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[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
张建军 董煌标 纳磊 王鹏
水文观测是水文学的基础,尺度转换问题是水文学的热点问题之一,利用野外定位观测资料开展黄土区不同尺度小流域径流过程的研究对该区水文模型的构建与尺度转换问题的解决具有重要意义。该文通过在不同降雨条件下,对不同尺度小流域径流系数、径流深、洪水过程线的对比分析得出:不同尺度小流域的径流深、径流系数差异显著;雨强是影响小流域洪水过程线的主要因素;在小尺度上,不同雨量条件下小流域的洪水过程线相似,而在较大尺度上,不同雨量条件下流域的洪水过程线差异显著;如何定量描述下垫面覆盖、地形的变化和定量描述雨强、雨型的空间分布是水文模型构建与水文尺度转换的关键。
关键词：
径流 降雨 洪水过程线 尺度转换 黄土区
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
杨云斌 张建军 李梁 孙若修 张海博 张佳楠
【目的】探究降雨过程(雨型)对小流域产流过程的影响,为小流域尺度上产汇流分析提供依据。【方法】以山西吉县森林生态系统国家野外科学观测研究站的蔡家川小流域为研究对象,利用蔡家川小流域2007—2017年场降雨径流数据,根据雨量在降雨过程中集中的位置进行雨型划分,并采用LSD多重比较法分析不同雨型的特征,在不同土地利用类型的小流域尺度上探究雨型特征与产流的响应关系。【结果】(1)蔡家川流域的降雨可划分为前期型降雨(I型)、中期型降雨(Ⅱ型)、后期型降雨(Ⅲ型)和均匀型降雨(Ⅳ型)。Ⅰ型降雨为短历时强降雨,是主要降雨雨型,占总降雨频次的44.6%,平均雨量为24.6 mm,降雨侵蚀力最强,集中分布在6—8月;Ⅳ型降雨为长历时小雨强降雨,平均历时716 min,平均雨量为17.84 mm,降雨侵蚀力最弱,多出现在雨季的前期(5月份)和后期(9月份);Ⅱ型和Ⅲ型降雨的特征介于Ⅰ型和Ⅳ型降雨之间,多发生在6—8月,降雨量和频次相对均衡。(2)不同雨型条件下小流域的径流深、洪峰流量排序为:Ⅰ型降雨>Ⅲ型降雨>Ⅱ型降雨>Ⅳ型降雨,洪峰滞后时间排序为:Ⅳ型降雨>Ⅱ型降雨>Ⅲ型降雨>Ⅰ型降雨。(3)Ⅰ型、Ⅲ型降雨条件下农地小流域的径流深和洪峰流量高于封禁小流域,Ⅱ型和Ⅳ型降雨条件下封禁小流域的径流深和洪峰流量略高于农地小流域,封禁小流域的洪峰出现时间均滞后于农地小流域。(4)降雨量和历时对农地小流域产流的影响更大,雨强分布对封禁小流域产流的影响更大。【结论】不同雨型的降雨特征差异性显著,Ⅰ型降雨是引起小流域产流的主要雨型,大雨量强降雨更易造成流域的水土流失;封禁小流域削减径流、延长洪峰出现时间的作用显著,尤其对大雨量强降雨的调节作用更明显;在晋西黄土区降雨量、降雨历时和降雨过程中的雨强分布是影响小流域产流过程的重要因素。
关键词：
雨型 降雨过程 径流 洪峰流量 黄土区
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
王晓燕 毕华兴 高路博 常译方 许华森
【目的】研究不同空间尺度下晋西黄土区径流的主要影响因子,为当地生态建设和水土流失治理提供参考。【方法】通过对晋西黄土区坡面和小流域2个不同空间尺度下生态水文过程进行长期定位和半定位监测,应用SPSS统计分析软件和灰度关联方法分析了2个空间尺度下径流的主要影响因子。【结果】在坡面尺度,对径流影响最大的是降雨强度和郁闭度,权重分别为21.84%和21.81%;其次为雨前土壤含水量和降雨量;对坡面径流影响最小的因子为坡度,权重为16.39%。在小流域尺度,对径流影响最大的是降雨量和流域面积,权重均为18.11%;其次为形状系数、降雨强度和森林覆被率;沟道比降对径流的影响最小,其权重为14.05%。【...
