降雨能量对水土流失的影响研究进展

降雨是导致土壤流失的动力因素,降雨侵蚀力反映由降雨引起土壤侵蚀的潜在能力,准确计算降雨侵蚀力是定量预报土壤流失的重要环节.本文回顾了国内外降雨能量及其侵蚀力研究现状、进展、降雨雨谱测定、降雨能量及侵蚀力计算方法、降雨与产流产沙的关系,归纳总结了降雨与降雨侵蚀力的研究方法,并根据降雨地域性差异较大的特点,推荐了适用于我国的降雨侵蚀力及降雨能量计算公式.     

降雨侵蚀力时间变异规律与模型研究

雨滴击溅作用和降雨产生的径流,是土壤水蚀的动力因子即降雨侵蚀力因子.目前公认的降雨侵蚀力指标,首先应用于通用土壤流失方程.近年各国学者又对降雨侵蚀力模型做了很多研究,其中比较有代表性的是半月侵蚀力模型和月侵蚀力模型.文章主要研究三种日雨量侵蚀模型的模拟效果.     

江西省北部燕沟小流域降雨侵蚀力研究

降雨侵蚀力是通用土壤流失方程中的一个重要指标,不同区域降雨侵蚀力的差别是导致区域间水土流失特征差别的重要原因之一,因而降雨侵蚀力的研究是水土流失规律研究的一个基本问题.采用气象站及标准径流小区观测方法,对江西省北部燕沟小流域降雨侵蚀力及侵蚀性雨量标准进行了研究.结果表明:通过Spss软件用10种模型拟合4个最大时段雨强(10、30、45、60 min最大雨强即I 10、I 30、I 45、I 60)与土壤流失量的相关关系,结合残差图分析,认为I 30、I 45、I 60与土壤流失量均有很好的相关性,而I 30是计算降雨侵蚀力的最适时段雨强,所选10种模型拟合结果不能证明土壤流失量与I 10之间有相关关系.试验地裸露小区侵蚀性雨量标准为14.0 mm,相应雨强标准分别为0.775 mm/h,大雨强降雨是引起侵蚀的主要降雨.大于该雨量标准的降雨量占全年总降雨量的百分比为65%.侵蚀性降雨雨量月分布与总降雨量月分布趋势相近.     

气候变化对降雨侵蚀力的影响研究综述

以全球变暖为主要特征的全球气候变化导致降雨侵蚀力改变,从而影响区域土壤流失过程。因此,研究气候变化对降雨侵蚀力的影响,对适应和预防全球气候变化、争取环境外交主动权、制定农业发展战略具有积极作用。对相关研究成果进行了总结:国外相关研究由侧重单一的降雨量变化对降雨侵蚀力的影响,发展为气候变暖和土地利用类型的变化对土壤侵蚀环境的综合影响;国内相关研究起步较晚,侧重于不同区域降雨侵蚀力的计算,在长江流域,气候变化对降雨侵蚀力影响的相关研究较少。加强相关研究,既可为长江流域降雨侵蚀力的研究提供理论依据,又可为长江流域降雨侵蚀的防治和气候变化下水保措施的制定提供技术支撑。     

赣北红壤丘陵区降雨侵蚀力研究

利用赣北红壤丘陵区2000～2006年降雨资料,分析了其月平均降雨量和月平均降雨侵蚀力的分布,发现该地区降雨侵蚀力分布与降雨量分布不完全一致,且明显具有双锋特点.原有赣北红壤丘陵区降雨侵蚀力计算模型只考虑了降雨量因素,在降雨量与降雨侵蚀力分布不完全一致时,有一定局限性.考虑到降雨侵蚀力的传统计算方法繁琐、所需资料不易获取等实际问题,建立了赣北红壤丘陵区月降雨侵蚀力和次降雨侵蚀力的简化计算模型,并利用2000～2002年降雨资料对模型参数进行率定,利用2003～2006年降雨资料对模型进行验证,结果表明:简化模型达到了较高的精度,能够用于该地区降雨侵蚀力计算.     

