密云水库流域降雨径流侵蚀力时空分布研究

降雨是引起土壤侵蚀的主要动力因素,而降雨侵蚀力是引起土壤侵蚀的主要动力因子.对于降雨侵蚀力时空分布规律的定量研究是进行土壤侵蚀颅报的基础.以密云水库流域地区 10个雨量站2000～2004年逐日降雨资料为基础,依据有关降雨侵蚀力的计算方法,估算该不同地区的降雨侵蚀力,并在ArcInfo软件支持下对所得结果进行时空分布规律的分析.结果表明:(1)在空间分布上.密云水库流域多年年均降雨侵蚀力总体趋势是由东向西递增.(2)降雨侵蚀力的月分布情况与降雨量的月分布情况大致相一致.且月R值的年内变化显著.     

海南岛松涛水库流域降雨侵蚀力的时空变化趋势

在海南松涛水库流域及其周边25个雨量站点1960—2015年的逐日降雨数据的基础上,计算了各站的降雨侵蚀力,同时,采用统计和反距离权重等方法分析了该流域降雨侵蚀力的时空变化趋势,结果表明:多年平均降雨侵蚀力的范围为1.27×104~2.19×104MJ·mm/(hm2·h),平均值为1.62×104MJ·mm/(hm2·h),该值与该流域的多年平均降雨量呈极显著相关(相关系数为0.693,P0.01),其空间分布规律与多年平均降雨量基本一致,即从北到南总体上呈先递增后递减的趋势;降雨侵蚀力随纬度的增加而增加,但随经度的增加而减小;在该流域的春、秋、非汛期,降雨侵蚀力的变化趋势均不显著,没有发生显著性突变,而在年、夏季、冬季及汛期,降雨侵蚀力的变化则很显著,其中,非汛期的降雨侵蚀力呈下降趋势,其余时段均呈上升趋势;该流域多数站点的降雨侵蚀力呈上升趋势,老村、牙阜和阜类的多数时段呈显著上升趋势,这些地区面临水土流失的风险较大;在分析年降雨侵蚀力时发现,1970年发生了显著突变;该流域降雨侵蚀力的变化周期为3.5年,震荡周期为5~16年.     

基于GIS和RUSLE的星云湖流域土壤侵蚀空间分布特征

研究星云湖流域水土流失,揭示水土流失的空间分异规律,能够为该流域水土流失治理提供理论基础。根据典型的土壤侵蚀RUSLE模型,选用能体现流域特点的估算模型分别计算出了降雨侵蚀力因子、土壤可蚀性因子等五个因子,运用ArcGIS空间分析工具计算出星云湖流域土壤侵蚀模数,并统计分析流域的侵蚀状况。结果表明:星云湖流域土壤侵蚀以微度侵蚀为主;剧烈侵蚀主要分布在流域的北部和东部区域,其中,子流域中主要集中在螺浉河小流域和北部坝区小流域,乡镇中主要在路居镇,用地类型主要为其他用地和耕地;其次流域内平均侵蚀量最大的地形主要集中于25°~35°之间,以半阴坡坡向为主。应加强螺浉河小流域和北部坝区小流域的水土流失治理,坡度大于25°和坡向为半阴坡的区域水土流失较为严重,不适宜耕种,应加强退耕还林工作,优化未利用地的管理,有针对性地对流域内水土流失进行治理与防治。     

湖南省1961-2010年降雨侵蚀力时空变化特征研究

为准确定量评估和认识湖南省区域降雨侵蚀力的时空特征,利用1961～2010年湖南省21个雨量站的逐日降雨数据,采用降雨侵蚀力简易计算模型计算出不同地区的降雨侵蚀力,并通过反距离加权内插方法进行空间插值得到湖南省多年平均降雨侵蚀力的空间分布和年内季节分布,基于变差系数和气候倾向率两个指标分析了降雨侵蚀力的年际变化特征。结果显示：1）湖南省多年平均降雨侵蚀力在5 510.65～12 526.14 MJ?mm/(hm2?h?a)之间变化,具有明显的地域差异性,高大山脉地区的降雨侵蚀力明显高于其他地区。空间分布整体趋势是由西北、东部、南部向中部递减,在西北部、东部和南部边缘较大;侵蚀高值区分布在安化站、南岳站,低值区集中在东北部的南县站和西南部的武冈站;2）季节差异性显著,降雨侵蚀力集中在3-8月,侵蚀高值中心逐月由东南向西北移动,低值中心由西向东移动;3）气候倾向率和变差系数分别在-132.09～499.81 MJ?mm/(hm2?h?a)/10a和0.257～0.403之间变化,降雨侵蚀力年际变化总体上呈现线性增加并有向北转移的趋势,变差系数在空间分布上大致呈南北高南中间低的特点。研究结果可为湖南省的水土保持、农业和生态保护,以及灾害控制等工作提供科学决策依据。     

