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1.
为奠定基于运动力学参数构建土壤侵蚀模型的理论基础,通过不同降雨强度(25、50和75 mm/h)、不同坡长(1、5、10、15和20 m)下径流小区内人工模拟降雨试验,对不同处理下坡面薄层水动力学特性进行分析,并对水动力学参数与土壤侵蚀之间的关系进行初步探讨。结果表明:当坡度一定时,坡面平均流速主要受坡长及单宽流量影响,降雨强度通过影响单宽流量的大小间接影响坡面平均流速;在试验设计范围内,当坡长1 m时,整体上呈"层流-急流态",当坡长为1 m时,整体上呈"层流-缓流态";当降雨强度一定时,雷诺数随着坡长的增加线性增加,佛汝德数随着坡长的增加以幂函数形式增加;降雨强度对坡面流有明显的"增阻"效应;坡面阻力系数随着坡长的增加呈幂函数减小趋势;坡面平均土壤侵蚀率与单宽流量间呈一元线性趋势增加,与水流平均流速间呈指数函数增加,与雷诺数间呈二次函数增加。 相似文献
2.
【目的】探讨动床条件下植被盖度对坡面流水动力参数的影响。【方法】采用变坡水槽,在2°～10°坡度、0.25～2.0 L/s流量、0%～25%盖度条件下,系统研究动床条件下植被盖度对坡面流流速、流型、流态、阻力系数等水动力参数的影响。【结果】流速为0.09～1.13 m/s时,盖度显著影响坡面流流速,且随着盖度增加,坡面流流速呈幂函数式降低;流量越大,相同盖度增幅引起的流速降幅越大。统计分析显示,相同试验条件下,动床坡面与定床坡面的流速无显著差异。试验条件下雷诺数为557～5 560,弗劳德数为0.22～5.52,盖度对坡面流流型、流态影响显著,随着盖度增加,雷诺数及弗劳德数减小,坡面流流态由急流向缓流区域延伸。阻力系数为0.03～2.09,且随着盖度增加而增大。【结论】植被盖度显著影响坡面流流速、流型、流态及阻力系数。 相似文献
3.
模拟植被地表覆盖率与地表粗糙度对坡面流流速的影响 总被引：4，自引：0，他引：4
《浙江农业学报》2017,(3)
采用定床冲刷实验,在3个坡度(5°、10°、15°),9个单宽流量(0.2~0.6 L·m~(-1)·s~(-1)),4个地表覆盖率(0、1.7%、3.5%、6.1%)及4个粗糙度(0.009,0.12,0.18,0.38)影响下,系统研究坡面流流速与地表覆盖率、粗糙度、坡度及流量间的关系。结果表明:在实验条件下,坡面流流速的变化范围为0.25~0.60 m·s~(-1),各工况条件下坡面流流速随着流量增加呈幂指数增加,随着坡度的增加而显著增加,随着粗糙度、地表覆盖率的增加而减小。各影响因子对坡面流直接作用的影响程度大小排序为坡度(0.821)流量(0.358)粗糙度(-0.287)地表覆盖率(-0.123)。所有坡面流能量都是以克服阻力做功为主(m0.5),转化动能为辅。随着粗糙度的增加,坡面流用于克服阻力做功的能量也在增加。当地表覆盖率最大时,能量消耗于阻力做功最多;但在地表覆盖率较小时,能量消耗差异不明显。 相似文献
4.
天然降雨条件下坡面侵蚀动力学特性研究 总被引：1，自引：0，他引：1
采用天然降雨径流小区试验的方法,通过观测天然降雨条件下坡面径流流速,对坡面侵蚀发生过程中的径流水动力学特性进行了研究.结果表明:植被覆盖的坡面和裸坡的径流水力学参数流速、雷诺数、弗汝德数均随降雨强度的增大而增大;阻力系数则随降雨强度的增大而减小.有植被覆盖的坡面流的雷诺数与弗汝德数则随雨强的变化相对平稳. 相似文献
5.
模拟降雨条件下黑麦草覆盖度对褐土坡面径流流速的影响 总被引：1，自引：1，他引：0
为研究褐土坡面径流流速受坡面黑麦草覆盖度的影响,在2 个雨强(0.5、1.0 mm/ min)和2 个坡度(10?、20?)
