云南昭通盆地降雨侵蚀性与土壤可蚀性的初步研究

通用土壤流失公式已被广泛用于坡地土壤流失量的估算方面， 而此公式中降雨侵蚀性因子 （ Ｒ 值） 与土壤可蚀性因子 （ Ｋ 值） 因地域差异而不同， 必须结合各地和水文与土壤条件进行修正。以云南昭通坝区昭鲁河新泉水文站１０ 年的观测资料为基础， 分析计算了各种降雨参数的单因子和复合因子， 分别与土壤流失量之间的相关关系， 结果表明， 适合于昭通坝区的降雨侵蚀力 Ｒ 指标为Σ Ｅ· Ｉ１５， 昭通坝区年平均降雨侵蚀力 Ｒ 值为 １８４１４。同时， 根据对本区水稻土、紫色土和山地黄壤机械组成和有机碳含量的分析结果， 计算出这些土壤的可侵蚀性因子 Ｋ 值。最后提出， 鉴于本区降雨侵蚀性因子 Ｒ 值和土壤可蚀性因子 Ｋ 值均较高的情况， 应加强地表植被和表土层的保护， 防止水土流失。

鲁中南山区侵蚀性降雨及典型作物对坡面产流产沙影响研究

为研究降雨量、降雨历时、降雨强度等降雨因素及典型作物对坡面产流产沙的影响,基于K-均值聚类分析法对山东省泰安市东周小流域2014-2020年77次侵蚀性降雨进行分类,并进一步分析不同降雨类型下不同作物产流产沙特征及对各降雨指标的响应.结果表明:①研究区侵蚀性降雨可以分为Ⅰ型(小雨量、短历时、大雨强)、Ⅱ型(大雨量、长历时、小雨强)、Ⅲ型(中雨量、中历时、小雨强)3类.各降雨频率为67.53%,3.9%,28.57%,占研究期内总降雨量的44.2%,14.02%,41.78%.②各径流小区产流和土壤流失量从大到小依次为大豆、裸地、地瓜、花生,花生和地瓜对径流和泥沙的削减效果相对较好.在Ⅱ型条件下,各小区产流产沙量最大,Ⅲ型次之,Ⅰ型最小;但当Ⅰ型和Ⅲ型雨频率较高时,产流产沙量也较大.③对坡面产流产沙影响最大的因素为降雨量,当作物种类不同时,影响次之的因素有所差别.径流对降雨因素的响应程度高于土壤流失量,控制产流发生可在一定程度上有效降低土壤流失量.

滇西蒲缥河流域侵蚀性降雨及产流产沙特征研究

采用径流小区观测法获取蒲缥河流域2018—2022年的降雨及水土流失数据,利用判别聚类法对侵蚀性降雨进行分类识别。结果表明:研究区月降雨量和侵蚀性降雨量随时间的变化呈先增后减的趋势,表现为单峰型,雨季是研究区防治水土流失的关键时期,其侵蚀性降雨量占总量的86.89%;研究区侵蚀性降雨类型主要有3种,其中Ⅰ型降雨特征为高频率、中雨量、短历时、中雨强,Ⅱ型降雨特征为中频率、中雨量、中历时、小雨强,Ⅲ型降雨特征为低频率、大雨量、长历时、小雨强;Ⅰ型降雨产流产沙量远大于Ⅱ和Ⅲ型降雨,是引起蒲缥河流域坡面水土流失的主要雨型,且不同土地利用类型下,坡面产流产沙量以裸地和橘子地最为明显;研究区各降雨影响因子对不同土地利用类型径流深和产沙量的影响存在较大差异,影响程度总体表现为降雨侵蚀力最大,其次为降雨量和I30,平均降雨强度和降雨历时最小。滇西蒲缥河流域侵蚀性降雨主要发生在雨季,雨型及下垫面是影响坡面产流产沙特征的主要因素,植被的高覆盖率和实施沟垄耕作是减少研究区坡面产流产沙的有效措施。

