基于人工降雨模拟试验的坡面水文连通性

为揭示降水人渗时坡面水文连通性特征以及坡度和雨强等对水文连通性的影响，研究基于人工降雨模拟试验，分别采用结构性指标径流长度（Flowlength，ly）和功能性指标相对地表连接函数（Relative Surface Connection Function，F RC）分析不同坡度坡面（5°、15°、25°；面积为150cm×50cm）在不同雨强（25mm／h、50mm／h、70mm／h和86mm／h）条件下的水文连通性。研究结果表明：坡面水文连通结构主要由2，为0～100mm的径流路径组成，其栅格频率高达90％以上，而ly为100—500mm的栅格频率为3％-8％。水文连通性的迅速发展主要集中在降水事件的开始阶段，而一定阶段以后人渗速率与地表储水速率基本持平，水文连通性呈现出较为稳定的发展趋势。坡度增大整体上有利于水文连通性的发展。5°坡面对应水文连通面积比率整体小于其他坡度。由于雨强增大到一定范围时将增加地表糙率，从而阻碍水文连通性的发展，研究中仅25mm／h对应水文连通性明显区别于其他雨强，而其他雨强间则在多数情况下水文连通性差别较小。

黄河下游河岸坡面产流产沙特征及其与汇流路径长度关系

植被和地形是影响坡面侵蚀过程的重要因子,探讨两者交互作用下坡面产流产沙和汇流特征对深入理解坡面侵蚀过程和水土保持具有重要意义。采用模拟降雨试验,探讨不同降雨强度(54和90 mm·h^(-1))、坡度(5°、10°、15°、20°)和植被盖度(0%、15%、30%)下黄河下游河岸坡面的侵蚀产流、产沙特征,并基于水文连通性模型——汇流路径长度指数(Flowlength)探究植被和地形在土壤侵蚀过程中的作用以及汇流长度与产流产沙特征的关系。结果表明:54和90 mm·h^(-1)雨强下,不同植被盖度对径流流速均有减缓作用,而90 mm·h^(-1)雨强下30%盖度的减缓作用较为明显;径流总量和径流深随坡度和植被盖度增加而逐渐减少的变化基本一致,随雨强增加,受坡度影响逐渐增大。54 mm·h^(-1)雨强下,当坡度<15°时,侵蚀产沙量随坡度增加增幅较小;当坡度>15°后,侵蚀产沙量增幅较大。90mm·h^(-1)雨强下,当坡度<15°时,侵蚀产沙量随坡度增加而增加;当坡度>15°后,其随坡度增加而减少。相关分析表明,坡度对产沙量、产流量和径流深均具有显著影响,显著水平分别为P <0.001、P <0.01和P <0.05;植被盖度仅对平均流速影响显著(P <0.05)。但植被盖度对汇流路径长度影响极为显著(P <0.001),裸坡的汇流路径长度明显大于植被覆盖坡面;坡面产流产沙量随汇流路径长度的增加基本呈增加趋势。在坡度和植被盖度交互作用下,坡面产流所引发的土壤侵蚀效应受坡度影响较为明显,而在汇流过程所引发的土壤侵蚀效应中,植被的影响明显大于坡度。