雨強(qiáng)

傾斜，影響到落地雨強(qiáng)的空間分布，對(duì)城市地區(qū)的降雨-徑流過(guò)程產(chǎn)生影響。人工降雨試驗(yàn)是研究城市區(qū)域產(chǎn)匯流機(jī)理的重要手段，其結(jié)果是否準(zhǔn)確直接影響到研究結(jié)果的可靠性。同時(shí)，在暴雨內(nèi)澇災(zāi)害的研究中，準(zhǔn)確的降雨數(shù)據(jù)對(duì)水文模擬、預(yù)警預(yù)報(bào)、防洪救災(zāi)工作等十分重要。物理試驗(yàn)便于控制降雨、風(fēng)速、承災(zāi)體等要素，且試驗(yàn)過(guò)程易于監(jiān)測(cè)，可以為極端暴雨災(zāi)害的研究提供數(shù)據(jù)支撐，因此，物理試驗(yàn)中降雨強(qiáng)度的準(zhǔn)確模擬與測(cè)量十分重要。降雨觀測(cè)中，風(fēng)場(chǎng)變形誤差是主要誤差之一，風(fēng)場(chǎng)變形誤差是指雨量計(jì)

[8]研究表明降雨強(qiáng)度和坡度對(duì)團(tuán)聚體的分選作用有顯著影響，粒徑0.25 mm團(tuán)聚體流失量呈增加趨勢(shì)，粒徑0.25 mm團(tuán)聚體流失量隨雨強(qiáng)的提高呈增加趨勢(shì)。Shi等[11]研究指出，坡度的增加會(huì)提高徑流對(duì)大團(tuán)聚體的輸移能力，大團(tuán)聚體的流失比例明顯提高。張怡等[12]研究則表明，隨著坡度的增加徑流泥沙中粒徑>0.25 mm團(tuán)聚體含量無(wú)明顯變化，而粒徑東北黑土區(qū)作為我國(guó)重要的商品糧生產(chǎn)基地，由于不合理的耕作及過(guò)度開(kāi)墾，土壤侵蝕日益加劇[14]，其中坡耕地水力侵蝕

能力與護(hù)坡坡度、雨強(qiáng)、無(wú)砂混凝土過(guò)渡層厚度有關(guān)，因此研究這3個(gè)因素對(duì)護(hù)坡基料保持能力的影響具有重要意義。2 材料與方法采用室內(nèi)模擬試驗(yàn)，設(shè)計(jì)不同坡度的鐵架，坡度分別為1∶0.3、1∶0.5、1∶0.75、1∶1、1∶1.25。鐵架坡面上放置木板，木板長(zhǎng)寬厚尺寸為1.35 m×1.1 m×0.01 m，木板上鋪設(shè)無(wú)砂混凝土，厚度分別為5、5.5、6、6.5、7 cm。無(wú)砂混凝土配合比為水泥∶骨料∶水=1∶5∶0.4，水泥采用42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥，骨料用碎

，細(xì)溝間侵蝕率隨雨強(qiáng)增大而增大。坡度和坡長(zhǎng)是影響坡面細(xì)溝間侵蝕的主要地形因子，在一定范圍內(nèi)，坡度增加，侵蝕率隨之增大，但坡度對(duì)坡面細(xì)溝間侵蝕的影響存在臨界拐點(diǎn)；坡長(zhǎng)則是通過(guò)影響坡面徑流和泥沙的輸移過(guò)程以及坡面侵蝕形態(tài)的演變，從而影響坡面侵蝕產(chǎn)流產(chǎn)沙過(guò)程。整體上，坡長(zhǎng)對(duì)土壤侵蝕過(guò)程的影響比較復(fù)雜，Govers和Bryan對(duì)坡長(zhǎng)與徑流的關(guān)系進(jìn)行研究并發(fā)現(xiàn)坡長(zhǎng)對(duì)產(chǎn)流率的影響和坡度相關(guān)，且細(xì)溝強(qiáng)度和坡長(zhǎng)具有明顯相關(guān)性。不同類(lèi)型的土壤，其團(tuán)聚體穩(wěn)定性和機(jī)械組成不同，

（圖1），強(qiáng)小時(shí)雨強(qiáng)在山區(qū)易造成山洪、泥石流、滑坡等次生災(zāi)害，在人口密集的平原、沿江低洼地帶又易形成嚴(yán)重內(nèi)澇，財(cái)產(chǎn)損失、人員傷亡屢見(jiàn)不鮮，且湖北省不同區(qū)域強(qiáng)降水特征差異明顯。因此，利用逐時(shí)降水資料研究湖北省小時(shí)強(qiáng)降水特征非常重要。學(xué)者們利用小時(shí)降水資料進(jìn)行降水的年際變化、日變化、強(qiáng)度特征、持續(xù)性分析時(shí)，大多是對(duì)強(qiáng)、弱降水一起進(jìn)行綜合性分析［1-15］。近年來(lái)，部分學(xué)者針對(duì)強(qiáng)小時(shí)雨強(qiáng)特征進(jìn)行專(zhuān)門(mén)研究，郝瑩等［16］通過(guò)定義安徽省典型短時(shí)強(qiáng)降水過(guò)程，總結(jié)建立了