1960-2015年唐秦地区降雨及侵蚀性降雨变化趋势及突变分析

降雨是水力侵蚀的主因,降雨的地理分异规律是各地水力侵蚀特性差异的主因,因此研究降雨时间变化特征对区域水土保持工作具有重要意义。应用变化趋势和突变分析方法(Mann-Kendall检验)对唐秦地区1960—2015年降雨及侵蚀性降雨变化趋势及突变进行分析。结果表明:1)唐秦地区多年平均降雨量639.19 mm,呈波动下降趋势,平均每年减少1.46 mm;多年平均侵蚀性降雨量为443.78 mm,呈波动下降趋势,平均每年减少1.58 mm。2)季降雨特点为夏季降雨最多,平均降雨量466.15 mm,占全年降雨的72%,春秋2季次之,冬季最少;夏季降雨呈波动下降走势,气候倾向率为-3.0011/a,春、秋和冬季降雨呈波动上升走势,气候倾向率分别为0.5083/a、0.4586/a和0.2075/a。3)夏季侵蚀性降雨呈波动下降走势,气候倾向率为-2.2275/a,春季和秋季侵蚀性降雨量呈波动上升趋势,气候倾向率分别为0.1946/a和0.5361/a。4)年降雨突变发生在1996和2011年,年侵蚀性降雨量突变发生在2012年;季节变化上,春季降雨及侵蚀性降雨分别在1965和2013年发生突变,夏季降雨及侵蚀性降雨突变年份在1989和2012年,秋季降雨突变点为2003年,侵蚀性降雨突变年份为2006年,冬季突变年份在1984年。唐秦地区地形复杂,降雨变化规律多变,夏季降雨量多且侵蚀性降雨量大,需加强水土流失防治工作,同时该规律可为唐秦地区水土保持监测工作提供依据。

锦州市侵蚀性降雨时空分布及雨情特征分析

根据锦州市2011—2020年21个气象站点降雨观测数据,分析降雨侵蚀力特征值、侵蚀性降雨的雨强、历时、雨量、雨情及其时空分布特征。结果表明:锦州市侵蚀性降雨多发生于5~9月,年内分布上历时、雨量呈双峰特征,而降雨侵蚀力、发生次数和雨强呈单峰变化;侵蚀性降雨发生次数、雨强、历时及降雨量占总的17%、53%、43%、73%,在空间上各特征值存在显著差异性;可将雨情划分成侵蚀力最剧烈的Ⅲ雨型、最小的Ⅰ雨型及介于两者之间的Ⅱ雨型。

朝阳县侵蚀性降雨量及降雨侵蚀力变化特征研究

以朝阳县及周边气象站点1991—2021年逐日降雨数据为基础,应用克里金插值、小波分析、趋势分析、线性回归等揭示降雨侵蚀力及侵蚀性降雨量时空变化特征。结果表明:朝阳县侵蚀性降雨量总体表现出波动上升趋势,多年平均值为271.82mm,其变化周期性有2~15a、15~22a和25~31a,并以26a为第一主周期,突变点出现在2016—2017年和2012年;从南到北降雨侵蚀力呈现递减趋势,1991—2000年、2001—2010年和2011—2021年降雨侵蚀力均值为1226.28、1271.40、1683.41MJ·mm/(hm^(2)·h·a),朝阳县降雨侵蚀力与降雨量存在显著正相关性。

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>1 000 MJ·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。

侵蚀性降雨标准研究

建立侵蚀性降雨标准 ,是为了区分发生和不发生侵蚀的降雨事件 ,从而大大减少计算降雨侵蚀力的工作量 ,并提高土壤侵蚀预报精度。利用陕西团山沟小流域及所在 3个小区 1961- 1969年的降雨过程资料 ,以漏选和多选降雨事件的降雨侵蚀力相等为原则 ,分别建立了黄土高原坡面侵蚀的侵蚀性降雨雨量标准 12 mm,平均雨强标准 0 .0 4 mm/min,最大 30 min雨强标准 0 .2 5mm/min。其中时段雨强标准筛选精度最高 ,可剔除 88%以上的降雨事件 ,只有5.3%的错选度。其次是平均雨强标准 ,雨量标准筛选精度最差。漏选降雨侵蚀力之和与多选降雨侵蚀力之和相抵为原则建立的侵蚀性降雨标准 ,对于计算降雨侵蚀力 ,提高土壤侵蚀预报精度 ,具有重要意义。