开发建设新增土壤流失后评估方法研究

以天然降雨、人工降雨、放水冲刷等试验研究成果为基础，结合典型区域开发建设新增土壤流失分析的研究成果，以降雨侵蚀力、土壤抗冲性和地面坡度为主要因子，建立了用年降雨资料和次降雨资料计算土壤侵蚀模数的数学模型和开发建设新增土壤流失量的计算方法。所建模型和方法不仅适用于典型研究区域，而且也适用于黄河中游地区。     

基于遥感的水土流失长时序监测分析

基于遥感卫星降雨数据和降雨侵蚀力本地优化方法，结合土地利用、土壤、地形等数据，利用中国土壤流失方程，对南京市2001—2020年土壤侵蚀情况进行遥感监测。归因分析表明，土地利用、植被覆盖度、降雨等均对南京市水土流失面积年际变化产生影响，其中降雨是首要驱动因素。研究成果为其他缺资料地区开展基于卫星降雨数据的降雨侵蚀力本地优化提供借鉴，为水土流失长时序监测评价提供了数据和技术支持。     

皖北平原降雨侵蚀力时空变化及趋势分析

根据皖北平原15个雨量站点日降雨资料,采用降雨侵蚀力简易计算模型、Mann-Kendall趋势分析和滑动T检验等方法分析了该地区降雨侵蚀力时空分布特征及变化趋势.皖北平原降雨量和降雨侵蚀力由北向南呈增加趋势,皖北平原多年平均降雨侵蚀力为4 078.7 MJ·mm·hm-2·h-1·a-1,7个典型雨量站点的降雨侵蚀力变...     

肇庆市水土流失关键因子提取 ——以降雨侵蚀力R为例

降雨是区域水土流失的动力源,研究降雨侵蚀力空间分布规律,对有针对性开展水土保持具有重要意义.基于肇庆市2000-2010年8个气象站点逐月降水资料,计算站点降雨侵蚀力,并运用Anusplin插值法对降雨侵蚀力进行空间化.结果表明,肇庆市降雨侵蚀力介于4446.92～5782.56 MJ·mm/(hm2·h)之间,空间平...     

江苏省降雨及降雨侵蚀力时空变化趋势研究

研究江苏省降雨及降雨侵蚀力时空分布特征,有助于开展土壤侵蚀定量评价工作,为该区域水土流失防治与生态环境建设提供科学指导。本文以江苏省为对象,基于雨量站点长系列日降雨数据,采用以半月为步长估算降雨侵蚀力的简易模型计算降雨侵蚀力,采用降雨集中度、回归分析、距平分析与克里金插值方法探索降雨及降雨侵蚀力的时空分布特征。降雨时间序列对研究降雨及降雨侵蚀力规律变化有较大影响,后续应延长时间序列长度开展降雨及降雨侵蚀力周期性研究。     

模拟降雨条件下开挖面土壤侵蚀测算模型研究

为科学治理工程开挖坡面水土流失问题,采用野外人工模拟降雨试验,设计了5种雨强(30,60,90,120,150 mm/h)和3种坡度(10°,20°,30°),系统分析了不同情景下雨强、坡度、径流率、径流流速、水流剪切力及水流功率同坡面剥蚀率之间的关系。结果表明:工程开挖坡面剥蚀率Di与坡度S相关性不显著(p 0.05),与雨强I、坡度和雨强的交互作用(I×S)呈极显著相关(p 0.01);采用3种常用的细沟间侵蚀模型来计算工程开挖坡面土壤剥蚀率,就拟合效果而言,幂函数型坡度因子指标更适用于工程开挖坡面土壤剥蚀率的计算;采用径流流速、水流剪切力和水流功率为代表的水动力学参数来计算土壤剥蚀率,就拟合效果而言,水流功率是描述其细沟间侵蚀动力过程的最理想水力参数。研究成果可为建立工程开挖坡面水土流失量预测模型提供技术参数和依据。     

三峡库区小流域降雨入渗和产流产沙特征试验研究

三峡库区暴雨集中,历时短,强度大,是造成土壤侵蚀的重要因素。为开展对三峡库区小流域降雨入渗和产流产沙特征研究,通过建立三峡库区小流域微缩模型,分别实施降雨强度为60,90,120 mm/h的3场人工模拟降雨,对小流域模型降雨入渗规律和径流侵蚀过程进行了分析。研究结果表明:径流量均随降雨强度的增加而增加,而降雨强度增加入渗的作用仅在一定范围内是有效的;随着降雨的进行,产流强度和入渗率都趋于稳定状态,入渗率服从对数函数规律,产流强度呈幂函数变化;3场降雨中累计产沙量和累计径流量的关系均满足幂函数形式,含沙量和侵蚀量之间呈较好的线性关系。该研究成果可为这一区域的水土流失防治提供重要的科学依据。     

基于雨滴谱观测的降雨动能与雨强的关系研究

降雨动能是土壤侵蚀的重要影响因素,已有研究拟合了降雨动能KE与降雨强度I(简称雨强)的多种经验关系模型,但缺少相应的理论分析.为揭示降雨动能与雨强的理论关系,基于雨滴谱的Gamma分布,推求了降雨动能与雨强关系的理论公式KE=AIm,其中A与m为参数;并利用清华大学榆林生态水文观测站设立的德国OTT Parsivel-...     