對(duì)我國(guó)雨日和小時(shí)雨強(qiáng)的時(shí)空分布特征進(jìn)行了研究，指出西南地區(qū)和華南地區(qū)小時(shí)雨強(qiáng)的日變化最為明顯。王夫常等[13]、唐紅玉等[14]、彭芳等[15]對(duì)西南地區(qū)的降水日變化特征進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，指出西南地區(qū)總體存在夜雨特征和午后次峰值，但區(qū)域差異非常明顯。貴州汛期強(qiáng)降雨天氣多且常發(fā)生在夜間，因貴州山地地形、河流條件復(fù)雜，強(qiáng)降雨引發(fā)的次生災(zāi)害比較迅猛。2010年貴州省氣象部門(mén)開(kāi)始探索實(shí)施“三個(gè)叫應(yīng)”機(jī)制，在防災(zāi)減災(zāi)中發(fā)揮了極為重要的作用。但貴州省各區(qū)縣下墊面、河流、

占比例最大，但對(duì)雨強(qiáng)有最大貢獻(xiàn)的是1.0～2.0 mm的粒子，雨滴譜譜型以雙峰型為主。河北省中南部暴雨[18]中以直徑小于1.0 mm的小粒子為主，直徑1.0～3.0 mm的粒子對(duì)總雨強(qiáng)貢獻(xiàn)接近70%，暴雨的雨滴譜多呈單峰型分布。葉朗明等[19]分析了廣東省西部一次罕見(jiàn)極端降水事件的雨滴譜特征，結(jié)果顯示，雨滴譜在高濕環(huán)境中表現(xiàn)為暖性降水特征，最強(qiáng)降水時(shí)間段內(nèi)有極大的小雨滴數(shù)濃度，同時(shí)還存在部分大粒子，從而導(dǎo)致了更高的降水效率和局地強(qiáng)降水。王俊等[20]分析

、渭河流域1 h雨強(qiáng)累計(jì)最大值為97.5 mm，歷年均值為22.0 mm；6 h雨強(qiáng)累計(jì)最大值為185.8 mm，歷年均值為43.8 mm；24 h雨強(qiáng)累計(jì)最大值為284.0 mm，歷年均值為58.6 mm（見(jiàn)表1）。在空間分布上，強(qiáng)降雨主要集中于涇河流域的涇川、華亭、靈臺(tái)等中東部地區(qū)，6 h最大降水量可達(dá)100.0 mm，24 h最大降水量突破200.0 mm；渭河流域降雨強(qiáng)度相對(duì)較低，24 h降水量達(dá)到100.0 mm已較為罕見(jiàn)，但莊浪縣柳梁、岳堡2站

下坡的侵蝕模數(shù)隨雨強(qiáng)和坡度變化具有明顯的差異。以上研究結(jié)果表明，坡面侵蝕的空間分布存在差異，但對(duì)于坡面侵蝕空間分布特征與降雨和地形變化的關(guān)系仍需做進(jìn)一步研究。坡面侵蝕強(qiáng)度的空間分布特征一直是土壤侵蝕領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。土壤侵蝕過(guò)程包括土壤分離、泥沙輸移和沉積3個(gè)子過(guò)程，3個(gè)子過(guò)程間存在相互依存關(guān)系，且往往同時(shí)發(fā)生，難以區(qū)分。與土壤分離過(guò)程相比，泥沙輸移和泥沙沉積兩個(gè)過(guò)程更難監(jiān)測(cè)與分離，因此泥沙輸移與沉積的研究成果還很薄弱[9]。坡面侵蝕與沉積的空間分布特

良土、格構(gòu)形式、雨強(qiáng)、降雨歷時(shí)、坡比等條件組合情況下的降雨模擬試驗(yàn)。b）模擬降雨設(shè)備 模擬降雨設(shè)備主要包括流量控制系統(tǒng)、下噴式降雨系統(tǒng)、降雨廢水處理系統(tǒng)和降雨模擬軟件控制系統(tǒng)等，能夠?qū)崿F(xiàn)全部操作過(guò)程的計(jì)算機(jī)降雨智能化模擬系統(tǒng)的全程控制，以及降雨數(shù)據(jù)記錄功能。降雨試驗(yàn)是在6個(gè)獨(dú)立的試驗(yàn)區(qū)域內(nèi)完成，試驗(yàn)區(qū)可任意組合，單個(gè)試驗(yàn)區(qū)面積為10 m×3.5 m，實(shí)際降雨面積35 m2。c）坡面模型設(shè)備 邊坡模型采用高強(qiáng)并防腐處理的鐵板焊接而成，規(guī)格長(zhǎng)3 000 mm×

分析了黃潮土在多雨強(qiáng)變坡度產(chǎn)流產(chǎn)沙規(guī)律，認(rèn)為雨強(qiáng)對(duì)產(chǎn)流產(chǎn)沙的影響略大于坡度。雨強(qiáng)作為與土壤侵蝕相關(guān)的重要的條件，已有許多研究成果，An[2]、Wu[3]等通過(guò)對(duì)不同雨強(qiáng)和不同性質(zhì)土壤的降雨侵蝕實(shí)驗(yàn)認(rèn)為雨強(qiáng)是與土壤侵蝕關(guān)系最密切的降雨因子。張夢(mèng)[4]等通過(guò)人工降雨試驗(yàn)對(duì)黃土坡面進(jìn)行侵蝕研究表明，在相同坡度下，坡面產(chǎn)流量和產(chǎn)沙量與降雨強(qiáng)度呈正相關(guān)，降雨過(guò)程中侵蝕強(qiáng)度上下波動(dòng)，降雨強(qiáng)度越大，波動(dòng)值越大。姜芃等利用稀土示蹤法在人工降雨條件下在南方坡耕地水土流失研究