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。

喀斯特黄壤区侵蚀性降雨及产沙特征分析

侵蚀性降雨研究是坡面侵蚀计算的前提性工作，以往喀斯特黄壤区的有关研究多因数据序列较短难以得出有效结论，或更集中于微观过程的观测，不能推广到自然状况下大尺度上的研究应用。确立降雨侵蚀力指标结构及不同下垫面的侵蚀性降雨标准，并结合相关背景资料模拟流域降雨侵蚀状况，对于喀斯特黄壤区的水蚀预报具有重要价值。文章分别观测了贵州中部和西部2个小流域的耕地、草地和人工林地3种径流小区5年的降雨产沙数据。通过计算最小降雨侵蚀力偏差系数Rcv对应的雨量雨强标准，并应用错选度，剔除率和损失率3个指标进行对雨量和雨强标准进行评定，在此基础上分析该区域的侵蚀性降雨分布和不同下垫面的产沙特征，得出以下结论：1）降雨动能和最大30 min降雨强度乘积为计算降雨侵蚀力指标的最佳结构形式，降雨侵蚀力指标可以通过降雨量和最大30 min降雨强度乘积进行简易计算；2）黄壤裸地的侵蚀性降雨指标应采用最大30 min降雨强度，其值在9.6-10.2 mm＆#183;h-1之间，耕地的侵蚀性降雨指标应采用雨量标准，其值在15 mm左右，水土保持措施可明显提高侵蚀性降雨标准，较裸地和耕地分别提高55%和25%以上，复杂下垫面宜采用雨量标准，低植被覆盖下垫面宜采用最大时段雨强标准；3）贵州西部和中部侵蚀性降雨总量分别占年降雨总量的36%和38%，主要分布在5-8月，研究区年均降雨侵蚀力在1700-1800（MJ＆#183;mm＆#183;hm-2＆#183;h-1＆#183;a-1），明显低于同纬度带的红壤和紫色土；坡面产沙量年内分布极为不均，少数的暴雨贡献了绝大部分的产沙量；4）无人为干扰的灌木草地水土保持效果最佳，顺坡耕作玉米严重加剧土壤侵蚀，减少人为扰动是治理的关键。

近60年汉江流域侵蚀性降雨的时空变化特征

汉江流域是水土流失与洪涝灾害严重的地区。侵蚀性降雨是剧烈土壤水蚀的原动力,是洪涝灾害的直接致灾因子,因此对汉江流域侵蚀性降雨特征的研究具有重要的实践意义。利用汉江流域及其附近地区47个站点逐日降雨观测资料,采用常规统计学方法计算研究区逐年年降雨量、侵蚀性降雨量以及暴雨量平均值,进而得到降雨特征值逐年距平百分率及变异系数(Cv),分析了这3个将于特征值之间的相互关系,揭示了汉江流域降雨的时间变化特征。借助于地理信息系统技术,将汉江流域逐年降雨特征值在ARCGIS里采用Kriging方法进行空间插值,得到年均降雨特征值的空间分布,分析了研究区3个降雨特征值的空间分布特征。研究结果表明:1951-2012年汉江流域多年平均降雨量为886 mm,日降雨量≥12 mm的侵蚀性降雨量为614.1 mm,日降雨量≥50 mm的暴雨量为167.6 mm。研究期间内,3个降雨指标均在波动中下降,但下降趋势不显著,没有表现出显著的干湿趋势;年侵蚀性降雨量和年降雨量变化具有显著的一致性,但侵蚀性降雨的变化幅度大于降雨量的变化幅度;年暴雨量的变化特征与年降雨量的变化特征亦相似,但年暴雨量的波动幅度较年侵蚀性降雨量、年降雨量更大。1951-2012年汉江流域年均降雨量、侵蚀性降雨量及年暴雨量在空间上均从东南向西北递减,降雨的异常程度很高。研究结果可增进对汉江流域降雨变化规律的认识,为汉江上游植被生态恢复及中下游的防洪减灾提供参考意见。