条件下人工模拟降雨,分析研究了5 个不同黑麦草覆盖度(0、20%、40%、60%、80%)对坡面径流流速的影响。结
果表明:坡面径流流速随降雨历时延长而增加,最后达到稳定流速。坡面流的稳定流速与雨强和坡度呈正相关,与
黑麦草覆盖度呈负相关。60%的坡面草覆盖度是一个拐点,高于此拐点时,坡面径流的流速差异较小,且坡度对流
速的影响不十分显著。以黑麦草覆盖度拐点为界,分2 段拟合了坡面流的稳定流速(V)与草覆盖度(C)、雨强(R)、
坡度()的方程:在草覆盖度臆60% 时,V = 47.75(1 - C)0.27 (sin)0.13 R0.56 (R2 = 0.97);在草覆盖度 60% 时,V =
24.15(1 - C)0.13 (sin) -0.01 R0.49 (R2 =0.98),2 段统计关系相关性十分显著。 相似文献
6.
青海大通白桦林冠层降雨再分配与冠层结构关系研究 总被引：2，自引：0，他引：2
通过设计不同密度的12个样地,测定降雨再分配与冠层结构指标的关系以及不同降雨量下降雨再分配变化情况。结果表明,当降雨量10mm时,穿透雨量与冠层结构特征关系并不明显,但是其空间变化明显,变异系数较大;降雨量10mm后,叶面积指数、郁闭度均与穿透雨量呈多项式函数关系,穿透雨量随着叶面积指数、郁闭度的增大而减小,穿透雨量与冠层孔隙度呈负相关的多项式函数关系;林冠截留率随着叶面积指数和郁闭度的增大而增大,随着冠层孔隙度的增大而减小;叶面积指数、冠层孔隙度和郁闭度3个冠层结构指标之间,叶面积指数对穿透雨和林冠截留影响最大。研究期间,林外降雨总量为243.24mm,白桦林的总穿透雨量、树干茎流量、截留量分别为185.61、2.49mm和56.55mm,分别占大气降雨总量的76.31%、1.02%和23.24%;穿透雨量、树干茎流量、截留量均与林外降雨量呈显著正相关关系,穿透雨率、树干茎流率随着降雨量的增大而增大,截留率随着降雨量的增大而减小并逐渐趋于稳定;降雨量3.32mm时才开始产生树干茎流。 相似文献
7.
【目的】明确烤烟植株对降雨再分配及产流的影响,为坡耕地土壤侵蚀的防治及可持续利用提供理论依据。【方法】采用室内人工模拟降雨法,测定了40,80和120 mm/h降雨强度下烤烟旺长期的茎秆流、穿透雨、径流和渗漏,并进一步探讨了茎秆流和穿透雨与产流的关系。【结果】茎秆流量、穿透雨量和穿透雨率与降雨强度呈极显著正相关关系,而茎秆流率则与降雨强度呈极显著负相关关系;不同降雨强度下茎秆流率和穿透雨率分别为24.66%～28.79%和71.21%～75.34%。当降雨强度为40 mm/h时,茎秆流几乎不参与径流形成,当降雨强度为80和120 mm/h时,茎秆流再分配后形成径流和渗漏的比例分别为16.90%～20.54%和79.46%～83.10%;穿透雨再分配后形成径流和渗漏的比例分别为40.14%～66.19%和33.81%～59.86%。径流中来源于茎秆流和穿透雨部分的比例分别为0.82%～10.07%和89.93%～99.18%,而在渗漏中来源于茎秆流和穿透雨部分的比例分别为42.19%～44.21%和55.79%～57.81%。【结论】降雨经烤烟植株再分配后,茎秆流主要形成了渗漏,对地表径流的贡献相对较小;而穿透雨主要形成了径流和渗漏,是两者的主要来源。 相似文献
8.
华北典型山区坡地径流的退水过程研究 总被引：5，自引：1，他引：4
通过位于北京市怀柔区东台沟的华北山区典型坡面径流场内人工模拟降雨实验,分别讨论了地表径流、壤中流和基岩风化带出流共3层的退水特征,三者比较结果表明,壤中流最早开始退水,其退水历时最长,流量最小;地表径流的退水一般受降雨和地形地貌的影响,雨停后迅速消退;基岩风化带出流通常在地表径流退水的后半段开始.影响因子分析表明,降雨历时与地表径流的退水流量呈幂函数变化趋势;雨强与地表径流的退水流量呈对数变化趋势;雨强与壤中流和基岩风化带出流的退水流量之和呈线性变化趋势.雨强还影响退水流量在总径流量中的分配比例.地表径流、壤中流和基岩风化带出流的退水流量分别占总流量的7.8%、1.7%和5.9%.当雨强1.5 mm/min时,随雨强增加地表径流退水量的比例呈直线增加趋势,雨强2 mm/min时地表径流退水量所占比例反而下降.基岩风化带出流的退水流量所占比例呈幂函数逐渐下降的趋势,壤中流的比例一直较小.计算结果表明,该区退水常数可以分地表径流退水和壤中流-基岩风化带退水共2层,其值分别为0.75和0.94这一结果为进一步研究坡面水文过程乃至流域的退水过程提供了参数. 相似文献
9.