變化情況，發(fā)現(xiàn)降雨強(qiáng)度的大小對(duì)土壤顆粒組成產(chǎn)生影響。張騰飛等[16]在野外觀察天然降雨對(duì)坡面土壤顆粒組成的影響，發(fā)現(xiàn)坡面土壤顆粒組成中粗顆粒的含量增高。黃麗等[17]對(duì)紫色土坡地土壤顆粒的遷移進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)降雨后的表層土壤顆粒組成與降雨前相比，細(xì)顆粒含量減少，粗顆粒含量增加。李裕元[18]對(duì)土壤顆粒結(jié)構(gòu)系數(shù)與粒徑及坡長(zhǎng)的位置變化關(guān)系進(jìn)行了分析，認(rèn)為黏粒和粉粒在坡面的移動(dòng)最明顯，且粉粒隨徑流沿坡面向下坡移動(dòng)并在坡下位置發(fā)生沉積，黏粒主要是隨徑流直接從坡面流

種雨量計(jì)在不同雨強(qiáng)條件下的翻斗旋轉(zhuǎn)時(shí)間特性研究?jī)?nèi)容包括：（1）研究翻斗啟動(dòng)到水平位置的時(shí)間（T1）；（2）研究翻斗從啟動(dòng)到另一側(cè)的時(shí)間T2（不考慮翻斗的反彈過(guò)程）；（3）研究不同雨強(qiáng)下，上述兩個(gè)時(shí)間的變化規(guī)律。圖1 4 種型號(hào)的翻斗式雨量計(jì)Fig.1 Photos of four types of tipping bucket rain gauges1.2 試驗(yàn)方法實(shí)驗(yàn)室目前具備一種智能化的翻斗式雨量計(jì)率定系統(tǒng)（圖2，具備供水、自動(dòng)計(jì)數(shù)、防風(fēng)等功能），可

研究不同坡度不同雨強(qiáng)下產(chǎn)流產(chǎn)沙規(guī)律，對(duì)于開(kāi)展淮北平原區(qū)土壤侵蝕的防治及治理和水土保持具有一定的意義和作用。2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與研究方法2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)試驗(yàn)設(shè)備為QYJY-503 人工模擬降雨系統(tǒng)，有效降雨高度為6m，80%以上均勻度。試驗(yàn)土槽為安裝液壓裝置鋼槽，可調(diào)節(jié)0～20°坡度，規(guī)格為8m×4m×2m，鋼槽頂部出水端設(shè)有集水孔，試驗(yàn)共設(shè)計(jì)3 個(gè)坡度（5°、10°、15°），3 個(gè)雨強(qiáng)（40mm/h、60mm/h、80mm/h），降雨時(shí)間為產(chǎn)流后60min，每

南壓，景德鎮(zhèn)市區(qū)雨強(qiáng)加大。渡峰坑洪峰水位33.89 m，直接經(jīng)濟(jì)損失189 544萬(wàn)元。2017年6月23-24日(簡(jiǎn)稱(chēng)623-24)，景德鎮(zhèn)市區(qū)連續(xù)2 d出現(xiàn)暴雨，浮梁縣城連續(xù)2 d出現(xiàn)大暴雨，主要強(qiáng)降水時(shí)段有2個(gè)，一是6月23日07:00-16:00，最強(qiáng)降水落區(qū)位于浮梁縣中北部；二是6月24日04:00-11:00，最強(qiáng)降水位于浮梁中北部，08:00以后，強(qiáng)降水帶有所南壓，市區(qū)降水增強(qiáng)，渡峰坑洪峰水位32.72 m，直接經(jīng)濟(jì)損失68 285.5萬(wàn)元。

天然降雨，通過(guò)對(duì)雨強(qiáng)多次標(biāo)定，降雨均勻性可達(dá)85%以上，最大限度接近天然降雨?duì)顟B(tài)。下墊面為5個(gè)并排放置的徑流槽，槽長(zhǎng)分別為1，2，3，4，5m，寬0.5m，坡度20°，表面為裸坡面。根據(jù)對(duì)王家溝多年降雨調(diào)研，設(shè)計(jì)雨強(qiáng)分別為30，60，80、125mm/h。為保持場(chǎng)降雨土壤前期含水率基本相同，每次試驗(yàn)前用鋁盒采集坡面不同部位土壤測(cè)定水分含量，降雨試驗(yàn)開(kāi)始后，用秒表記下初始產(chǎn)流時(shí)刻，之后，每隔2min用塑料瓶將含泥沙的徑流采集起來(lái)，產(chǎn)流后繼續(xù)降雨30min，每

內(nèi)學(xué)者也從坡度、雨強(qiáng)、流量等參數(shù)對(duì)其影響展開(kāi)多角度研究[3]。但由于徑流分布的不均勻性及難于直接測(cè)量的特殊性，多數(shù)研究在直坡面上開(kāi)展，而自然界中比較常見(jiàn)的坡型是復(fù)合坡面，因此有學(xué)者從復(fù)合坡面角度出發(fā)對(duì)其水流特征進(jìn)行探討[4-5]。流速作為坡面徑流水動(dòng)力學(xué)特征分析中非常重要的參數(shù)，主要受坡度、流量等的影響[6]，目前多采用顏色示蹤法[7]、電解質(zhì)脈沖法[8]或鹽液示蹤法[9]在比較簡(jiǎn)單的邊界條件下對(duì)其進(jìn)行測(cè)定，一般地，流速被認(rèn)為是流量與坡度的函數(shù)[6]，而趙

