中小雨强下谷子坡地的降雨入渗特征模拟

【目的】研究谷子坡地的降雨入渗特征,为谷子坡地水分管理及防治水土流失提供科学依据。【方法】采用人工模拟降雨的方法,以裸露坡地为对照,研究中小雨强(40mm/h)下,3°、5°、10°、15°的坡地在谷子拔节初期、拔节中期、抽穗初期和灌浆初期的降雨入渗特征,并筛选出最优拟合模型。【结果】谷子坡地最初入渗率较高,随降雨历时的延长入渗率呈下降趋势,至降雨后50min基本接近稳定入渗阶段,入渗率与入渗时间之间符合幂函数关系。入渗总量随坡度的增大而减小,随谷子生长期的延长而增大;与裸地相比,谷子坡地的初始入渗率、稳定入渗率、平均入渗率、累积入渗量分别提高了10.4%,28.17%,16.46%和20.47%。Kostiakov模型基本能模拟谷子坡地的入渗特征,但平均入渗率估算值(0.420mm/min)比实测值(0.474mm/min)降低了11.39%。【结论】谷子坡地的入渗总量大于裸地,入渗曲线可用Kostiakov模型拟合。     

陇东地区降雨侵蚀力时空变化特征分析

【目的】对陇东地区降雨侵蚀力的时空变化特征进行研究,为认知该区域水土流失规律和指导水土保持工作提供参考。【方法】以陇东地区正宁、宁县、西峰、镇原、合水、庆城、华池和环县等8个区县气象站2001-2011年日降雨量资料为基础,采用日降雨量侵蚀力模型计算各站点降雨侵蚀力值,探讨分析了该区域降雨侵蚀力的年际变化和年内分布特征,并结合GIS软件分析了陇东地区年降雨侵蚀力的空间分布规律。【结果】陇东地区各区县气象站点年均降雨侵蚀力为1 144.8~2 048.5 MJ·mm/(hm2·h),且东南部明显高于西北部;中南部地势低洼的宁县和合水县由于侵蚀性降雨集中,其降雨侵蚀力值大于东南部年降雨量和侵蚀性降雨量最大、侵蚀性降雨天数最多的正宁县。区域降雨侵蚀力年内高度集中,各区县气象站点6-9月降雨侵蚀力占全年的84.4%~88.8%,呈显著的单峰型分布。区内降雨侵蚀力年际波动较大,各站点年际变率为29.09%~56.55%。趋势分析表明,陇东8个区县的年降雨侵蚀力总体呈减小趋势,其中华池和环县降雨侵蚀力减小显著(P0.05)。【结论】陇东地区年内80%以上的降雨侵蚀力集中在6-9月,空间上则由东南向西北递减,从时间上看,近年来该地区降雨侵蚀力呈减小趋势。     