赣北红壤坡地侵蚀性降雨的特征分析

通过对赣北红壤坡地上为期6a(2001—2006年)的定点观测,研究确定了该区域侵蚀性降雨的雨量及雨强标准分别为11.20mm和0.88mm/h,并建立了降雨侵蚀力因子"R=∑E.I30"的最佳算式;通过降雨侵蚀力的分析计算,该区多年平均侵蚀力为8695.43J.mm/(m2.h),年内分布上主要集中在夏季;研究中还拟合了该区降雨侵蚀力预报简易算法,结果表明当年降雨总量产生10%的波动时,会导致年降雨侵蚀力总量27%的变化。

长武黄土高塬沟壑区降水及侵蚀性降雨特征

利用长武县气象局1957—2006年的日降水量资料,分析该地区降水的年内、年际变化、概率分布特征等。结果表明:该区降水量季节分布不均,主要集中在7—9月;降水量的年际变化幅度较大,多年变化呈明显的丰水、平水、枯水年交替发生现象;降水量的年际变化大于年降水时间的年际变化。对侵蚀性降雨研究发现,其主要发生在7、8月,以降雨量小于30 mm的降雨次数较多;降雨强度随降雨量增加而减小;同时,以短历时降雨为主,历时在30min以内的降雨次数较多,其他时段相对较少。

黄土高原侵蚀性降雨特征分析

侵蚀性降雨是黄土高原地区剧烈土壤水蚀的原动力。利用黄土高原6个水土保持试验站20年以上的断点雨强资料和30年的气象站逐日降水观测资料，分析了侵蚀性降雨的发生频率、次降雨量、次降雨历时、次降雨侵蚀力以及降雨时程分布的统计特征：（1）黄土高原6个站侵蚀性降雨平均发生频率分别为7．0～13．4天／年，各站侵蚀性降雨的场雨量均值介于19．17425．38mm，但变异性很大。各站次降水量、降雨历时和次降雨侵蚀力的频率分布都近似为指数分布。（2）根据本文设定的雨峰标准，黄土高原单峰降水占总降水次数的65％，双峰降水占30％，三峰降水占5％。峰值雨强的频率分布函数大致为Gamma分布中的一种，或者是偏正态分布，侵蚀性降水多为前锋型。上述结果可作为降水过程的随机模拟理论依据，也可以为全面深入研究土壤水蚀机理提供参考。

紫色丘陵区侵蚀性降雨与降雨侵蚀力特征

降雨侵蚀力(R值)的空间分布反映了区域气候对土壤侵蚀的作用。利用四川盆地紫色丘陵区多年实测降雨资料,应用频率分析法,推求该地区侵蚀性降雨的一般雨量标准,揭示该地区侵蚀性降雨及其侵蚀特征,进而运用降雨侵蚀力日降雨量计算方法,分析紫色丘陵区降雨侵蚀力时空分布特征。结果表明:1)紫色丘陵区顺坡休闲农耕地的侵蚀性降雨的一般雨量标准为11.3 mm;2)紫色丘陵区多年平均总降雨量中有60%以上属于侵蚀性降雨,侵蚀性降雨主要集中于5—9月,其中7、8月年均侵蚀性降雨量和土壤侵蚀量最大,空间分布上表现为丘陵区边缘地区大于中部地区;3)紫色丘陵区年均R值介于5 000～6 500 MJ/(mm.hm2.h)之间,由丘陵区周边向中心逐渐减小,研究区北部的巴中、达县、阆中3站的年均降雨侵蚀力形成高值区,中部的遂宁站形成低值中心,北部大于南部,西部大于东部;4)紫色丘陵区R值主要由≥15 mm的降雨构成,占76.9%～82.1%,年内集中度较高,主要分布在汛期5—10月份,占年R值的89%以上;5)R值的年际变化较大,达到中等程度变异,不同地区的R值年际变化差异较大,但并未表现出明显的随时间变化的增减趋势。