天氣具有歷時(shí)短、雨強(qiáng)大、局地性強(qiáng)等特點(diǎn)，很多學(xué)者利用小時(shí)降水量資料分析其時(shí)間、空間分布特征。如：2012年彭芳[1]等利用貴州區(qū)域84測(cè)站1991—2009年汛期(4—9月)逐小時(shí)降水資料統(tǒng)計(jì)了貴州省短時(shí)強(qiáng)降水時(shí)空特征；2015年魯俊[2]利用安徽省1995—2010年逐小時(shí)降水量數(shù)據(jù)得到了安徽省短時(shí)強(qiáng)降水的高分辨率時(shí)空分布特征；楊學(xué)斌等[3]利用山東2006—2015年5—9月123個(gè)國(guó)家級(jí)氣象觀測(cè)站10年逐小時(shí)降水量資料，統(tǒng)計(jì)分析了山東短時(shí)強(qiáng)降水的時(shí)空

180分鐘年最大雨強(qiáng)變化規(guī)律。從濟(jì)源市近30年短歷時(shí)5分鐘最大雨量圖看出，5分鐘歷時(shí)年際間差異較大，呈波動(dòng)趨勢(shì)，變化傾向率為0.0336毫米/年，變化幅度在3.2～16.2毫米。20世紀(jì)90年代為5分鐘歷時(shí)雨強(qiáng)相對(duì)減小，2011年以后5分鐘強(qiáng)降水呈增加趨勢(shì)，為偏高時(shí)期，5分鐘歷時(shí)近30年均值為8.7毫米，2012年為高值年，雨量達(dá)16.2毫米。濟(jì)源市30分鐘歷時(shí)最大雨強(qiáng)同5分鐘年最大雨強(qiáng)趨勢(shì)相似，也存在著明顯的年際差異，變化傾向率0.0654毫米/年，變化

,能夠保證與天然雨強(qiáng)的相似性要求;試驗(yàn)土槽長(zhǎng)2 m,寬0.75 m,深0.35 m,為木質(zhì)不透水結(jié)構(gòu),為保證承重以及土體的單向解凍要求,木板厚度均為5 cm,外圍用矩形鐵架固定;凍土裝置采用澳柯瑪DW-40W300型凍融箱室,長(zhǎng)4.5 m,寬2.5 m,高2.5 m,溫度變化范圍為-40 ℃～30 ℃,具備制冷和加熱系統(tǒng),可以滿(mǎn)足試驗(yàn)需求。1.2 研究方法黃土高原地區(qū)平均最大凍土深度97.8 cm,且每年的3～5月凍土層由土壤表面逐漸向下全部融化[18]。

系統(tǒng)和閥門(mén)來(lái)控制雨強(qiáng)和雨滴粒徑的分布，使其接近天然降雨。模擬降雨動(dòng)能約為等雨強(qiáng)天然降雨的90%，均勻度約0.9[16]。按當(dāng)?shù)貧庀鬆顩r及暴雨頻率，通過(guò)調(diào)節(jié)噴頭的組合方式，控制雨強(qiáng)為60 mm/h和120 mm/h，用雨量筒控制，供水壓力為0.08 MPa。人工模擬降雨試驗(yàn)在野外田間進(jìn)行，通過(guò)建立原位臨時(shí)侵蝕小區(qū)監(jiān)測(cè)坡面產(chǎn)流、產(chǎn)沙過(guò)程，降雨過(guò)程中利用雨量筒監(jiān)測(cè)實(shí)際雨強(qiáng)，同時(shí)通過(guò)激光微地貌掃描儀獲取土壤表面序列DEM。1.3 野外試驗(yàn)小區(qū)處理野外人工模擬降雨試

降雨;日變化;雨強(qiáng);持續(xù)時(shí)間;托里中圖分類(lèi)號(hào)：P333 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-3305（2018）06-045-02DOI： 10.19383/j.cnki.nyzhyj.2018.06.021Analysis of Rainfall Tem poral Distribution Char acteristics in ToliFENG Tao? et al（Toli Meteorological Bureau， Toli，Xinjiang

地坡面水流流速隨雨強(qiáng)及坡度的變化特征進(jìn)行研究，結(jié)果表明：①在s個(gè)不同雨強(qiáng)及5個(gè)不同坡度下，草地坡面流速隨降雨歷時(shí)變化均表現(xiàn)為產(chǎn)流初期流速快速增大，持續(xù)一段時(shí)間之后轉(zhuǎn)為緩慢增大或保持穩(wěn)定，且可用冪函數(shù)描述；②草地坡面次降雨產(chǎn)流平均流速分別隨單一因子雨強(qiáng)、坡度的增大而增大，且皆可用對(duì)數(shù)函數(shù)描述；③草地坡面次降雨產(chǎn)流平均流速隨雨強(qiáng)及坡度復(fù)合因子的變化可用二元對(duì)數(shù)函數(shù)描述，試驗(yàn)條件下坡度對(duì)草地坡面水流平均流速的影響大于雨強(qiáng)的影響。關(guān)鍵詞：草地坡面；流速；雨強(qiáng)：坡度

