康平县高大棚小流域侵蚀性降雨与产沙关系分析

文章以康平县高大棚小流域为例,结合径流小区监测数据和降雨资料,选择2017-2019年的降雨历时、平均雨强、最大60 min雨强、最大30 min雨强、降雨量5个指标,研究了各侵蚀性降雨特征指标、降雨量、场次、降雨频率与产沙之间的相关性.结果表明:研究小流域降雨变化总体呈正态分布,从季节分布上,夏秋两季降雨集中,具有明...     

侵蚀性降雨分类及植被类型对产流产沙的影响

为探索各类侵蚀性降雨及不同植被类型对产流产沙的影响,利用K-均值聚类分析法对黄土丘陵沟壑区安家沟流域布设的乔木林、灌木林、人工草地、天然草地和农作物等5种径流小区2014—2018年降雨、径流、泥沙观测资料进行了分析。结果表明:研究区侵蚀性降雨发生在5—9月,其中8月的侵蚀性降雨量及其产生的径流模数、侵蚀模数最大;可把侵蚀性降雨分为中雨量小雨强、中雨量大雨强、大雨量中雨强、大雨量超大雨强、暴雨量超大雨强等5种类型,出现的频率分别为42.85%、34.29%、14.29%、5.71%、2.86%;径流模数与侵蚀性降雨量、最大30 min雨强呈极显著相关,与降雨时长、平均雨强呈显著相关;产沙模数与侵蚀性降雨量、最大30 min雨强、平均雨强、降雨时长呈极显著相关,降雨量大且强度高的降雨是产生强烈侵蚀的主要动力来源;不同植被类型对产流产沙的调节作用差异较大,在大雨量情况下地表覆盖程度对产流产沙影响较大,地表覆盖度较高、对地表扰动小的林地和天然草地产沙模数较小,人工草地和农地因施肥、除草、收割等对地表扰动大且导致地表裸露时间长而产沙模数较大。     

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.     

降雨特征对巧鸟径流小区水土流失的影响分析

以锦州巧鸟径流小区为例,结合2017-2020年151场降雨水文泥沙数据,将降雨类型按照K-均值聚类法划分,然后采用LSD多重比较法建立多元拟合回归方程,通过分析不同雨型特征探讨了巧鸟径流小区的产流产沙特性.结果表明:①降雨侵蚀力、30 min最大雨强I30、降雨量为影响巧鸟径流小区产流产沙的重要因素,降雨事件的水沙特...     

基于不同降雨特征的空闲坡耕地产流产沙特征解析

阐明空闲坡耕地产流产沙特征,可为坡耕地水土资源综合治理提供科学依据。以第四纪红黏土发育红壤为研究对象,采用野外径流小区长期定位试验的方法,分析天然降雨条件下的空闲坡耕地产流、产沙特征及其对降雨特征的响应机制。结果表明：空闲坡耕地的土壤侵蚀等级为强烈等级以上,产流、产沙存在逐年降低趋势,与年降雨历时存在一定的负相关,但不显著;产流、产沙主要集中在4-9月,可分别占到全年总量的96.73%和99.35%;小雨雨型几乎无产流、产沙,暴雨雨型以上降雨的产流、产沙贡献率大,其贡献率均在80%以上;降雨量、降雨历时、降雨动能以及降雨侵蚀力对产流的驱动模型呈二次曲线函数关系,最大30 min雨强的驱动模型则呈幂函数关系;降雨动能、降雨侵蚀力以及最大30 min雨强对产沙的驱动模型均呈现幂函数关系,而降雨量和降雨历时的驱动模型分别为一次线性函数和二次曲线函数关系,产流驱动模型的可决系数均大于产沙驱动模型,产流与产沙的关系表现为幂函数关系。     

基于聚类分析的重庆市侵蚀性降雨特征研究

基于重庆市32个国家气象站点的2009-2018年逐分钟降雨观测数据,开展侵蚀性降雨的雨量、历时、雨强及降雨侵蚀力特征值分析,探讨研究区侵蚀性降雨时空分布特征及雨情特点。结果表明：研究区多年平均侵蚀性降雨量、历时、雨强及发生次数分别占多年平均降雨量、历时、雨强及发生次数的75%、44%、55%和18%;侵蚀性降雨年内主要集中于5-9月,雨量、历时的年内分布呈双峰变化,雨强、发生次数和降雨侵蚀力年内变化则呈单峰特征;降雨侵蚀力年际变化幅度为-22%~27%。侵蚀性降雨各特征值在空间上表现出明显的区域差异性,主成分聚类分析方法将研究区划分为轻度、中度和重度3类降雨侵蚀区;研究区雨情基于K均值聚类分为3类,类Ⅰ为区域主要雨型,类Ⅲ为降雨侵蚀力最剧烈的雨型,类Ⅱ的雨量、雨强、历时以及降雨侵蚀力则介于类Ⅰ、类Ⅲ之间。     