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
毕华兴 朱金兆 张学培
该文研究黄土区以小流域为尺度的暴雨径流泥沙规律，为该地区林业生态工程建设和林业生态工程效益评价提供理论依据．该文以森林水文的较大研究尺度流域综合试验为出发点，在晋西黄土区小流域分类的基础上，选择了具有代表性的典型小流域１１个，对这些小流域进行了３～８ａ的定位观测，获得了１３１场暴雨产流和产沙资料．在分析这些资料的基础上，系统地研究了降雨、土壤入渗、流域产流、汇流及输沙的理论与方法，获得精度较高、适用性较强的流域径流、泥沙统计模型和数理模型．
关键词：
黄土高原,小流域,降雨-径流-泥沙,模型
[期刊] 资源科学
[作者]
谢高地 甄霖 陈操操 杨丽
大流域宏观尺度上长时间序列的降雨变化、景观变化、径流变化及其相互作用是近年来研究全球变化的一个重要问题。本文研究泾河流域降雨-景观-径流变化的相互作用,结果表明:①泾河流域中上游主流域40多年来的降水具有微弱下降趋势,降雨倾向率为-4.9mm/10~-11.3mm/10年;泾河流域马莲河分流域,年降雨量表现为不变或微弱下降;②泾河流域1986年~2000年15年之间,景观结构变化不大,一直以草地景观和耕地景观为主。草地景观和农耕地景观二者始终占流域总面积的85%以上,林地景观始终占流域总面积的10%左右,其他景观类型一直占流域总面积的5%左右。在宏观景观格局的变化中,泾河流域中上游主流域,农耕...
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
许文旭 毕华兴 王亚娟
【目的】在气候变化与人类活动共同作用影响下黄土高原地表植被覆盖情况发生了显著的变化，探究不同流域景观格局对水文过程和水分循环要素分配的影响，为优化流域植被空间配置与加强水资源管理提供理论依据。【方法】以蔡家川小流域主沟道及其内部4个子流域为研究对象，通过遥感影像解译土地利用现状，并基于2016-2019年5个小流域场次暴雨径流数据，采用偏最小二乘回归和皮尔逊相关分析，探究流域景观格局变化对径流组分的影响。【结果】（1）不同土地利用方式对径流形成的作用不同，相较农地（旱地），乔木林地、灌木林地、草地和果园的增加将减少流域产流。（2）流域径流总量与斑块密度、边缘密度和香农多样性指数呈显著正相关（P <0.05），与聚集指数、蔓延度指数和斑块凝聚度指数呈显著负相关（P <0.05），景观破碎程度减小或连通度与聚集度的提高，对流域径流总量具有明显削减作用。（3）不同土地利用方式的面积占比、斑块和景观水平的景观格局指数，均与流域基流指数间未见显著相关性，景观格局对流域基流影响较小。【结论】景观格局变化对流域径流总量具有较强调控作用，但对径流中的基流影响较弱。研究成果可为流域景观格局优化与水资源综合管理等提供有益参考。
[期刊] 林业科学
[作者]
于澎涛 徐德应 王彦辉
由于地理要素 (地形、气候、土壤、植被等 )的空间异质性 ,森林的生态服务功能 ,尤其是涵养水源和保持水土的功能 ,也存在着空间分异。本文根据森林水文过程和森林水文生态功能的形成机理 ,建立了通用性较强的官司河分布式水文模型。官司河模型根据流域内部地理要素的空间异质性把流域分成一系列的单元和作用层 ,以单元和作用层为基本单位 ,连续计算每个单元和作用层的水文过程和水文要素变化 ,包括降雨输入、冠层截留、枯落物层吸水、入渗、蒸散、壤中流、地表径流等 ,进而得到流域水文的时空变化。用此模型模拟了四川绵阳官司河流域的降雨—径流过程 ,计算结果与观测结果基本吻合。
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
鲍彪 毕华兴 云雷 高路博 许华森 安云
通过野外坡面降雨试验,对晋西黄土区刺槐林地内土壤水分进行连续定位观测,以揭示晋西黄土区坡面土壤水分对降雨的响应,旨在为黄土高原区水土流失治理提供一定的理论依据。结果表明:1)坡面土壤含水率受植被密度影响较明显,密度较高的刺槐林地相对于密度较低的林地或裸地而言,其林地内坡面土壤水分对降雨的响应较平缓。2)垂直方向上,0～20cm土层土壤含水率对降雨的响应最为直接和迅速。植被密度不同,各测点次表层(10～20cm土层)土壤含水率的上升有先后之分,与表层(0～10cm土层)相比,次表层的土壤含水率变化有一定的滞后和延长,体现出土壤水分入渗的先后过程。深层(20～150cm土层)土壤含水率对降雨几乎无...