地下供水条件下雨强对土壤养分流失的影响

为揭示土壤养分随径流流失的内在机制,采取地下供水方式使土壤入渗强度降低和人工降雨的方法,进行了雨强对土壤养分流失影响的试验研究。结果表明:供试土壤中养分的流失量随降雨强度的增大而增大,而在土壤内部养分迁移量很小;幂函数模型与指数函数模型相比,能更好地模拟黄土区坡面径流溶质浓度变化过程。     

不同降雨条件对碱性坡耕地土壤侵蚀影响的研究

我国干旱半干旱地区的土壤大部分属于易侵蚀土壤。水的流失是引起土壤侵蚀的主要原因,是制约我国地区经济社会可持续发展的重要限制因子。本试验利用室内模拟人工降雨方法,研究不同降雨强度(50 mm/h和100mm/h)对碱性坡耕地(坡度为5°)土壤侵蚀的影响。     

降雨流动能物理模型研究

本文从降雨流概念出发,通过对降雨流特征量、作用力和运动方程的分析,从理论上推导出降雨流雨滴群体体积比率的物理表达式,并根据雨滴群体体积比率与雨强关系,建立了降雨流平均终速物理模型和降雨流动能物理模型.采用人工模拟降雨试验进行了参数测定.     

基于“3S”技术的南京市水土流失定量监测及分析

为定期对南京市水土流失开展动态监测,利用降雨资料、土地利用资料、环境卫星遥感数据、土壤和地形数据,采用“监测水土流失的定量新方法”,计算2011—2015年南京市水土流失。结果表明:①2011—2015年5 a平均南京市水土流失总量为201.42万t,其中,轻度以上水土流失面积为515.75 km²,水土流失量166.77万t,占全市水土流失总量的82.8%,轻度以上水土流失治理仍是水土流失治理中的重点;②5 a中2015年水土流失最严重,2013年则最轻,其中降雨侵蚀力R_i大小为决定因素;③5 a平均极强烈与剧烈水土流失量为分级侵蚀量中最大;④与2001—2010年10 a平均相比,2011—2015年5 a平均南京市微度水土流失面积增加7.6%,轻度以上水土流失面积减少42.5%,轻度以上年水土流失量减少23.7%,CP值的减小是2011—2015年5 a平均水土流失状况改善的主要原因;⑤3次水土流失定量监测表明,2011—2015年监测强烈、极强烈的水土流失面积和年水土流失量减幅下降,剧烈的水土流失面积和年水土流失量增大,主要原因是2011—2015年降雨侵蚀力R_i (5 a)平均值较大。研究成果为南京市水土保持规划和水土流失防治提供了重要的基础数据支撑和科学参考依据。     

黄土丘陵沟壑区的岔巴沟流域次降雨侵蚀力的研究

降雨侵蚀力是反映由降雨引起土壤侵蚀的潜在能力,是土壤侵蚀模型的重要因子。降雨侵蚀力指标就黄土高原,不同的学者提出不同的指标。雨型对土壤侵蚀影响很大,根据降雨特性分为三种雨型,通过对黄土丘陵沟壑区岔巴沟流域降雨的最大时段雨强与能量的乘积EIt与土壤侵蚀模数直线回归,并对各个相关性系数r之间进行了显著性分析表明,研究区所有雨型条件下从rEI10到rEI60各rEIt之间没有显著性差异;短阵型雷暴雨(A型雨)rEI10与rEI30没有显著性差异但与rEI40有显著性差异,锋面夹雷暴雨(B型雨)其rEI10与rEI100中各rEIt都没有显著性差异。因此,认为黄土丘陵沟壑区的降雨侵蚀力指标EI10到EI30各EIt都可以采用,并且可以被相应简易因子PIt替代。