確性，關(guān)鍵是確立雨強(qiáng)相似比。關(guān)于這一相似比的建立，相關(guān)研究正在開(kāi)展，Bilanin等[6-7]為研究降雨對(duì)飛機(jī)失速的影響，在假設(shè)雨滴大小和間隙可調(diào)的前提下依據(jù)含水量不變的原則，利用量綱分析法得到了理論雨強(qiáng)相似關(guān)系，但實(shí)際降雨設(shè)備不能實(shí)現(xiàn)這種相似比。Surry等[8-9]依據(jù)雨滴形態(tài)、雨滴速度與雨滴運(yùn)動(dòng)的Froude數(shù)一致原則推導(dǎo)出考慮建筑物迎風(fēng)面荷載時(shí)的雨滴密度相似比為1∶1，但橋梁主梁不能僅考慮迎風(fēng)面阻力，故此相似關(guān)系不適用于主梁結(jié)構(gòu)。綜上所述可知，在目

市區(qū)的降雨日數(shù)、雨強(qiáng)的變化特征和時(shí)空分布特征。結(jié)果顯示：全市降水量、降雨日數(shù)都呈現(xiàn)出明顯的減弱趨勢(shì)，其中華山的雨日減少趨勢(shì)最大（降水量為-37.5mm*10a、雨日為-5d*10a；），渭南市年降水日數(shù)和降水量整體趨勢(shì)一樣，但變化不同步。從降雨日數(shù)的時(shí)空分布特征可以看出，最大年降雨日數(shù)也集中在我市南部各縣，年降雨日數(shù)最小值中心在中北部，與降水量的分布特征不同。關(guān)鍵詞 雨日；雨強(qiáng)；時(shí)空分布渭南市地處陜西關(guān)中渭河平原東部，東瀕黃河，西臨西安，南倚秦嶺，北接延安

式降落。坡度、降雨強(qiáng)度、土地利用類(lèi)型是影響水土流失的三個(gè)主要因素，坡度通過(guò)制約降雨徑流沖刷和土壤顆粒的穩(wěn)定性引起徑流、侵蝕泥沙的變化[1-2]。降雨強(qiáng)度是侵蝕原動(dòng)力的主要來(lái)源。從接觸地表開(kāi)始,降雨分別以雨滴擊濺、產(chǎn)流沖刷等過(guò)程分別對(duì)侵蝕產(chǎn)生重要影響[3-4]。植被能夠改善土壤的理化特性，并影響坡面徑流的形成和發(fā)展，改變其水力特性，從而影響侵蝕的發(fā)生[5]。近年來(lái)，學(xué)者們對(duì)坡耕地降雨的產(chǎn)流產(chǎn)沙的模擬進(jìn)行了大量的研究工作，研究?jī)?nèi)容主要是從水土保持、土壤侵蝕與生

試驗(yàn)，探討不同降雨強(qiáng)度(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“雨強(qiáng)”)下紅壤Ca2+，K+，Mg2+，Na+，Al，F(xiàn)e，Si和堿度隨地表徑流和壤中流遷移流失的特征，分析由此產(chǎn)生的環(huán)境效應(yīng)，以期為喀斯特地區(qū)紅壤降雨侵蝕環(huán)境效應(yīng)評(píng)估和治理提供科學(xué)依據(jù)。1　材料與方法1.1　試驗(yàn)區(qū)概況試驗(yàn)地位于中國(guó)科學(xué)院普定喀斯特生態(tài)系統(tǒng)觀測(cè)研究站營(yíng)盤(pán)村(26°15′23″N；105°44′35″E)，海拔1 294 m，亞熱帶季風(fēng)濕潤(rùn)氣候，年平均氣溫15.1℃，年降水量1 396 mm，主要集中于5—

*,喬閃閃?不同雨強(qiáng)下黃土裸坡水-沙-氮磷流失耦合模擬彭夢(mèng)玲1,吳 磊1,2,3*,喬閃閃1(1.西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院,陜西 楊凌 712100；2.西北農(nóng)林科技大學(xué),黃土高原土壤侵蝕與旱地農(nóng)業(yè)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,陜西 楊凌 712100；3.西北農(nóng)林科技大學(xué),旱區(qū)農(nóng)業(yè)水土工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,陜西 楊凌 712100)采用室內(nèi)人工模擬降雨試驗(yàn)研究6種雨強(qiáng)3種坡度下黃土裸露坡面水沙及氮磷養(yǎng)分流失規(guī)律.結(jié)果表明:1) 降雨強(qiáng)度與土壤入滲速率,坡面產(chǎn)

性的影響因素有降雨強(qiáng)度、降雨歷時(shí)和降雨量等綜合因子。張洪江等[11]在相同地區(qū)做不同植被類(lèi)型對(duì)地表徑流系數(shù)的影響分析研究，得出植被類(lèi)型對(duì)地表徑流系數(shù)有影響，從而影響地表徑流。唐小燕[12]在錢(qián)江源進(jìn)行典型森林類(lèi)型地表徑流研究。肖登攀等[13]對(duì)不同地表類(lèi)型降雨入滲產(chǎn)流規(guī)律進(jìn)行研究，結(jié)果顯示地表類(lèi)型不同，地表產(chǎn)流特征也不同。夏子翔等[14]在喀斯特地區(qū)進(jìn)行流域巖性對(duì)地表徑流形態(tài)的影響研究，研究得出巖性對(duì)地表徑流形態(tài)有影響。涂成龍等[15]在典型喀斯特流域進(jìn)行