关键词：
晋西黄土区 刺槐林 土壤水分 降雨
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
王红艳 张志强 查同刚 朱聿申 张建军 朱金兆
径流曲线数（ＳＣＳ－ＣＮ）是预测场降雨地表径流常用的水文模型之一，由于其基本假设合理、参数易于获得而被广泛应用。然而，由于流域径流的形成受广泛存在空间或时间异质性的地形、地貌、土壤、气象、植被以及土地利用等多种因素的影响，按照标准径流曲线数模型估算的场降雨径流与实测径流相差可能很大。因此，针对特定区域、特定流域对该模型进行相应的修正是提高其径流预测精度的有效途径。本文于晋西黄土区吉县蔡家川分别以农田草地、人工林和次生林为主的３个典型小流域为对象，将２００４—２０１１年实测的场降雨径流数据分为模型参数率定期（２００４—２００９年）和验证期（２０１０—２０１１年），对比标准ＳＣＳ－ＣＮ模型和修正的．．．
关键词：
SCS-CN 降雨 地表径流 黄土高原
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
李梁 张建军 陈宝强 冯换成
对晋西黄土高原封山育林小流域内植被覆盖度、群落木本植物组成及群落α多样性变化进行研究,为黄土高原地区仿拟自然植被的恢复与构建提供相应的理论依据和技术支撑。于2016年7—8月,以山西吉县蔡家川流域内实施封山育林35年的柳沟小流域为调查对象,采用样线与样方相结合的调查方法,对阳坡、半阳坡、阴坡、半阴坡、梁峁顶、沟底6种不同生境的植被状况进行了调查,并与1996年(封禁15年)、2007年(封禁26年)在柳沟小流域相同生境的调查数据进行对比,研究封山育林小流域随封育时间的延长植被覆盖度、群落木本植物组成、群落
[期刊] 资源科学
[作者]
夏军 乔云峰 宋献方 叶爱中 张学成
随着人类活动的增强,不同下垫面对地表径流的影响日益显著。本文选择黄河岔巴沟流域,采用野外人工控制条件下的降雨实验,针对不同下垫面类型、不同下垫面覆盖度以及不同的处理方式等情况下进行了水文过程的实验研究,并对不同植被覆盖度、不同耕作措施、降雨径流系数随时间的变化规律、不同下垫面对径流系数的影响等方面进行了分析与初步研究。结果表明,土地利用类型的变化对黄土沟壑地区的降雨径流关系有很大影响,其中耕作措施的使用对降雨径流关系的影响远大于地表覆盖率变化所产生的影响。地表覆盖率单因素变化时,稳定产流时的产流量变化不超过10%,而当采用耕作措施进行单因素分析时,稳定产流时的产流量大于20%。在相同雨强下,草...
