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[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] 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]
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] 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]
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] 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] 北京林业大学学报
[作者]
张志 朱金兆 朱清科 张宇清 姚爱静 曹刚 魏铁
利用山西省吉县蔡家川流域 1∶10 0 0 0地形图及 2 0 0 3年秋季时相的QuickBird卫星遥感影像 ,结合野外调查资料进行景观制图 ,并与数字高程模型 (DEM)数据进行图层叠加分析 ,研究典型嵌套流域内不同景观类型随地形变化呈现出的分异特征及变化成因 .结果表明 :①在较大尺度上 ,地形因素是本区景观分异的首要因素 ;② 2 0世纪80年代以来的封山育林与生产性造林以及近年来实施的退耕还林 ,是局部地区景观组分在各种地形梯度上显著变化的根本原因 ,自然恢复过程对于这种格局变化也起到了积极的促进作用 ;③目前流域内人为的干扰活动主要是过度放牧 ,集中在自然景观与人为景观过渡的中游...
[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] 北京林业大学学报
[作者]
张建军 朱金兆 魏天兴
以径流小区的观测资料为依据，对晋西黄土区坡面水土保持林地降雨、径流、泥沙进行了分析，该地区产生地表径流的基本降雨条件为最大雨强在１０ｍｍ／ｈ以上，降雨量在１０ｍｍ以上；该地区能够造成土壤侵蚀的主要降雨形式为降雨量在３０ｍｍ以上的降雨。该文还建立了计算地表径流量的回归模型。
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
张建军 纳磊 方家强
坡面糙率是研究地表径流最为重要的参数之一,对坡面水文过程和土壤侵蚀过程模拟具有重要意义.该文采用野外实地冲刷水槽法,在测定不同地类地表糙率的基础上,研究了地表鲜草量、枯枝落叶量和地表硬度对地表糙率的影响,并探讨了地表糙率与地表径流泥沙含量的关系.研究结果表明,不同地类地表糙率差异显著;地表糙率与鲜草量成线性关系;枯枝落叶对地表糙率的影响存在极值;地表糙率随土壤硬度的增加而减小,且成幂函数关系;地表径流的泥沙含量随地表糙率的增加而减小,二者成对数关系.
关键词：
糙率 地表径流 泥沙含量 黄土区
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
董月群 李淑芹 原翠萍 雷廷武
为研究草地对土壤侵蚀过程的影响,选用黄绵土人工种植草地,采用室内模拟降雨试验研究黑麦草不同覆盖度(0、25%、50%和75%)对3种降雨强度(60、90和120 mm/h)坡面产流产沙过程的影响。结果表明:黑麦草覆盖可以显著减小侵蚀产沙。在坡面土壤预饱和的条件下,坡面产流、产沙与时间呈线性关系;累计产流量随降雨强度线性增加;同一降雨强度条件下,草地覆盖度对累计产流量影响不显著;草地坡面水流含沙量、输沙率、次降雨产沙量均随覆盖度增大而降低,随降雨强度增大而增加;3种降雨强度条件下,无黑麦草覆盖坡面水流含沙量差异不显著,次降雨产沙量和输沙率随着降雨强度的增加而增大。研究结果可为土壤侵蚀预报模型建立...
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
刘俊廷 张建军 孙若修 李梁
【目的】通过分析不同退耕年限林地土壤物理性质的变化,探讨退耕还林工程对土壤物理性质的改良作用。【方法】以晋西黄土区不同退耕年限的荒草地、纯林地、混交林地为研究对象、以农地为对照,通过野外调查,研究了退耕年限对土壤密度、孔隙度、毛管孔隙度等土壤物理性质的影响。【结果】退耕地土壤密度随土层深度的加深显著增加,0～60 cm土层平均密度分别为:农地(1.38 g/cm~3)>荒草地(1.27 g/cm~3)>纯林地(1.20 g/cm~3)>混交林地(1.18 g/cm~3),退耕还林后纯林地、混交林地与农地、草地的土壤密度差异显著(P 林地(52.87%)>农地(47.82%)>荒草地(45.97%)。退耕后形成的纯林地、混交林地与农地、草地的孔隙度差异显著(P 0.05)。土壤毛管孔隙度随退耕年限的增加呈显著增加趋势。混交林地、纯林地毛管孔隙度分别为51.21%和50.37%,与农地的毛管孔隙度(45.62%)显著差异。【结论】退耕还林工程能明显改善土壤物理性质,且混交林对土壤改良效果好于纯林。
关键词：
晋西黄土区 退耕年限 物理性质 土层深度
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
蔡智才 毕华兴 许华森 常译方 王丹 陈玥
【目的】研究果-农间作系统的种间关系,为果-农间作系统的可持续经营提供理论支持。【方法】以晋西黄土区7年生苹果(Malus pumila)+花生(Arachis hypogaea)间作系统为研究对象,以花生单作系统为对照,布设根障以阻断苹果树与花生根系之间的延伸交叉,采用定位观测和数学模拟相结合的试验手段,对林下光合有效辐射(PAR)分布及其对花生生长的影响进行研究。【结果】间作系统内树行北侧的作物行主要在上午受果树遮阴影响,南侧则主要在下午受影响,距树干基部越近的作物行PAR均值越小;采用直角双曲线修正
[期刊] 浙江农林大学学报
[作者]
朱洪盛 赵炯昌 池金洺 王子涵 王丽平 王正泽 于洋
【目的】探究晋西黄土区典型造林树种和水平阶整地措施对0～180 cm土层土壤水分动态的影响，为植被恢复及流域综合治理提供参考依据。【方法】以晋西黄土残塬区蔡家川流域典型工程措施水平阶以及主要造林树种刺槐Robinia pseudoacacia和侧柏Platycladus orientalis为研究对象，于2019年5—9月生长季开展土壤水分定位监测，并采用配对试验，对自然坡面刺槐林地与侧柏林地土壤水分进行同步观测，分析不同植被和水平阶整地综合影响下的土壤水分特征及对降雨事件的响应，评价典型工程措施对不同植被土壤含水量的影响。【结果】生长季不同植被类型、水平阶整地前后的土壤含水量的变化与降雨量的变化密切相关，不同样地平均土壤含水量由高到低依次为水平阶侧柏林地(18.68%)、自然坡面侧柏林地(16.19%)、水平阶刺槐林地(16.10%)、自然坡面刺槐林地(15.42%)。较之自然坡面，水平阶整地措施能够分别提高侧柏林地和刺槐林地土壤含水量15.38%、4.41%。根据土壤水分垂直变化特征，水平阶整地可以提升土壤水分的活跃层、次活跃层深度：水平阶侧柏林地活跃层、次活跃层深度范围为0～80 cm，相对于自然坡面侧柏林地提升深度33%；水平阶刺槐林地活跃层、次活跃层深度范围为0～140 cm，相对于自然坡面刺槐林地提升深度40%。【结论】土壤含水量的动态变化与降雨量、工程措施、植被作用关系密切，水平阶是开展黄土残塬小流域生态恢复的有效工程措施，且水平阶侧柏林地提升效果要优于水平阶刺槐林地。图3表3参37
[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%。【...
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