亚喀斯特林地野外模拟降雨条件下地表径流特征

以贵州省亚喀斯特地区为研究对象,通过人工模拟降雨实验的方法,分析不同降雨强度的地表径流效应特征,实验结果表明:降雨过程中任意时间段,雨强越大,地表径流量越大;降雨过程中,雨强为30 mm/h时的径流系数范围为0.0143~0.0407。雨强为75 mm/h时的径流系数范围为0.0093~0.0420。雨强为120 mm/h时的径流系数范围为0.0111~0.0435;侵蚀产沙随降雨历时变化的幅度较地表径流大,产沙量变化曲线呈现明显的不规则波动;雨强为30 mm/h时的产流时间是2.37 min,雨强为75 mm/h时是1.29 min,雨强为120 mm/h时是1.51 min;降雨结束时,累积地表径流量表现为雨强越大,累积地表径流量越大,即雨强为120mm/h时的累积地表径流量最大。以累积地表径流量算出的径流系数,表现为随着雨强的增加而逐渐减小。研究结果表明:在亚喀斯特地区,雨强不同导致地表径流特征不同。该实验结论可为亚喀斯特地区水土保持和生态保护建设等提供一定的理论参考。     

吉林省旱田灌溉降雨有效利用率探讨

前言 降雨是农业用水的基本来源。降雨量、降雨频率和降雨强度3个要素也因地、因时而异。目前,世界上一些地区已基本获得了年、月、旬降雨量、雨强及其分布的资料。然而,其它有关降雨资料却尚不十分明确,如降雨有效利用率这一常用数据在实用中仍感困惑不     

次洪R-B指数与降雨特征的相关性及其区域化分析

为了研究流域次洪R-B指数变化特征及其与降水特征的关联性,采用东江10个子流域单峰洪水及其相应的降雨资料,分析每场洪水的R-B指数特征,统计出各场洪水的洪量、洪峰流量、洪水历时等洪水要素以及每场洪水相应降雨过程的平均雨强、前期无雨天数等降雨要素。研究结果表明,洪峰流量对该指数的影响更大;平均雨强、总降雨量以及最大一天降雨量与该指数相关性显著,且相关程度几乎一致。基于R-B指数与降雨各要素的关系所拟合的线性回归公式效果较好。     

北京山区暴雨泥石流预警模型研究

北京山区泥石流多以暴雨类沟道侵蚀型泥石流为主,具有暴发频率低、间歇周期长、群发性显著等特点,在无丰富泥石流事件支持的情况下,泥石流预警一直是个难题。在北京地区已有泥石流预警模型校验的基础上,以泥石流流域降雨精细监测为基础,将场次累计降雨量(R)和最大小时雨强(I)视为反映暴雨泥石流雨场特征的二维离散随机变量,分析了不同雨场累计降雨量(R)和最大小时雨强(I)的联合概率分布特征,绘制了降雨安全等概率线;在此基础上,以近年来少数泥石流样本为基础,以降雨安全概率4%曲线作为北京地区泥石流预警线。研究结果表明:当雨强大于60 mm/h,过程雨量达到220 mm时,泥石流发生的可能性极大,可满足现有地质环境背景下暴雨泥石流预警需求,并可为无丰富泥石流灾害样本地区的泥石流预警提供技术参考。     

湘中红壤丘陵区小流域次雨洪产沙模型研究

为建立适用于湘中红壤丘陵区小流域次雨洪产沙模型,对湖南省武水河井头江水文站上游流域共27场具有代表性的小洪水的降雨、径流与泥沙进行了相关分析和精度检验。结果表明：次暴雨输沙模数和最大0.5 h雨强、次降雨量、次地表径流深都有较好的相关性,因此选取次降雨量与最大0.5 h雨强做因子,采用最小二乘法建立了次输沙模数的二元一次线性回归模型。经检验,该模型具有一定的精度,可据此模型对该流域次雨洪产沙量进行预报。     