伊犁河流域坡面径流侵蚀试验研究 总被引：1，自引：0，他引：1
通过野外径流小区实地放水冲刷试验,研究伊犁河流域大豆坡地与裸地在不同放水条件下土壤水分变化及大豆减流减沙效应,并运用水力学理论分析坡面径流水力学参数特征。结果表明:大豆与裸地土壤入渗率随放水流量的增加呈现递增的趋势,与裸地相比,大豆坡面入渗率增加20%,产沙时间晚于裸地8 min左右;大豆坡面较裸地具有显著的减流减沙效应,输沙率减少93.6%,径流系数减少63.5%左右,其削减径流作用明显弱于减沙效应;随着放水流量的增加,大豆与裸地输沙率均呈递增趋势;坡面径流平均流速、径流深、雷诺数、Darcy-Weisbach阻力系数逐渐增大,弗劳德数逐渐减小,流速与流量呈幂函数关系,水流为层流、急流状态。 相似文献
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不同覆盖条件下坡面流水力学特征试验研究 总被引：1，自引：0，他引：1
12.
金沙江干热河谷地区降雨对水土流失的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
金沙江干热河谷是长江上游生态环境最脆弱、水土流失最严重的区域之一。在对攀枝花市2010-2012年降雨观测基础上,结合9个径流小区水土流失量的监测数据,剖析金沙江干热河谷地区降雨对水土流失的影响。结果表明,金沙江干热河谷地区6-10月为降雨集中期,6-8月是强降雨集中期,强降雨累计雨量占全年降雨量的31％～36％;水土流失的发生一般为强降雨所致,本地区降雨侵蚀力因子为336.17（J·cm）/（m2·h）;径流系数与降雨强度、坡度、农作物种类、耕作方式有关,坡耕地的径流系数为0.08～0.12,并随坡度的增加而增大;坡改梯径流系数为0.02～0.04,灌木林（黄连翘）为0.02～0.04,鱼鳞坑为0.08,地膜覆盖（顺坡）为0.28。 相似文献
13.
北京山区典型低频泥石流特征及危险性研究 总被引：3，自引：3，他引：0
通过2015年3月对北京密云水库上游白马关河流域内黄梁根桥沟现场调查,收集该区历史上泥石流灾害事件资料,对该沟的物源特征、降雨激发条件进行了分析;参考该区域其他泥石流沟的堆积物,分别进行了泥石流的密度、流速、流量和总量计算;最后对该沟的泥石流潜在危险性进行了分析,并提出了相应的减灾对策,可为该沟以及该区域其他低频率泥石流防治、预测预报提供参考。结果表明:黄梁根桥沟内物源总量为17.99万m3,大部分堆积在斜坡坡脚,严重挤压主沟道。短历时降雨是该沟以及该区泥石流暴发的主要激发条件,当暴雨强度在31.79~40.20 mm/h时,泥石流暴发可能性较大。受物源体影响,该沟为稀性泥石流沟,流速接近5.0 m/s;20年一遇暴雨条件下洪峰流量为187.41 m3/s,一次固体总量为6.82万m3,超过沟口目前的拦挡坝库容。 相似文献
14.