對(duì)象，設(shè)計(jì)了平均雨強(qiáng)和降雨量相同的4種雨型（增加、減弱、增加-減弱和減弱-增加型），采用可同時(shí)調(diào)節(jié)壟向和坡面坡度的土槽進(jìn)行模擬降雨，研究各個(gè)雨型下不同侵蝕階段的產(chǎn)流產(chǎn)沙特征。結(jié)果表明：雨型間的徑流量和侵蝕量在細(xì)溝間和細(xì)溝侵蝕階段均差異顯著，且差異在細(xì)溝階段體現(xiàn)的更為明顯。雨型間徑流量的大小順序?yàn)樵黾?減弱型>減弱型>減弱-增加型>增加型，侵蝕量則為增加-減弱型>減弱-增加型>減弱型>增加型。給定雨強(qiáng)下（30、60或90 mm/h），徑流量、徑流貢獻(xiàn)率和侵蝕

mm·h-1三種雨強(qiáng)條件下農(nóng)田徑流產(chǎn)流過(guò)程和氮素流失特征。結(jié)果表明.農(nóng)田徑流的產(chǎn)生主要受降雨量控制,當(dāng)雨量達(dá)到(20±2）mm時(shí)才會(huì)產(chǎn)生徑流,雨強(qiáng)主要影響其產(chǎn)流后流量的增長(zhǎng)速度以及穩(wěn)流后流量的大小,雨強(qiáng)越大,產(chǎn)流增長(zhǎng)速度越快,平穩(wěn)后徑流量也越大；徑流中氮素流失量與降雨量呈極顯著線性相關(guān)(P＜0.01）,而且雨強(qiáng)越大,氮素流失速度越快,雨強(qiáng)60 mm·h-1時(shí)線性擬合方程的斜率最大為1. 28；三種雨強(qiáng)條件下均無(wú)明顯的初期沖刷效應(yīng),不宜通過(guò)截留初期農(nóng)田徑流來(lái)

5～9月降水日的雨強(qiáng)與雷達(dá)回波值，建立了Z-I關(guān)系， 對(duì)Z-I關(guān)系進(jìn)行加權(quán)平均，得到不同降水等級(jí)的Z=aIb，給出不同等級(jí)Z-I關(guān)系的a和b值。關(guān)鍵詞：雨強(qiáng)；雷達(dá)回波；Z-I關(guān)系中圖分類(lèi)號(hào)： P412.25 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A DOI編號(hào)： 10.14025/j.cnki.jlny.2017.05.047測(cè)雨雷達(dá)問(wèn)世以來(lái)，估測(cè)降水一直是其主要目標(biāo)。20世紀(jì)80年代以來(lái)，我國(guó)的氣象工作人員對(duì)雷達(dá)產(chǎn)品的用途有了比較深刻的了解和認(rèn)識(shí)，同時(shí)也積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。在此基

飛，趙龍山?模擬雨強(qiáng)和地下裂隙對(duì)喀斯特地區(qū)坡耕地養(yǎng)分流失的影響彭旭東，戴全厚※，李昌蘭，袁應(yīng)飛，趙龍山（貴州大學(xué)林學(xué)院，貴陽(yáng) 550025）喀斯特坡面水土地下漏失直接觀測(cè)難度大，其土壤養(yǎng)分地下漏失的研究仍處于空白，而雨強(qiáng)和地下孔（裂）隙度（以下簡(jiǎn)稱(chēng)地下裂隙）對(duì)其土壤養(yǎng)分流失影響作用尚不清楚。該文以喀斯特坡耕地為研究對(duì)象，通過(guò)模擬其地表微地貌及地下裂隙構(gòu)造特征，采用人工模擬降雨試驗(yàn)研究雨強(qiáng)和地下裂隙對(duì)喀斯特坡面氮磷鉀養(yǎng)分流失的影響。結(jié)果表明：雨強(qiáng)對(duì)地表產(chǎn)流產(chǎn)

，北京 009）雨強(qiáng)和坡度對(duì)裸地徑流顆粒物及磷素流失的影響袁 溪1，潘忠成1，李 敏1*，劉 峰2（1.北京林業(yè)大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，水體污染源控制技術(shù)北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100083；2.北京未來(lái)科技發(fā)展集團(tuán)有限公司，北京 102209）采用人工模擬降雨的方法，研究了不同雨強(qiáng)（0～100mm/h）和坡度（0°～10°）條件下，北方砂壤土裸地降雨徑流中顆粒物（SS）、總磷（TP）、顆粒態(tài)磷（PP）的流失量及徑流污染物之間的相關(guān)關(guān)系，并分析了雨強(qiáng)和坡度

、30min最大雨強(qiáng)等降雨特征指標(biāo)對(duì)土壤侵蝕模數(shù)的影響等方面，討論了不同降雨類(lèi)型對(duì)紅壤裸露坡地土壤侵蝕的影響規(guī)律。紅壤；裸露坡地；土壤侵蝕土壤侵蝕是土地退化的主要原因，尤其是水力侵蝕，會(huì)造成土壤資源的嚴(yán)重流失，導(dǎo)致土地生產(chǎn)力下降，同時(shí)會(huì)導(dǎo)致水系河床抬高與泥沙淤積，誘發(fā)洪澇、干旱等自然災(zāi)害，給生產(chǎn)生活造成嚴(yán)重?fù)p失，阻礙社會(huì)現(xiàn)代化建設(shè)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展。紅壤是我國(guó)最主要的土壤類(lèi)型，占國(guó)家總面積23%，由于紅壤區(qū)域降雨量大，頻繁擾動(dòng)且地形復(fù)雜，導(dǎo)致紅壤裸露坡地水土流失嚴(yán)