赣州地区汛期降雨分布特征与特殊地形影响分析

根据中尺度加密站雨量分布,分析了赣州地区汛期降雨分布的特征,探讨了特殊地形与雨量分布的关系及影响,以期对赣州地区汛期降雨有更全面、更深刻的认识。     

中国玉米生育期变化及其影响因子研究

【目的】在全球气候变化背景下,分析中国玉米播种期和成熟期的变动情况以及气候资源变化特征。【方法】在收集整理全国2 414个县的玉米生育期数据的基础上,绘制了1970s和2000s中国玉米的播种期与收获期分布图;在整理全国618个气象站点1971-2010年气象资料的基础上,绘制了1970s时段和2000s时段中国年均温度、降雨和太阳辐射量空间分布图。以农业种植一级区为基本单位,建立不同区域农业气候资源变化与玉米生育期变化的回归方程,并将PRECIS模型中B2情景数据代入方程组预测2030s中国玉米的生育期。【结果】与1970s时段相比,2000s时段东北大豆春麦甜菜区的玉米播种期基本保持不变;其它各农业种植一级区的玉米播种期均提前约1-15 d;除东北大豆春麦甜菜区和北部高原小杂粮甜菜区春玉米的成熟期平均推迟了11 d和3 d,2000s时段其它玉米种植区域的成熟期平均提前3-12 d。2000s时段云贵高原稻玉米烟草区的玉米生育期缩短约5 d,黄淮海棉麦油烟果区、华南双季稻热带作物甘蔗区和西北绿洲麦棉甜菜葡萄区的玉米生育期基本保持不变;其它各区域玉米生育期均有所延长。与2000s时段相比,B2情景下,2030s东北大豆春麦甜菜区的春玉米播种期将推迟2-5 d,其它各农业种植一级区的玉米播种期将提前2-19 d;东北大豆春麦甜菜区、北部高原小杂粮甜菜区和华南双季稻热带作物甘蔗区的玉米成熟期将推迟4-15 d,黄淮海棉麦油烟果区、长江中下游稻棉油桑茶区、川陕盆地稻玉米薯类柑橘桑区和云贵高原稻玉米烟草区的玉米成熟期将提前2-12 d,南方丘陵双季稻茶柑橘区和西北绿洲麦棉甜菜葡萄区的玉米成熟期则基本保持不变。2030s时段黄淮海棉麦油烟果区和云贵高原稻玉米烟草区的玉米生育期则将缩短3-6 d,其它区域的玉米生育期将延长2-15 d。【结论】中国气候正朝着增温、变干和低辐射的方向发展。受温度、降雨和太阳辐射量变化的影响,中国不同农业种植区域内玉米生育期变动明显,其中除东北大豆春麦甜菜区外玉米播种期以提前为主,玉米成熟期的变动则较为复杂,玉米的生育期则以延长为主。     

不同降雨强度下滨海盐渍土水盐运动规律模拟实验研究

采用原状土柱 ,对滨海盐渍土的水盐运动进行了室内模拟研究。结果表明 :7,14和 2 8mm的雨量下 ,滨海盐渍土土壤剖面的水分运动规律基本相似 ,水分运动的整个过程可分为两个阶段 ,即入渗控制阶段和蒸发控制阶段。第 1阶段经历的时间很短 ,第 2阶段经历的时间较长 ,其水吸力随时间变化趋势符合对数方程 ,达到极显著水平。剖面上盐分运动规律却具有明显的差异性 :小雨时土体中的盐分再分布十分缓慢 ,甚至基本没有变化 ;中雨和大雨时土体中的盐分明显发生再分布 ,且也可以分成两个阶段 ,即盐分迅速下降阶段和盐分缓慢上升阶段。中雨和大雨第 2阶段盐分随时间的变化趋势也符合对数方程 ,达到极显著水平。就脱盐效果而言 ,小雨很难使土体脱盐 ;中雨能使土体在短时间内部分脱盐 ,但长期而言 ,整个剖面脱盐效果不理想 ;大雨能使整个土壤剖面长期处于脱盐状况 ,因此脱盐效果好     

晋东南土石山区降雨侵蚀因子量化研究

通过对土石山区降雨侵蚀因子的定量研究,得出该区降雨侵蚀的雨量标准是８．６ｍｍ,瞬时雨强公式为：Ｏ＝２．５６６８ｔ＾０．３３８６;降雨侵蚀力最佳组合形式是Ｉ６０ΣＥ或ＰＩ６０;年临界侵蚀模数为１５０ｔ／ｋｍ＾２。该项研究成果为土石山区土壤侵蚀的定量研究和预报工作提供了理论基础和科学依据,并可在同类地区应用和推广。     

猕猴桃花期降雨及涝害管理措施

铜陵位于安徽省中南部,属长江下游地区,季风气候明显,雨量充沛,日照充足,利于果树生长。猕猴桃作为当地近几年新发展的水果,对当地气候条件较适应,植株长势健壮,栽培品种多为中华猕猴桃和美味猕猴桃系列。但由于该地区春夏季节南北气流交锋频繁,4月、5月份雨水偏多,此时恰逢猕猴桃花期,连日阴雨影响昆虫活动和花粉传播,并在田间产生涝害,从而降低猕猴桃授粉质量及坐果率,造成果园减产。     