基于GIS和USLE的卧龙地区小流域土壤侵蚀预报

为探讨卧龙地区流域土壤侵蚀的空间分布格局及土地利用/覆盖对流域土壤侵蚀的影响,以2000年卧龙地区两流域土地利用图、数字高程模型和土壤类型分布图为基础,利用通用土壤流失方程(USLE)模型与地理信息系统(GIS)技术结合的方法对卧龙流域土壤侵蚀进行模拟。结果表明,基于流域产流产沙的土壤侵蚀预报效果较好,渔子溪年均侵蚀模数为55.2t/(km2·a),寿溪年均侵蚀模数为568.4t/(km2·a),但两流域土壤侵蚀格局存在一定的差异。不同土壤侵蚀系统分布格局及土地利用单元上土壤侵蚀强度的差异是造成两流域土壤侵蚀预报结果差异的重要原因。     

基于GIS和USLE模型的巢湖流域土壤侵蚀评价

土壤侵蚀是全世界都关心的土地资源与环境保护问题。巢湖作为中国第五大淡水湖,近年来由于水体富营养化产生的水华现象引起多方重视,对巢湖流域土壤侵蚀评估对于环境保护战略与土地规划政策具有重要的意义。基于GIS平台,采用通用土壤流失方程(USLE)来评估巢湖流域14县/区2000年到2010年土壤侵蚀空间分布变化趋势。研究表明:(1)巢湖流域土壤侵蚀严重区域主要分布在金安区、舒城县、居巢区以及含山县的丘陵地区,即杭埠河-丰乐河流域、裕溪河流域与柘皋河流域的上游地区;(2)从2000年到2010年,土壤微度侵蚀、强度侵蚀、极强度侵蚀和剧烈侵蚀区域占巢湖流域总面积比例分别减少了0.5%、0.05%、0.21%和0.23%,而轻度侵蚀、中度侵蚀区域所占比例分别增加了0.98%和0.01%,总体呈现土壤强度侵蚀、极强度侵蚀与剧烈侵蚀区域向轻、中度侵蚀转移的趋势。(3)植被覆盖度变化是巢湖流域土壤侵蚀分级发生变化的主要原因,总体上,2000~2010年研究区由于植被覆盖度的波动性增加呈现土壤侵蚀分级波动性降低的趋势。     

江西信江一级支流丰溪河流域大气降水特征分析

为了解江西省上饶市年内降雨变化特征,以上饶市丰溪河流域内降雨为研究区域,收集2020年3月至2021年2月中24 h降雨量大于等于5 mm的降雨.主要监测降水pH、电导率和常量离子浓度,以得到丰溪河流域内大气降水水质时空分布规律.调查数据结果表明:丰溪河降水时间分布极不均,降雨主要集中在3-9月,占全年降雨总量的87.1％,降雨量极差为657.8 mm,流域降雨呈现从南到北逐渐增强趋势,年最大降雨量流域北部的鹤山,年最小降雨量出现在流域南部的下会坑;酸雨频率为26.2％,全年pH平均值为5.79,有显著的季节差异,冬季＜春季＜秋季＜夏季;SO42-、NH4+、Ca2+和NO3-为降水中主要离子,总无机离子加权平均浓度顺序为冬季＞春季＞秋季＞夏季,与降水量呈负相关;降水离子与降水量加权年平均浓度分布规律为城区＞郊区＞农村＞山区背景值站;SO42-/NO3-在1.66 ～4.91之间,平均值2.16,属硫酸-硝酸的混合型污染,人为源对大气环境产生了一定影响.     