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
唐鹏 张建军 李阳 魏广阔 胡亚伟 赵炯昌
【目的】探究极端降雨对不同土地利用方式下浅层滑坡形态特征和空间分布的影响。【方法】以山西吉县蔡家川农地、次生林、人工林3种土地利用方式的小流域为对象，在2021年10月3日至6日的极端暴雨后采用无人机摄影测量调查浅层滑坡的形态特征和空间分布。【结果】（1）极端降雨在3个小流域内共诱发425处浅层滑坡，总体积为82 000 m~3。其中农地小流域179处，体积为43 138 m~3，人工林小流域196处，体积为33 489 m~3，次生林小流域50处，体积为5 373 m~3。（2）核密度分析表明农地小流域浅层滑坡密集程度最高，核密度峰值达到714处/km~2，且多位于侵蚀沟坡和农地间的斜坡上，次生林小流域的浅层滑坡多沿沟谷分布，人工林小流域浅层滑坡整体沿西北-东南走向的山脊线呈带状分布。（3）农地小流域浅层滑坡主要集中在20°～50°坡度范围和以正东、东南为主的阳坡；次生林小流域滑坡主要分布在40°～50°坡度范围，且受到坡向的影响较小；人工林小流域滑坡集中分布在50°～60°坡度和以正东、正西为主的坡向。【结论】本次调查发现在小流域尺度上植被能够有效减少极端暴雨造成的浅层滑坡，尤其次生林防治浅层滑坡的效果更佳。因此，在全球气候变化背景下，黄土高原大力营造仿拟自然植被，对提高植被的水土保持功能具有重要意义。
[期刊] 资源科学
[作者]
肖禾 张茜 李良涛 郑博 宇振荣
小尺度景观变化研究,能补充宏观变化研究结果,为有效可行的乡村景观管理提供依据。本文以高分辨率遥感影像为底图,于2009年与2012年开展野外实地调查,建立乡村景观数据库。通过土地利用与土地覆盖变化评价,研究乡村景观变化特征。在北京市大兴区、河北省曲周县与江苏省常熟市选取村级研究区,开展小尺度案例研究。研究显示,不同地区的乡村景观在较短时期内都发生了明显的变化,且趋势各异。建设用地不再是单向增长趋势,出现了增长趋缓以及下降的现象,并因不同用地性质而具有相异的变化特征。农田保护政策发挥了积极作用,面积下降显著趋缓。受农业生产用地调整影响,果园与苗圃面积快速增加,提升了研究区乔木覆盖面积。坑塘、一年...
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
李笑吟 毕华兴 张志 刘鑫 纳磊
为分析黄土区坡面尺度地形因子对土壤水分的影响,该文选择山西省吉县蔡家川小流域典型梁峁坡面为研究对象,基于数字高程模型(DEM)提取研究区域坡向、坡度、坡位3个地形因子分布图,并与研究区土壤水分的克立格(Kriging)插值图叠加.通过主成分分析得出:在0～30cm土层,地形因子对土壤水分影响的次序依次为坡向>坡位>坡度;在30～60cm土层,其影响强弱顺序依次为坡度>坡位>坡向.对主成分地形因子(坡向、坡度)的单因素分析得出:自土壤水分最高区域(坡向N337.50°)以顺时针方向,土壤水分呈现先减少后增加,再减少至最低(坡向N202.50°(0～30cm土层)、N191.25°(30～60cm...
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
孙周亮 刘冀 谈新 董晓华 舒章康
人类活动和气候变化可能导致水文资料的一致性遭到破坏。为研究澴河上游汛期降雨、径流的一致性,基于澴河花园水文站及流域内6个雨量站1963~2013年汛期实测资料,以全汛期、最大1日、3日、7日为时间尺度,首先通过Pettitt检验和Mann-Kendall检验对降雨、径流序列进行趋势与突变检验;其次采用不均匀系数和重心模型对降雨时空变化进行定量分析,基于日流量历时曲线分析不同相对历时流量的变化规律;最后分析降雨径流关系的时间变化特征。结果表明:澴河上游流域汛期降雨存在不显著下降趋势,各历时降雨空间分布未发生显著变化,降雨重心基本分布在广水站和草店站之间。花园站汛期平均流量呈减小趋势,最大1日、3日、7日平均流量显著减小;高流量下降趋势和低流量上升趋势均较明显,高、低流量相对于中流量的离差均为减小趋势。汛期径流系数呈下降趋势,降雨、径流深多年平均下降率分别为11.6、20.8 mm/10 a;径流系数与降雨量呈分段线性关系,约在汛期降雨为565 mm处出现转折。
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