基于CROPWAT模型的哈尔滨地区26年大豆生产水足迹变化研究

水足迹是大豆主产区作物生长期农业用水评价的新指标体系,为定量评价哈尔滨地区大豆生产水足迹组成及降雨年型对大豆生产的影响,利用CROPWAT模型计算哈尔滨1986-2011年26年间大豆生产水足迹,探讨不同降水年型大豆生产水足迹及其水足迹组成来源的变化规律,评价其与哈尔滨地区大豆种植面积和产量的关系。结果表明:26年间,大豆生产水足迹中,蓝水足迹和绿水足迹所占的比例不同,绿水足迹为0.12～0.29 m^3·kg^-1,是大豆水足迹的主要组成部分;对比不同降水年型大豆生产水足迹组成,在欠水年型整体上存在着显著的蓝水集聚效应,出现蓝水的5个年份主要集中在欠水年区域,蓝水范围为0.017 4～0.048 2 m^3·kg^-1,占水足迹9.52%～28.73%;1986-2011年水足迹整体呈递减趋势,即随着农业管理技术的提升,单位产量绿水消耗量在逐渐减少。丰水年和欠水年与平水年相比,有效降雨量与大豆单产拟合方程R^2较大,表明在雨量较大或较小时降水分布对产量影响效应关系更接近于二次函数。本研究结果能够为黑龙江大豆主产区水肥统筹管理提供依据。     

江西鹰潭地区降雨侵蚀力及简易算法初探

根据江西鹰潭市红壤生态站自建气象站1999￣2003年度观测资料,对该站自然降雨侵蚀力(R)及其特征进行了研究和分析。结果表明,1999￣2003年度红壤生态站具有侵蚀力的自然降雨次数共有180次,降雨过程主要发生在4￣6月。根据R值的“EI30”方法,计算出各年的降雨侵蚀力依次为:3722.3,6864.2,4520.5,6299.1和5580.9MJ·mm/(hm2·h·y)。利用各次有侵蚀力的降雨过程,初步总结了鹰潭地区降雨侵蚀力的简易算法。     

降雨类型与坡度对棕壤垄沟系统产流产沙的影响

为深入理解棕壤垄作坡耕地的土壤侵蚀机理,利用1.60 m×0.53 m的试验土槽,设计2个降雨类型,即增强型(70～70～100～100 mm/h)和减弱型(100～100～70～70 mm/h),以及2个坡度(9°和18°)的人工模拟降雨试验。每个雨型分2个阶段(阶段I、阶段II),每个阶段进行相同雨强的2个场次降雨,每个场次降雨历时20 min。结果表明:(1)雨强对径流量呈显著影响(P0.05),100 mm/h雨强下的径流量70 mm/h时的径流量。在减弱型雨型下,坡度对径流量影响显著(P0.05),而增强型雨型下在不同阶段坡度对径流量的影响不同。(2)雨强对产沙量的影响显著(P0.05),在阶段Ⅰ降雨中,100 mm/h雨强下9°和18°坡面的平均每分钟产沙量分别为70 mm/h雨强下的23.98,9.07倍。在70 mm/h雨强下,坡度对产沙量的影响显著(P0.05),而100 mm/h雨强下不同阶段坡度对径流量的影响具有差异性。(3)100 mm/h雨强在不同雨型中出现的时序对产沙量影响不显著(P0.05);在70 mm/h雨强下,产沙量整体较小,基本在15 g/min以下。同一雨强在不同雨型中的时序对径流量均存在显著影响(P0.05)。(4)总径流量从大到小依次为:9°减弱型18°减弱型9°增强型18°增强型;总产沙量从大到小依次为:18°增强型18°减弱型9°减弱型9°增强型。不同雨型下,雨强发生改变后,累计径流量和累计产沙量增加速率和雨强的改变具有一致性。