基于逐时降雨数据的长汀县降雨侵蚀力估算

基于长汀县最优降雨侵蚀力算法∑EI_(60),利用河田站降雨过程数据得到的R_(最优)(∑EI_(60))与该数据经过逐时分割得到的R_(逐时)(∑E_(60)P_(60))进行线性拟合,线性拟合的决定系数达到0.909;再将该拟合方程应用于逐时网格降雨融合数据中,估算县域降雨侵蚀力的空间分布.与常规的简易模型和逐月降雨量进行插值的方法相比,获得精度更高、更加符合实际情况的区域降雨侵蚀力分布,为该地区水土流失监测提供科学依据.     

基于GIS与USLE的榆中县土壤侵蚀

在GIS与RS技术支持下应用USLE模型对位于黄土高原西部的榆中县进行土壤侵蚀强度的定量估算,探讨区域土壤侵蚀的空间变异性以及与坡度梯度和土地利用方式之间的关系.得出榆中县的年均侵蚀总量为813137t,年均侵蚀模数为247t/km~2,并且土壤侵蚀的空间变异性明显,年均侵蚀模数与年均侵蚀总量随坡度梯度的增加都呈指数增加.在分析不同土地利用方式下的土壤侵蚀状况后发现,低覆盖度草地才是区域最主要的侵蚀地带.     

闽西地区近30年降雨侵蚀力变化分析

利用闽西地区18个气象站30 a的日降雨资料为基础,计算全省的降雨侵蚀力.并采用统计分析、空间分析和M-K突变分析等方法对闽西地区降雨侵蚀力的时空变化特征进行分析.结果表明:从年降雨侵蚀力来看,降雨侵蚀力的年变化呈上升趋势;从季节变化趋势来看,降雨侵蚀力在夏季和冬季呈上升趋势,而春季和秋季降雨侵蚀力呈下降趋势,但降雨侵蚀力上升或者下降均不显著;闽西地区30 a内降雨侵蚀力变化表现为变率突变,R值年际间变化较大,降雨侵蚀力空间分布不均,总体表现为由西北部向东南部递减.     

黄河流域兰州段土壤侵蚀敏感性评价

黄河流域兰州段,由于严重的土壤侵蚀现象,带来的流域生态问题凸显。研究黄河流域兰州段土壤侵蚀敏感性问题,有助于解决该区域黄河流域生态环境保护与治理。选取降雨侵蚀力、土壤可蚀性、坡度、坡长、水土保持措施、植被覆盖6个因子,采用改进的加权土壤侵蚀(the revised universal soil loss equation, RULSE)模型,运用地理信息系统(geographic information system, GIS)和遥感技术评价该区域土壤侵蚀敏感性。结果显示:黄河流域兰州段土壤侵蚀极敏感区和重度敏感区占区域总面积的42.73%,中度敏感区占区域总面积的45.60%,轻度敏感区和不敏感区占区域总面积的11.67%。其中,最敏感区位于兰州市榆中县。研究结果可为黄河流域兰州段合理规划水土资源、生态环境保护和管控预警提供决策支持。     

黄河流域降水序列变化的小波分析

采用1961—2000年黄河流域97个气象站点的系列资料,在分析黄河流域降水空间变化格局的基础上,采用墨西哥帽小波函数,对黄河流域近40 a来降水的季节变化和年际变化时间序列进行了小波分析,揭示了黄河流域降水变化的多时间尺度的复杂结构,分析了不同时间尺度下降水序列变化的周期和突变点,并确定了各序列中存在的主要周期。结果表明：黄河流域多年平均降水量的地区分布既受天气系统的制约,又受地形等地理环境的影响,造成明显的地区性差异;黄河流域年降水和各季节降水均存在8~12 a左右时间尺度的多少交替,表现出明显的周期特征,其次4~6 a左右时间尺度的周期特征也较明显,夏季降水和年降水变化趋势具有较大相似性,不同时间尺度的周期特征之间有不同程度的吻合,说明夏季降水较大程度地控制着年降水。小波分析的时频局部化特性可展现降水时间序列的精细结构,为分析气候多时间尺度变化特征及短期气候预测等节水关键问题研究提供了一种新途径。     

Rainfall-interception effect of vegetation restored region of gully in arid-hot valley of Jinshajiang River