北京侵蚀性降雨标准研究

降雨侵蚀力反映了雨滴击溅和降雨产生的径流对土壤的侵蚀能力,侵蚀性降雨标准可以将引起侵蚀和不引起侵蚀的降雨区分开来,该标准的确定可以大量减少计算降雨侵蚀力的工作量。利用北京密云石匣水土保持实验站坡耕地小区和休闲地小区10年的降雨径流泥沙观测资料,分析了不同大小样本序列下的侵蚀性降雨的降雨量标准。结果表明,样本数达到7年时,所拟定的降雨量标准才能稳定。确定了北京的侵蚀性降雨的雨量标准和最大30min雨强标准,分别为18.9mm和17.8mm/h,该研究结果可为北京山区土壤侵蚀预报参数的计算提供依据。

连云港市低山丘陵区侵蚀性降雨特征及产流产沙规律

[目的]分析不同降雨特征和不同下垫面条件下江苏省连云港市低山丘陵区土壤侵蚀产流产沙规律,为当地水土流失防治和提高水土保持效益提供科学依据。[方法]以黑林水土保持监测点为研究对象,采用K均值聚类法对当地2013—2020年侵蚀性降雨类型进行分类,识别侵蚀性降雨特征,采用灰色关联法分析该监测点5个坡面径流小区降雨量、产流量、产沙量之间的相关性,通过双累积曲线法比较不同下垫面条件下产流产沙能力差异,分析人类活动对地表扰动的水土保持效应。[结果](1)侵蚀性降雨主要发生在汛期,以Ⅰ型(小雨量、小雨强)降雨为主,频次占比66%,其次为Ⅱ型(中雨量、中雨强)降雨和Ⅳ型(大雨量、中雨强)降雨,Ⅲ型(大雨量、大雨强)降雨最少;(2)产沙量与降雨量和径流深密切相关,相关系数分别为0.64~0.85,0.61~0.86;(3)Ⅲ型降雨引起的次降雨含沙量最大,Ⅳ型降雨引起的土壤流失总量最大;(4)农地的产沙能力最大,林地次之,自然荒地最小,减少地表土壤的人为扰动,横向起垄种植,选择覆盖度高的植物更有利于提高当地的水土保持效益,总体上林地水保效益优于农地。(5)不同下垫面间产流产沙差异随着雨量和雨强的增大逐渐减小。[结论]连云港市低山丘陵区侵蚀性降雨主要发生在汛期,不同雨型不同下垫面间产流产沙特征差异明显,林地水保效益优于农地。

淤地坝坝地淤积与侵蚀性降雨的灰色关联分析

水土流失是黄土高原地区重要的环境问题之一,淤地坝措施作为该区水土流失治理的重要工程措施之一发挥了巨大作用,但其淤积过程与水毁机理的研究较少。本文在全面调查黄土高原淤地坝的基础上,选取典型淤地坝,挖取剖面进行测量和分层取样,利用库容曲线和实测每个淤积层的淤积厚度求得每层淤积泥沙量,运用灰色关联分析法,系统地研究了侵蚀性降雨的4个指标(降雨侵蚀力R、降雨量P、最大30min降雨强度I30、平均降雨强度I)与坝地泥沙淤积量之间的关联度。结果表明,降雨侵蚀力R和坝地泥沙淤积量的发展趋势最为密切,呈幂函数关系;降雨量P对淤积量的影响仅次于降雨侵蚀力,其关系呈指数型;最大30min降雨强度I30和平均降雨强度I对坝地泥沙淤积量的影响较小。

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。

利用^7Be研究侵蚀性降雨前后坡面土壤侵蚀空间分布特征

结合野外调查方法,利用7Be示踪法研究了直形坡侵蚀性降雨发生前后坡面土壤侵蚀空间分布特征。结果表明,侵蚀性降雨发生前,在20m坡长范围内,7Be在坡面不同部位分布的差异性不显著;而全年侵蚀性降雨结束后,7Be在坡面不同部位分布有显著差异。侵蚀性降雨发生后表层土壤中7Be含量及其侵蚀性降雨发生前后表层土壤7Be含量的差值皆随坡长的增加而减少,表明坡面土壤侵蚀随坡长增加呈增加趋势。坡面不同部位发生剥蚀或沉积过程有较大的差异,坡面上部距分水岭0～5m坡长范围内主要发生沉积现象;而在8～15m坡长范围内,土壤侵蚀以剥蚀过程为主,且土壤侵蚀最严重。