应

将元谋干热河谷新银合欢林对降雨的再分配过程分成了林冠截流、枯落物截流、土壤截流和地表径流4个层次,对其降水截流效应进行了研究。结果表明:林冠最大截流量为8.1 mm,平均截流量为4.5 mm,最大截流率为56.1%,平均截流率为32.6%,当降雨量大于20 mm时,截流率随着降雨量的增大而迅速下降。林内枯落物最大持水量为8.14~20.33 mm,平均为12.52 mm,为干重的2倍以上,枯落物截流降雨150.2 mm,占降雨收入的24.48%。土壤最大蓄水量可达219.9 mm,裸地为182.6 mm,土壤截流为219.9mm,占降雨收入的35.82%。新银合欢林地表径流为43.4 mm,占降雨收入的7.07%,而裸地对照区的地表径流为413.2 mm,占降雨收入的70.3%。人工林群落的地表径流比裸地低63.19%。通过林地的层层截流,有效地降低了土壤侵蚀,具有较好的水文效应。     

长三角地区马尾松林降雨再分配特征

【目的】为深入研究马尾松林降雨再分配格局,加深对马尾松林水文效应机理的认识,为长三角地区水源涵养林树种的选择以及经营、管理提供理论依据。【方法】对长三角地区冬季、春季、秋季马尾松(Pinus massoniana)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,降雨强度与3者之间的关系,以及叶面积指数与穿透雨、树干径流之间的关系,建立了降雨量、降雨强度与马尾松林穿透雨量、树干径流量、林冠截留量之间的回归模型。【结果】2012年10月至2013年6月长三角地区马尾松林外降雨累计792.6 mm,研究区以小雨量、低强度的降雨事件为主,马尾松林内累计穿透雨量584 mm,占降雨量比例的73.7%,马尾松林累计树干径流量7.426 mm,占降雨量的0.94%。林冠截留量201.17 mm,占降雨量的25.38%。【结论】马尾松林形成穿透雨的最小雨量为1.18 mm,形成树干径流的最小雨量为4.73 mm。本研究成果为长三角地区马尾松林对降雨再分配功能及影响提供基础数据支撑。     

90%盖度狗牙根草地对次降雨径流削减作用

利用人工模拟降雨试验研究了不同降雨强度和坡度条件下,90%盖度狗牙根草地(以裸地为对照)对次降雨地表径流产生过程的影响以及对径流总量的削减作用。结果表明:1)与裸地相比,狗牙根草地对初始产流时间延长效果明显,最小延长4′2″,最大延长29′8″;对裸地径流总量的削减率最高达59.04%,平均削减率为47.76%,削减效果显著;2)狗牙根草地相比裸地能够很好地延缓峰现时间。随着坡度和降雨强度的增加,狗牙根草地和裸地产流速率趋于稳定所需时间也在缩短,狗牙根草地和裸地的稳定产流速率也在不断增大; 3)随着坡度的增大,狗牙根草地和裸地稳定产流速率之间的差距逐渐缩小,狗牙根草地对总径流量的削减是呈减弱的趋势;4)拟合了径流削减率与降雨强度、坡度的方程,E=I－0.23(1－sin θ)0.58×e4.93×100%,双侧统计相关性显著。      

河川径流年内分配不均匀性的量化研究

提出了一种河川径流年内分配不均匀性的定量化方法。该方法以年内各时段平均流量的均方差与年平均流量的比值作为径流年内分配的不均匀系数 ,用标准的统计量定量描述径流年内分配的不均匀性 ;通过实例分析了不均匀系数的变化规律 ;探讨了将不均匀系数作为水资源决策指标的可能性     

高羊茅草地地表径流系数影响因素研究

高羊茅作为我国北方典型冷季型城市草坪草,具有调蓄雨水的作用。为了进一步深入研究北方高羊茅草地的降雨径流,本文采用人工模拟降雨试验,研究了高羊茅草地在不同覆盖度(60%和90%)及不同雨强(30、60和90mm/h)条件下的径流系数变化过程及其与影响因子之间的关系,并用裸地作为对照,得出高羊茅草地在不同试验条件下的径流系数削减率。研究结果表明:1)高羊茅草地初始产流时间随雨强增加逐渐提前,随着覆盖度的增加逐渐延长,同时,雨强越大初始产流时间提前幅度越小,覆盖度越大草地延缓初始产流时间的效果越明显;2)裸地和高羊茅草地的径流系数随降雨时间变化规律相似,均随降雨时间的延长先迅速增加后逐渐变缓,经过拟合裸地及高羊茅草地的径流系数与降雨时间均呈对数关系;3)高羊茅草地地表径流系数随着覆盖度的增加而降低,随着雨强的增加而增加,且覆盖度越低雨强对径流系数的影响越显著,反之则越不显著;4)高羊茅草地对径流系数的削减能力有限,随着雨强的增加两种覆盖度草地径流系数削减率越相近,在雨强为30、60和90mm/h时两种覆盖度草地径流系数削减率分别相差25%、24%和23%;5)建立试验条件下高羊茅草地径流系数与降雨强度、覆盖度、降雨时间的回归方程,经过验证,方程可用于试验条件下高羊茅草地径流系数的预测。      