：降水；日變化；雨強(qiáng)；持續(xù)時(shí)間；喀什趙克明，古麗格娜·海力力，美麗巴奴·艾則孜，等.喀什市降水的日變化特征分析[J].沙漠與綠洲氣象，2016，10（2）：31-35.降水是一個(gè)地區(qū)氣候變化最直接、最敏感的因素，降水量對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和人民生產(chǎn)、生活有極其重要的影響。近年來(lái)全球氣候變化及其引發(fā)的自然災(zāi)害引起人們的普遍關(guān)注，暴雨、雪災(zāi)、洪澇災(zāi)害等不僅與降水量有關(guān)，還與降水強(qiáng)度及降水日數(shù)有密切關(guān)系[1-11]，而對(duì)于降水的研究，也由過(guò)去的單一地對(duì)降水量的研究轉(zhuǎn)向?qū)?/div>

沙漠與綠洲氣象 2016年2期2016-07-04

閉與組合實(shí)現(xiàn)不同雨強(qiáng)的模擬。 [結(jié)果] 經(jīng)率定，此裝置降雨強(qiáng)度可達(dá)0.3～2.0 mm/min，在此范圍內(nèi)降雨均勻系數(shù)均在85%以上，雨滴中數(shù)直徑的范圍為1.09～2.25 mm，最大雨滴直徑不超過(guò)6 mm，雨滴終點(diǎn)速度可達(dá)到2～2.9 mm/s。 [結(jié)論] 該裝置模擬降雨與天然降雨的相似程度較高，可用于模擬真實(shí)的降雨情況。關(guān)鍵詞：模擬降雨裝置; 雨強(qiáng); 噴頭; 雨滴直徑近年來(lái)，中國(guó)對(duì)雨水利用、水土保持等方面的研究逐步深入，而此類(lèi)研究都需要以大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)

系統(tǒng)，可設(shè)定不同雨強(qiáng)變化范圍、降雨歷時(shí)及降雨范圍。降雨高度為20 m，降雨均勻度大于80%，雨滴降落終速可達(dá)到自然雨滴的98%以上，降雨特性接近天然降雨。采用自水平液壓邊坡鋼槽140 cm×70 cm×25 cm，設(shè)計(jì)雨強(qiáng)為 50 mm/h、75 mm/h、100 mm/h，試驗(yàn)坡度為 5°、10°、15°、20°、25°。泥沙樣采集與烘干：坡面產(chǎn)流后用帶有編號(hào)的水桶收集泥沙樣，采集時(shí)間為產(chǎn)流后1 min、2 min、3 min、6 min、10 min，

離石黃土在不同降雨強(qiáng)度下，水在土體中入滲的變化規(guī)律的研究尚空缺。為此，本文通過(guò)構(gòu)建多種降雨試驗(yàn)?zāi)Ｊ?，探討不?span id="j5i0abt0b" class="hl">雨強(qiáng)(15 mm、50 mm、70 mm)時(shí)濕潤(rùn)峰值位置隨時(shí)間的變化規(guī)律，利用數(shù)學(xué)方法分析預(yù)測(cè)可能的最深濕潤(rùn)峰值位置、穩(wěn)定富集速率等，為黃土坡地地質(zhì)災(zāi)害致災(zāi)機(jī)理及防治研究提供借鑒。1 試驗(yàn)原理水流的運(yùn)動(dòng)同樣符合運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律，即式中H表示入滲深度，V表示入滲速度，t表示入滲時(shí)間。若知某時(shí)刻tn入滲峰值面的位置Hn，則可在直角坐標(biāo)中記錄點(diǎn)Mn(tn，Hn)

模擬降雨試驗(yàn)〔降雨強(qiáng)度21mm／h，降雨動(dòng)能13．5J／（m2·m）〕，研究了植被覆蓋坡面降雨產(chǎn)流過(guò)程，結(jié)果表明植被覆蓋坡面及裸地坡面徑流先增大而后保持平穩(wěn)，但植被覆蓋坡面流量達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)要比裸地坡面快。自然降雨條件下裸地坡面產(chǎn)流產(chǎn)沙比草地坡面快，且顯著大于草地［8］。植物籬控制養(yǎng)分流失的機(jī)理是植物籬能夠阻止侵蝕泥沙的向下搬運(yùn)，在植物籬帶前形成泥沙堆積，并且對(duì)不同粒徑的土壤顆粒的流失均有控制效果，對(duì)粒徑較大的顆粒的流失控制效果更明顯［9］。然而，在云南山區(qū)

驗(yàn)，擬定3種不同雨強(qiáng)對(duì)砂土、粉壤土、石質(zhì)土和黏土4種`不同土壤質(zhì)地?cái)_動(dòng)坡面產(chǎn)流產(chǎn)沙規(guī)律進(jìn)行研究。結(jié)果表明:地表徑流的產(chǎn)流開(kāi)始時(shí)間隨著雨強(qiáng)的增加縮短，在3.3～24.9min之間變化;坡上、坡中、坡下的徑流流速呈現(xiàn)遞增的趨勢(shì)，但是整個(gè)坡面的單位水流功率在降雨過(guò)程中變化不大;石質(zhì)土和黏土的產(chǎn)沙量最大，且在降雨過(guò)程中呈現(xiàn)先增后減的趨勢(shì)，而砂土和粉壤土的產(chǎn)沙量不大且呈現(xiàn)增加的趨勢(shì);同一坡度同樣降水量情況下產(chǎn)沙量呈現(xiàn)石質(zhì)土＞粉壤土＞砂土的規(guī)律;黏土坡面的產(chǎn)沙量隨著雨