This paper divides the process of rainfall redistribution into four levels in vegetation restored region of gully in arid-hot valley of Jinshajiang River. These levels include arbor interception, litter interception, soil interception and surface runoff. The results showed that the maximum of interception was 8.10 mm, the mean interception was 4.53 mm, the maximum of interception rate was 56.10 % and the mean interception rate was 32.63 %.When the rainfall is over 20 mm, the interception rate descends rapidly along with the rainfall increasing. The maximum of water-holding content of litter was 8.14-20.33 t/hm^2, the mean of which is 12.52 t/hm^2 and the maximum of water-holding content was over two times of it own weight. The rainfall of litter interception was 150.24 mm, accounted for the rainfall income 24.48%.The maximum water-holding capacity of soil achieves 2 198.54 t/hm^2, but that of the barren land is 1 825.60 t/hm^2. The rainfall of soil interception was 219.87 mm, accounted for the rainfall income 35.82%. The surface runoff of vegetation restored region was 43.41 mm, accounted for 7.07% of the rainfall income, but the surface runoff of non-forest land was 413,24 mm, accounts for 70.26% of the rainfall income.The surface runoff of the planted forest community was by 63.19% lower than that of the non-forest land. Through the interception of the forest land that reduced the soil erosion effectively, good hydrology effect was obtained.     

Identification of the deposited layers in landslides reservoir and investigation of the sediment yields during the later sixteenth century on the Hill Loess Plateau,China

There are many sediment trapping reservoirs in the Hill Loess Plateau. The Huangtuwa small catchment is selected as a research field where samples were collected in a sediment deposit profile with a vertical length of 12.73 m. By the variation of fine particle content and pollen concentration, 54 flood couples were identified. Taking the freeze-thawing disturbed texture as the sign of the latest flood couple in a year, it is ascertained that those 54 floods should happen in 31 years. Using pyramid volume calculation formula, the sediment yields of flood ranged between 716-30376 t· km^-2, The average sediment yield was 7106 t· km^-2, The annual sediment yields varied between 968-55579 t· （km^2· a）^-1, and the average value is 12629 t· （km^2· a）^-1. Compared with the modern annual sediment discharge of the Huaining River, the erosion rate in the Huangtuwa region 450 years ago was similar to the modern erosion rate. In the period from the 27th year to the 31st year, the average annual sediment yield increased sharply to 31309 t· （km^2· a）^-1. It implied that re-reclamation of the abandoned land in the catchment since the landslide disaster, where vegetation had rehabilitated already, caused very severe soil erosion in the catchment.     

1951—2014年淮河流域降水量时空变化特征

以1951—2014年淮河流域29个站点月降水量数据为研究对象,运用线性趋势、累积距平、小波分析及空间分析等方法,分析了降水量时间和空间变化特征.结果表明:(1)1951—2014年,年、春、夏和秋季降水量呈不显著减少趋势,冬季降水量则具有不显著增加趋势.(2)春、秋和冬季易发生旱涝灾害,夏季降水量变化控制年降水量变化.(3)年降水量具有准2a和6a振荡周期.(4)东南部年和四季降水量多于西北部,这与我国年和四季降水量分布模式一致.(5)空间上,年和四季降水量变率中,年和夏季最大,降水量减少区域呈半环状包围降水量增加区域;整个流域冬季降水量几乎没有变化.     

雨强和坡度对嵌套砾石工程边坡侵蚀特征的影响

为探究不同雨强和坡度对西南高山-亚高山地区急陡、高砾石含量工程边坡土壤侵蚀的影响.采用室内模拟降雨及人工配置土壤等方法,在5种雨强(25,40,45,65,85 mm/h), 5种坡度(35°,40°,45°,50°,60°)条件下进行模拟实验.研究结果表明:工程坡面产流率随着雨强的增加呈对数增加.不同雨强下坡面平均产流率变化过程随着坡度的变化差异性具有统计学意义.随着雨强的增加,同一坡面工程边坡侵蚀率明显增多.当雨强为40 mm/h时,工程坡面侵蚀率随坡度变化较小(0.015 g/s);当雨强为65 mm/h时,同一坡面的侵蚀率随着坡度的增加而减少.工程坡面溅蚀率整体呈现出迅速增长至峰值后缓慢下降的趋势.同一边坡随着雨强的增加,坡面击溅侵蚀率在产流前和产流时都有明显的增加,不同粒径土壤增速具有明显差异,同一坡面随着坡度的增加,坡面泥沙溅蚀率存在临界值(40°～45°).降雨强度与土壤侵蚀相关性有统计学意义,不同雨强下坡度与径流过程和侵蚀过程的相关性具有明显差异性.结论:工程边坡中砾石具有增加下渗率和抗侵蚀作用,工程坡面土壤侵蚀率随降雨历时逐渐下降;坡度的增加在增大坡面流速的同时会降低坡面实际承雨面积,工程坡面土壤侵蚀率随坡度的增加呈非线性关系.     