雨型对东北黑土区坡耕地土壤侵蚀影响的试验研究

降雨雨型对土壤侵蚀过程有重要的影响,也是当前土壤侵蚀研究的热点之一。通过野外原位人工模拟降雨试验,设计了次降雨中平均降雨强度、总降雨量相同的4种不同降雨雨型(均匀型:降雨强度为60mm/h;峰值型:降雨强度分布为30-90-60mm/h;延迟型:降雨强度分布为60-30-90mm/h;减弱型:降雨强度分布为90-60-30mm/h),研究降雨雨型变化对东北黑土区坡耕地土壤侵蚀的影响。结果表明:各雨型条件下休闲坡耕地径流总量的大小顺序为延迟型>减弱性>均匀型>峰值型,而土壤侵蚀总量的大小顺序为减弱型>均匀型>延迟型>峰值型。延迟型雨型的坡面径流总量是其它雨型的1.02~1.45倍,减弱型降雨的侵蚀总量分别是均匀型、延迟型和峰值型的1.03、1.36和2.68倍。同一雨强在不同降雨雨型中出现的位置不同,其产生的坡面径流量和侵蚀量对坡面总径流量、总侵蚀量的贡献率也不同,分布在降雨雨型起始位置的雨强对坡面径流量的贡献率最小;除30mm/h降雨强度外,分布在降雨雨型起始位置的雨强对坡面侵蚀的贡献率最大。研究还发现,试验设计中减弱型降雨雨型与东北黑土区夏季主要侵蚀雨型特点类似,是造成东北黑土区坡耕地土壤侵蚀相对严重的主要雨型。     

黄土坡面侵蚀产沙分配及其与降雨特征关系的研究

本文根据天然降雨径流小区资料,研究了陕北黄土丘陵区坡面不同侵蚀带的产沙分配,以及降雨因素对其影响.结果表明,细沟浅沟侵蚀带是沟间地泥沙的主要来源;各侵蚀带产沙量随雨量、雨强的变化趋势一致,但在不同强度级降雨下,各侵蚀带产沙盈随雨强变化的幅度相差很大.经分析得出了各侵蚀带侵蚀量与30min最大雨强的关系模型,提出了不同侵蚀带侵蚀发生的临界雨量和临界雨强值,以及反映雨强影响作用规律的两个特殊雨强值.     

西安市降雨模式变化及其对排水系统的影响

基于西安市1961~2011年共51年分钟自记雨量资料,以5a为间隔分段统计了各段年均降雨量及降雨日数、大雨量及大雨日数、暴雨量及暴雨日数和设计降雨强度,运用Mann-Kendall突变分析法和线性趋势法分析了西安市降雨模式变化。结果表明自2005年后年均降雨量和降雨日数均减少,降雨日数减少幅度更大,而大雨和暴雨日数及其雨量均增加,雨量增加幅度更大,表明降雨、大到暴雨集中度增加,2005年以后大雨和暴雨发生频次更高;同一强度降雨的重现期在2005年后较小,同一重现期的降雨在2005年后雨强更大,在2005~2009年段在重现期为1~5a的降雨中各历时强度均达到最大,结合气候变化及城市化分析了西安市降雨模式变化的原因;讨论了在气候变化和降雨模式变化条件下,以降雨历史资料为基础推求降雨强度公式,设计雨水排水系统存在的问题及与城市内涝之间的关系。     

黄河流域中游典型支流汛期降雨特性变化分析

选取黄河流域中游5条典型支流,基于74个雨量站点1980—2009年的日降雨数据和汛期降雨摘要数据(1～5h精度),利用Mann-Kendall趋势检验与突变检验方法分析研究区域内的汛期降雨特性变化。将次降雨按照场次雨量分级为小雨、中雨、大雨和暴雨,按照场次平均雨强分级为低雨强、中雨强和高雨强降雨,统计各级别的雨量、雨强、频次及历时等,综合探讨不同级别的降雨特性变化。结果表明,区域内汛期降雨总量有略微的增加,而雨强大幅减少;小雨、低雨强降雨的雨型转变明显,暴雨、高雨强降雨受到的影响相对较弱。本文对于理解以超渗产流为主的黄土高原区的产流模式有重要意义。     