黄土丘陵区丰水年产流产沙特征分析

设置标准径流小区进行长期定位监测,探讨天然降雨条件下,流域内不同土地利用方式对坡面产流产沙的影响,以期为该流域土地利用规划、水土流失综合治理、生态环境改善提供理论依据.基于汾河上游阳坡小流域内2种坡度、6种不同土地利用方式的8个径流小区,开展自然降雨观测、径流泥沙观测.结果表明:(1)试验期降雨超过多年同期平均雨量,属...     

三峡花岗岩地区坡面暴雨产流过程的研究

在地处长江三峡库区花岗岩地区的下岸溪典型小流域里，建立了５个代表不同土地利用现状（林地、灌草地和裸地）的径流观测场，同时进行了多次人工模拟降雨试验，通过对人工模拟降雨条件下坡面产流规律的研究，以动力波方程为理论依据，推导出了坡面产流的数学模型，并编写了ＱＢＡＳＩＣ程序，模拟实际产流的动态过程。分别以参数ａ和各场降雨产生的坡面径流总量为因变量，实际雨强Ｉｐ、雨前土壤含水量δ和　为自变量，进行多元回归，得到了参数预测方程和单场暴雨条件下坡面产流总量的预测方程。通过检验，利用本文提出的方程预测单场暴雨条件下的坡面产流过程是可靠的，在实践中可以应用。     

草甸草原植被利用强度对水土流失影响的研究

1999年和2000年5月－9月在锡林郭勒盟东乌旗贺斯格乌拉牧场进行了被不同利用强度对水尘土流失影响的研究。试验表明，草原植被的利用强度与水土流失密切相关。例如2000年9月12日的降雨量为17．5mm，对照区的清水径流量为8427．70m^3/km^2，土壤侵蚀量为8．03t/km^2；轻度利用区分别为9426．41m^3/km^2和24．42t/km^2；中度利用区分别为1262．59m^3/km^2和63．88t/km^2；重度利用区分别为13649．22m^3/km^2和160．04t/km^2。除植被因素外，降雨量、降雨强度以及地形都影响水土流失的多少。     

宁南山区不同降雨强度下坡地的产流产沙特征分析

采用人工模拟降雨方法,分设3种不同的降雨强度,研究了宁南山区人工草地和坡耕地的产流产沙特征。结果表明：人工草地与坡耕地的径流量最高分别为14.55、14.21 mm;侵蚀模数坡耕地最高为15.5 t/km^2,人工草地最高为10 t/km^2。人工草地和坡耕地的径流量、侵蚀模数均随降雨强度的增加而增加,并与降雨强度呈指数函数或幂函数。     

官厅水库上游典型植物措施特性及在侵蚀性降雨下的水沙效应分析

为了研究官厅水库上游地区水土保持典型植物措施的减水减沙效益,选取5个标准样地,通过分析该地区侵蚀性降雨特性和植物多样性程度,研究不同典型植物措施的减水减沙效益随雨量、雨强和时间的变化,并评估不同植被盖度对径流深、产沙量的影响,得出在官厅水库上游布设水土保持典型植物措施的有效方法。结果表明:1)草坡盖度越高减水减沙效益越好,在大暴雨和特大暴雨条件下时效果明显,但盖度在45%~60%的草坡即可以达到水土保持典型植物措施的有效盖度,因此这一盖度适宜在北京山区范围内推广。灌草结合可在减少径流和泥沙方面达到较好效果,在官厅水库上游布设较草坡安全。2)合理的植被群落配置可以增强该群落自身对不良环境的抵抗力,其中多样性程度是关键,可促进坡面植被的盖度和稳定性保持在一定水平。保证植物盖度的同时,多样性程度越高,其退化速度越慢,从而可以保证植物的盖度和正常生理活动,减少径流和泥沙的产生。在进行水土保持植物措施的布设时,需要考虑到植物种类的多样性,将盖度与多样性指数、丰富度指数、均匀度指数作为布设措施时需要考虑的因素,并逐年进行补植。该研究为比较相应措施的水土保持效益打下基础,从而为北京山区生态安全的研究提供一定理论基础。      