近50年北海市海岸线变迁及其环境效应分析

【目的】研究近50年来海岸线变迁的规律及其环境效应。【方法】以北海市1955—2004年遥感影像为数据源,并结合野外调查。【结果】南流江三角洲河口区沿岸海岸线变化最大。海岸线长度除1977—1988年略有增加外,整体上呈递减趋势,1998年至2004年变化减缓。北海市海岸线变化的环境效应表现为引起冲淤变化。【结论】海岸线变迁主要是受围海工程影响,海岸的自然侵蚀、淤积作用不明显,海岸线变化总体上是趋于平直,长度减少。环境效应变化较明显的是南流江三角州河口区河道改道导致河道自然冲刷拓宽、部分江心岛受到冲刷侵蚀;人工堤坝保护了海岸,但滩涂可能遭受侵蚀影响,或海浪翻腾沙滩底部影响了沙滩质量。     

Changes in overland flow and sediment during simulated rainfall events on cropland in hilly areas of the Sichuan Basin, China

Water and soil loss are the major causes of the land degradation in the hilly area of the Sichuan Basin, China, where purple soil (FAO, Calcaric Regosols) is widely distributed. Little research has been conducted on changes in overland flow and sediment during rain events on sloping cropland in this area. In this study, 45 artificial rainfall events were applied to five runoff plots with slopes of 9%, 18%, 27%, 36%, and 47%, respectively. Results showed that erosion processes on purple soil of sloping cropland are complex, because the sediment concentration changes with time under different situations. According to correlations between runoff discharge and sediment concentration, all erosion events were classified into three types: (1) positive correlation; (2) negative correlation; and (3) no correlation. Positive correlations were dominant, accounting for 60% of all events. Rainfall intensity, slope gradient, and tillage treatment were the main factors that influenced erosion events.     

区域降雨的丰枯特性及其补偿特性分析

利用天津市北三河境内18个雨量站、1960--2005年共46年的年降雨量资料,依次对北运河、潮白河、蓟运河流域的年降雨进行了丰枯判别、连丰、连枯概率和稳定概率计算,并利用Kriging插值模型和集对理论对各流域间的降雨补偿特性进行了分析．结果表明：连续两年出现平水年的概率为最大;北运河流域的丰枯交替比其他流域频繁;北三河系各流域间的降雨量基本是正相关的,即遭遇的机会较多,存在一定的丰枯同步性,即自产水不利于补偿调节,易产生区域性的洪涝灾害和干旱缺水问题．     

Using 137Cs tracing technique to estimate wind erosion rates in the typical steppe region,northern Mongolian Plateau

Wind erosion is one of the major factors of land degradation in the typical steppe region, northern Mongolian Plateau. Using ^137Cs tracing technique, we estimated the wind erosion rates of different pastures and abandoned farmland at Bayannur and Karakorum in Mongolia. The pastures and cutting grassland at Bayannur were slightly eroded by wind, with the rates of 64.58-169.07 t·km^-2.a^-1. The abandoned farmland in Karakorum, however, was strongly eroded by wind, with annual surface soil loss of 4.05 mm. a^-1, and wind erosion rates up to 6723.06 t· km^-2. a^-1. The total loss of surface soil due to wind erosion has been 17.4 cm since the cultivation of the steppe land in the 1960s. The wind ero- sion rate at the abandoned farmland was much higher than that at the typical steppe sites, showing that the cultivation led to serious wind erosion in the typical steppe region, northern Mongolian Plateau. By contrast, traditional livestock grazing resulted in less disturbance to the surface soil, and did not induce to devastating wind erosion, which plays an important role in maintaining the stability of the steppe ecosystem in the northern Mongolian Plateau.