子是降雨量半小時(shí)雨強(qiáng)復(fù)合因子。因此，降雨量的多少是影響本區(qū)產(chǎn)流產(chǎn)沙最關(guān)鍵的因素。高泉溝；降水因子；水土流失水土流失引起土地資源退化，導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境惡化，而降雨是引發(fā)水土流失的主要外營(yíng)力。研究降雨特征因子與水土流失之間的關(guān)系，進(jìn)而確定各降雨特征因子在土壤侵蝕過(guò)程中對(duì)產(chǎn)流、產(chǎn)沙的影響序列，對(duì)進(jìn)一步揭示土壤侵蝕規(guī)律具有重要意義。影響產(chǎn)流的主要因素除降雨外，還有蒸發(fā)、地形、土壤、植被和人類(lèi)活動(dòng)等因素。趙文林通過(guò)對(duì)半干旱地區(qū)皇甫川流域的實(shí)證研究得出：徑流量與雨量、雨強(qiáng)

0 mm/h的降雨強(qiáng)度進(jìn)行預(yù)降（開(kāi)始產(chǎn)生徑流為止），將土壤放置12 h后進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)中記錄產(chǎn)流隨時(shí)間的變化，即每隔5 min接取1次渾水徑流樣，試驗(yàn)時(shí)間為60 min。由于試驗(yàn)時(shí)間較短以及在降雨過(guò)程中蒸發(fā)相對(duì)較小的緣故，試驗(yàn)過(guò)程中的蒸發(fā)損失的水量可以忽略，徑流量和入滲量之和近似等于坡面降雨量，因此，可以計(jì)算出坡面的入滲量。4）在試驗(yàn)數(shù)據(jù)（土壤徑流量、入滲量隨時(shí)間的變化，將收集的水樣烘干后確定土壤的侵蝕量）的基礎(chǔ)上進(jìn)行理論分析。3 試驗(yàn)結(jié)果與討論當(dāng)坡度為5

（E）、最大時(shí)段雨強(qiáng)（I）等各種單因子及它們復(fù)合因子與土壤流失量的關(guān)系建立了EI30為度量降雨侵蝕力的最佳指標(biāo)，并且把該指標(biāo)應(yīng)用于世界廣泛使用的通用土壤流失方程 USLE（Universal Soil Loss Equation）中［1－2］。自從降雨侵蝕力表達(dá)式中引入I30因子以后，雨強(qiáng)也成為了各國(guó)水保工作者計(jì)算降雨侵蝕力而進(jìn)行研究的重要因子。目前，對(duì)于這方面工作做的比較多的是對(duì)雨強(qiáng)因子的修正。這主要是因?yàn)楹芏鄬W(xué)者發(fā)現(xiàn)一些地區(qū)用I30計(jì)算當(dāng)?shù)氐慕涤昵治g力

點(diǎn)、相互影響及降雨強(qiáng)度和能量對(duì)坡面侵蝕產(chǎn)沙分配的影響;王玉寬[5-6]、吳普特[7]在野外與室內(nèi)人工模擬降雨試驗(yàn)條件下對(duì)黃土地區(qū)的入滲、暴雨產(chǎn)流、產(chǎn)沙過(guò)程及薄層水流侵蝕過(guò)程進(jìn)行了研究。然而,與黃土坡面土壤侵蝕過(guò)程研究相比,紫色土坡面侵蝕過(guò)程及機(jī)理的研究還相當(dāng)薄弱。因此,研究紫色土坡面侵蝕過(guò)程及機(jī)理,對(duì)開(kāi)發(fā)、保護(hù)紫色土資源和長(zhǎng)江中上游地區(qū)生態(tài)環(huán)境建設(shè)有著重要的意義。本文通過(guò)人工模擬降雨試驗(yàn)的方法,模擬紫色土坡面產(chǎn)流產(chǎn)沙過(guò)程,研究紫色土坡面侵蝕過(guò)程及機(jī)理,從而

次降雨試驗(yàn),設(shè)計(jì)雨強(qiáng)大小分別為60 mm/h、90 mm/h 、120 mm/h,降雨歷時(shí)為30 min,每場(chǎng)降雨的時(shí)間間隔為24 h。為了保證試驗(yàn)的準(zhǔn)確性,降雨在無(wú)風(fēng)條件下進(jìn)行,每次試驗(yàn)前對(duì)雨強(qiáng)進(jìn)行率定,并對(duì)降雨均勻性進(jìn)行檢驗(yàn)。在降雨開(kāi)始產(chǎn)流后,每分鐘接取一次全部水沙樣,產(chǎn)流30 min后停止降雨,記錄產(chǎn)流停止時(shí)間,同時(shí)接取水沙樣。表1 小區(qū)類(lèi)型劃分表3 結(jié)果與分析3.1 不同雨強(qiáng)下坡面侵蝕產(chǎn)流特征為了探討不同下墊面對(duì)坡面侵蝕產(chǎn)流的影響,分析雨強(qiáng)為90