黄土坡耕地地表糙度的空间异质性研究 总被引：2，自引：0，他引：2
【目的】探讨微尺度下（2 cm×2 cm）地表糙度在侵蚀过程中的空间异质性规律,为进一步理解和定量化描述地表糙度与土壤侵蚀的相互耦合关系奠定基础,并为黄土高原坡耕地水土流失的治理提供一定的理论依据。【方法】以黄土高原不同耕作措施条件下（4种常见的农业耕作措施：人工锄耕、人工掏挖、等高耕作、直线坡（对照）的坡耕地为研究对象,通过室内人工模拟降雨实验,利用激光扫描仪获取地表糙度数据,运用地统计学和分形维数方法对地表糙度的空间分布特征及变异性进行研究。【结果】基本统计特征分析表明,黄土坡耕地地表糙度在整体上的分布较均匀,具有较弱的空间变异特征。半方差函数分析表明,黄土坡耕地地表糙度均表现出中等以上的空间自相关性,其空间自相关尺度范围为2.02-3.82 m。由空间结构特征引起的异质性占总异质性的比例较大。分形维数分析表明,黄土坡耕地地表糙度具有良好的分形性质,其分形维数介于1.59和1.91之间;随坡度的增大,各坡面地表糙度的空间分布趋向复杂,空间异质性增强;人工锄耕、人工掏挖、等高耕作坡面的空间异质性在小尺度范围内依次增强,具有良好的水土保持作用。【结论】造成地表糙度空间异质性差异的主要原因是由人为耕作和坡度所形成的空间结构特征。地表糙度的空间配置格局在小尺度范围上由人为耕作和坡度、在大尺度范围上由降雨及其侵蚀过程所控制。该研究结果可为进一步理解地表糙度与侵蚀的相互耦合关系奠定基础,并为黄土坡耕地的水土流失防治提供一定的科学依据。 相似文献
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不同降雨条件下紫色土横垄坡面地表微地形变化特征 总被引：11，自引：0，他引：11
【目的】地表微地形是影响坡面侵蚀过程的重要因素之一。它影响着地表填洼量、渗透速率、地表径流等过程,同时这些过程也会对微地形变化产生影响。论文探讨了不同降雨条件下地表微地形动态变化特征,为深入理解坡面水蚀机理,以及坡耕地水土流失的有效防治与耕作措施的合理布设提供科学依据。【方法】以川中丘陵区横坡垄作坡面为研究对象,以直线坡面为对照,通过室内人工模拟降雨方法,结合GIS技术,从地表糙度的角度,分析递增和递减降雨条件下,紫色土坡面地表微地形的变化特征。【结果】不同降雨条件下横垄坡面高程值变化范围最高可达-180—80 mm,主要集中在-20—20 mm,地表高程减小区域所占比例相对较大。直线坡面高程变化量在-10—10 mm,主要集中-5—5 mm。不同措施在递增降雨系列下的土壤侵蚀面积均大于递减降雨系列;不同降雨条件下横垄坡面地表糙度值介于57.47—65.32 mm,且不同坡位地表糙度值均呈现出上坡下坡中坡。直线坡面地表糙度值在5.71—6.28 mm内变动,不同坡位受随机糙度的影响具有明显的空间变异性;横垄坡面不同降雨条件下微坡度栅格数随坡度的增加呈现出先减小后增加再减小的变化趋势,坡度主要集中于0°—5°和30°—35°。对于直线坡面,栅格统计数随坡度的增加呈现出逐渐减小的变化趋势,微坡度主要集中在0°—10°。不同降雨条件下横垄坡面微坡向栅格数主要分布在北坡和南坡,且其余坡向分布较为均匀。直线坡面在不同降雨条件下微坡向分布差异较大。【结论】水蚀过程中,地表高程值变化、地表糙度体现了微地形垂直方向上的变化,地形因子体现了微地形的空间分布,将其结合起来可较好的反映横垄坡面微地形变化特征。递增型降雨雨型与紫色土区夏季主要侵蚀雨型特点相似,更易造成的土壤侵蚀的发生,是研究区坡耕地土壤侵蚀防控的主要雨型。该研究结果可以为地表微地形量化、揭示坡耕地土壤侵蚀效应本质提供新思路。 相似文献
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南方红壤丘陵区不同植被类型土壤不同土层水分对降水的响应 总被引：2，自引：0，他引：2
殷建华 《东北林业大学学报》2017,(11):72-77
以江西省泰和县老虎山小流域为研究对象,使用ECH_2O土壤含水率监测系统,对该区域百喜草(Paspalum notatumn)地、马尾松(Pinus massoniana)林地不同土层土壤含水率进行了定位监测,以裸地作为对照,分析红壤丘陵区百喜草地、马尾松林地各土层土壤水分对不同强度降水的响应。结果表明:(1)降雨后,不同土层深度土壤含水率的变化趋势相同且同一植被各土层土壤含水率从大到小依次为:5、15、30、60 cm土层。(2)同一土层,百喜草土壤含水率增长最快,其次为马尾松,最后为裸地。