降雨雨型对滑坡影响的流固耦合数值分析

基于流固耦合理论和非饱和土强度理论,对降雨雨型对降雨型滑坡产生的影响进行了数值分析研究。结果表明,不同降雨雨型虽降雨量相同,但强度不同,对边坡孔隙水压力变化、分布和稳定性变化有重要影响;造成这种差异的根本原因为降雨量在整个降雨过程不同时段的集中程度不同。从安全的角度考虑,在进行边坡的稳定性分析时,在已知降雨量和降雨持时的条件下,建议采用线性递增型雨型来进行计算。     

紫色土坡面壤中流形成与坡面侵蚀产沙关系试验研究

 采用人工模拟降雨法,在长5.0 m、宽1.5 m、6个不同坡度（10°,15°,20°,25°,30°,35°）的径流小区上,通过3个不同降雨强度（1.0,1.5,1.8 mm/min）,对紫色土坡面产流形式及侵蚀产沙关系进行了模拟试验研究。结果表明：紫色土坡面总径流主要由地表径流和壤中流两种形式组成,地表径流和壤中流在总降雨量中的比例随雨强和坡度的不同而发生变化,在相同坡度情况下,壤中流占总降雨量的比例随雨强的减小而增大,在雨强相似的条件下,壤中流占总降雨量的比例随坡度的增大而增大。普遍存在的壤中流在土壤侵蚀尤其是重力侵蚀中起到了相当重要的促发作用,甚至由壤中流促发的侵蚀量要远远高于片蚀、沟蚀等坡面侵蚀形式,这与以往研究表明的长江流域坡面侵蚀以面蚀为主的结论有所不同。     

不同雨型下泥石流松散物源体降雨入渗及衰减规律

降雨前后松散物源体含水率变化和衰减规律是泥石流启动机理分析和预警模型建立的重要内容。以雨量和松散物源体含水率监测为手段,以累计雨量达100mm的4场典型降雨为例,分析了雨强、初始含水率、累计降雨量以及雨型对含水率变化过程的影响,研究了雨后土体含水率衰减趋势,建立了松散物源体含水率衰减模型。结果表明:当物源体含水率远低于松散物源体稳定持水率(26%～30%)时,含水率随雨强和累计雨量的增大而增大,并趋于正相关;但当含水率接近稳定持水率时,含水率表现为缓慢升高或降低,与雨强及累计降雨的相关性不明显;雨型对降雨入渗过程具有重要影响,双峰型降雨较单峰降雨更有利于水分入渗,峰值位于首尾部的双峰型降雨较峰值位于中后部的降雨更有利于土体含水率的攀升;雨后含水率的衰减规律近似符合指数衰减规律,日衰减系数为e~(-0.023d)。     

岔巴沟流域降雨不同时间尺度的空间变异特征

基于黄土高原岔巴沟流域13个雨量站2004—2006年5 min降雨数据资料,分析了流域2 h、6 h、24 h、3 d、7 d、月和年(5—10月)等7个时间尺度的降雨量空间变异特征。结果表明:①以曹坪雨量站为代表的单站5—9月降雨量占全年的90%以上,其中7—8月以中雨和大雨、暴雨为主,降雨量占年降雨量的60%～80%。②不同时间尺度降雨量的空间变异程度不同,2、6、24 h最大降雨量的变异系数C_V分别为0.27～0.93、0.06～0.81、0.06～0.69,呈减小趋势;3 d到7 d尺度上C_V值并非一直减小;月降雨的C_V以6月最大,年(5—10月)降雨量的C_V为0.05～0.11。③暴雨中心在2004年、2005年分布在流域上游,2006年则移至下游。降雨量的空间变异性随着丰水年水汽运移强度增大及降雨量增大而减小,局地性降雨尤其是局地暴雨是引起空间不均匀性的主要原因。     

不同措施下土壤侵蚀特征值及其影响因子典型相关分析

根据东北沟小流域观测裸地、等高耕种、水平阶等3种措施径流小区的径流量和泥沙量资料,研究不同措施下径流泥沙与降雨等因素的相互关系,采用典型相关分析法分析不同措施下影响土壤侵蚀的主要因子。结果表明,在裸地和等高耕作措施下,径流深在土壤侵蚀特征因子中起主要作用,而在水平阶措施下,土壤流失模数在土壤侵蚀特征因子中起主要作用。不同措施下土壤侵蚀影响因子不同,在裸地和水平阶措施下,可以通过降雨量、雨强和雨前土壤含水量等土壤侵蚀影响因子来预测径流深和土壤流失模数,而在等高耕作措施下,用降雨量、雨强、降雨侵蚀力等土壤侵蚀影响因子预测土壤侵蚀特征因子更为准确。