南京毛竹林小流域径流组分及CN值影响因素研究

根据南京毛竹林小流域降雨径流数据的观测分析,毛竹林具有良好的水源涵养功能;毛竹林小流域月降雨量分别与月径流量、月壤中流+地表径流、月基流量、月产损呈正相关,降雨是影响该地区径流年际变化的主要因素;结合SCS模型反推得到的CN值计算式,分析表明:在产流过程中,CN值与土壤体积含水量无相关性,CN 值分别与降雨量、降雨量/土壤含水率呈指数负相关,与产损量呈负相关关系,并建立CN值与各显著影响因子的回归模型。此结果可为日后SCS模型在该流域的应用提供参考。     

径流曲线数(SCS-CN)模型估算黄土高原小流域场降雨径流的改进

径流曲线数(SCS-CN)是预测场降雨地表径流常用的水文模型之一,由于其基本假设合理、参数易于获得而被广泛应用。然而,由于流域径流的形成受广泛存在空间或时间异质性的地形、地貌、土壤、气象、植被以及土地利用等多种因素的影响,按照标准径流曲线数模型估算的场降雨径流与实测径流相差可能很大。因此,针对特定区域、特定流域对该模型进行相应的修正是提高其径流预测精度的有效途径。本文于晋西黄土区吉县蔡家川分别以农田草地、人工林和次生林为主的3个典型小流域为对象,将2004—2011年实测的场降雨径流数据分为模型参数率定期(2004—2009年)和验证期(2010—2011年),对比标准SCS-CN模型和修正的SCS-CN模型(包括降雨量修正,降雨量与降雨强度修正,降雨量、降雨强度和初损率优化修正)预测场降雨径流的可靠性。结果表明:1)标准SCS-CN预测小流域场降水径流时,精度极差,模型拟合效率系数(E)均小于0;2)采用降雨量修正CN值预测流域地表径流精度优于标准模型,但对于小径流事件而言,预测结果会偏大,对于大径流事件,预测结果会偏小;3)基于优化降雨强度修正因子β和初损率λ模型可以提高以农田草地和人工林为主2个小流域的径流预测精度。对于以次生林为主的流域而言,仅通过降雨量修正CN值即可提高模型的预测精度,E可达0.79。反映流域储水特征的初损率λ,人工林为主的流域最小,为0.069,农田草地为主的流域次之,为0.189,次生林为主的流域,为0.200,表明次生林流域具有较好的储水效果。      

海南不同林分地表径流特征分析

目的探讨桉树林、橡胶林和次生林3种森林地表径流的月动态以及不同雨量等级发生的地表径流规律,为准确评价3种森林水源涵养效益以及人工林可持续经营提供科学依据。方法在海南黎母山不同林分建立径流场,其中桉树林中有4个（F1、F2、F3、F4）,橡胶林有1个（F5）、次生林中有1个（F6）,从2010年4月到2011年3月进行地表径流观测,对比分析了3种森林类型地表径流特征,并借助G（2,1）模型基本思路以及sigmoid模型预测了月地表径流系数。结果（1）F1 ~ F6径流场全年地表径流量分别为230 、49 、170.1 、84.2 、340 、396.4 mm,其中雨季地表径流量分别占全年地表径流量的90.28%、91.61%、87.89%、92.74%、91.86%、90.88%。（2）各月地表径流量大小呈现相同的顺序,即F6 > F5 > F1 > F3 > F4 > F2。（3）雨季次生林地表径流总量是桉树林的1.75 ~ 8.11倍,橡胶林是桉树林的1.49 ~ 6.89倍。（4）单次降雨超过10 mm才会发生地表径流,地表径流随降雨等级而增大,大于60 mm的降雨量占全年总雨量的57.95%,而F1 ~ F6径流场产生的地表径流分别占全年地表径流量的84.92%、89.08%、82.14%、87.75%、79.56%、83.49%。sigmoid模型对雨季地表径流系数的预测精到高于旱季,但对2010年8月各径流场的地表径流预测偏差较大。结论该地区5年生桉树、6年生橡胶人工林的地表径流并不总是比次生林大,因此在评价人工林水源涵养能力时有必要考虑林龄和地理位置。