其中小雨时,,其他土层土壤含水率均有增加(百喜草增加2.42%~3.81%,马尾松增加1.94%~3.10%,裸地增加1.30%~2.34%),60 cm土层无响应;中雨时,百喜草土壤含水率增加1.73%~3.89%,马尾松增加1.56%~3.45%,裸地增加1.41%~2.98%;大雨时,百喜草土壤含水率增加2.94%~8.81%,马尾松土壤含水率增加2.51%~8.10%,裸地土壤含水率增加2.44%~7.67%。(3)土壤含水率主要受降水影响,降雨强度越大,土壤含水率增长速率越快。降雨强度为4.43 mm/h时,5 cm土层土壤含水率增长速率为(0.42%~0.57%)/h,15 cm土层土壤含水率增长速率为(1.91%~2.16%)/h,30 cm土层土壤含水率增长速率为(1.74%~1.98%)/h,60 cm土层无响应;降雨强度为12.74 mm/h时,5 cm土层土壤含水率增长速率(4.41%~4.89%)/h,15 cm土层土壤含水率增长速率为(4.98%~5.41%)/h,30 cm土层土壤含水率增长速率为(2.33%~3.06%)/h,60 cm土层土壤含水率增长速率为(0.34%~0.52%)/h;降雨强度为22.49 mm/h时,5 cm土层土壤含水率增长速率为(5.38%~5.83%)/h,15 cm土层土壤含水率增长速率为(5.60%~6.02%)/h,30 cm土层土壤含水率增长速率为(3.26%~3.61%)/h,60 cm土层土壤含水率增长速率为(1.05%~1.27%)/h。(4)在同一降水类型条件下,百喜草地土壤退水时间最长,其次为马尾松林地,最后为裸地。 相似文献
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[目的]研究不同密度杉木林林冠截留特征.[方法]选取江西大岗山生态系统定位研究站不同密度杉木林作为研究对象,分析了不同密度杉木林林冠截留量与降雨量、降雨强度、降雨历时之间的关系,比较不同密度人工杉木林的截留特征.[结果]观测期间,试验区总降雨量为501.4mm,6个密度人工杉木林林冠截留量在55.8 ～153.6mm,截留率在11.1％～30.6％,其中N1750林分截留率最大,N2700林分截留率最小,二者截留量相差97.8 mm.1993年营造的3个密度（N970、N1220、N1750）杉木林林冠截留量在117.9 ～153.6 mm范围内,1981年营造的3个密度N2700、N3500、N4700杉木林林冠截留量在55.8 ～78.9 mm范围内.在同一个降雨量和降雨强度下,N970、N1220、N17503个林分平均截留量均大于另外3个林分.[结论]不同林龄截留量是有差异的.林冠截留量与降雨量存在着极紧密的正相关,截留率与降雨量呈负相关.在中雨降雨量相近的情况下,降雨强度对截留的影响非常明显,降雨强度越大,截留量越小;在小雨情况下,反而降雨强度越大,截留量越多. 相似文献
18.
改进针管式降雨设备对中国西南地区降水的室内模拟研究——以贵州省贵阳市为例 总被引：1，自引：0，他引：1
基于贵州31年暴雨雨强统计和贵阳市1年周期内小时降水量统计,对该区域暴雨及特大暴雨特征进行分析。通过设计加工针管式降雨设备对贵阳市降水进行室内模拟。结果表明,当集水管水头高度在30-70mm之间时,雨强为27．6—49．7mm／h的大雨;在80～130mm之间时,雨强为60．4～96．3mm／h的暴雨;在140～180mm之间时,雨强为102．6—125．5mm／h大暴雨。改进后的针管式降雨设备可以满足西南喀斯特地区暴雨雨强的降雨要求。 相似文献
19.
为探究马尾松Pinus massoniana低效人工林不同模式改造初期降雨及地表径流特征,以四川省高县来复镇5个相邻径流小区内的马尾松低效人工林为研究对象,采用林下补植樟树Cinnamomum camphora（Ⅱ号小区）、马尾松皆伐后更新樟树（Ⅲ号小区和Ⅳ号小区）、马尾松皆伐后第2年更新樟树（Ⅴ号小区）3种不同林下更新改造方式以及马尾松纯林为对照（Ⅰ号小区）,分析降雨量、不同改造模式产流量以及它们之间的关系。结果表明:研究区降雨主要集中于每年6-9月。在低效林改造初期2.5 a内,24 h累计最大降雨量为93.6 mm,最小产流降雨量6.9 mm;最大产流量3.002 0 m3,最小产流量0.006 4 m3。5个径流小区在小雨条件下几乎无地表径流产生,平均单次产流量大小排序为Ⅲ号小区>Ⅳ号小区>Ⅴ号小区>Ⅱ号小区>Ⅰ号小区,与受人为干扰强度一致;2014年下半年径流系数比2012年下半年分别下降29.36%,26.30%,47.37%,41.54%和43.97%。对降雨量与径流量进行相关性分析表明,其相关系数均大于0.905。3个皆伐径流小区在改造初期对地表径流的减滞效果更为明显。 相似文献