模拟降雨条件下不同管理方式的雷竹林地产流产沙动态变化和对SCS模型的修正
发布时间：2021-11-16 20:01
以江苏省南京市竹笋产业化集中的高淳地区作为研究区域,采用模拟降雨的方法,探究该区域在对照、施肥、覆盖条件下的径流和产流产沙规律,并利用实测降雨径流数据对SCS模型进行修正,得到适用于研究区域的降雨—径流预测模型。结果表明:径流强度和径流系数主要受降雨强度和地表覆盖度的影响,相同地表覆盖度,降雨强度越大径流强度和径流系数也越大,降雨强度从0.58 mm/min提高到2.47 mm/min的过程中,对照、施肥、覆盖3个径流小区径流系数变化范围分别为0.037～0.22、0.035～0.23、0.079～0.31。对照、施肥、覆盖3种管理方式下泥沙流失量与降雨强度达显著相关水平,降雨强度是影响泥沙流失量的主要因素。降雨强度0.58～2.47 mm/min时,对照、施肥、覆盖3种管理方式下泥沙流失量的变化范围分别为0.000 49～0.005 8、0.000 53～0.019、0.000 22～0.003 4 t/hm2。最后利用反演算法得到的NC值对SCS模型进行修正,修正后的模型相对误差显著降低,其合格率为80%,效率系数Ef
【文章来源】：东北林业大学学报. 2020,48(08)北大核心CSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
径流小区示意图
图2(a)～(c)分别是对照、施肥、覆盖3种管理方式下径流强度与降雨强度关系图。由图2可知,3种管理方式下径流强度随时间的延长均呈现增大的趋势,最后趋于稳定,降雨强度较小时径流强度的增长趋势不明显,降雨强度较大时径流强度在产流开始后不久便达到峰值,且降雨强度越大峰值出现的时间越早,然后维持小幅度波动。降雨强度小于1.23 mm/min时,对照、施肥、覆盖3种管理方式下径流强度的峰值均出现在产流10 min之后,降雨强度大于1.83 mm/min时,径流强度峰值出现在产流后5～10 min。整体而言,覆盖方式下径流强度最大,分别是对照的1.94倍和施肥的1.61倍。此外,还发现径流强度峰值出现的时间与管理方式有关,覆盖稻壳的径流小区径流强度峰值出现的时间明显早于对照和施肥的径流小区。图3(a)和(b)分别是对照、覆盖两种管理方式下径流系数随降雨强度变化关系。由图可知,覆盖条件下径流系数普遍较未覆盖时高且径流系数随降雨强度的增大而增大。未覆盖条件下,降雨强度0.58～1.83 mm/min时,径流系数随产流时间的延长呈缓慢波动上升的趋势,径流系数的峰值出现在产流后20 min左右,降雨强度2.47 mm/min时径流系数在产流10 min时激增,这是因为降雨强度大于1.5 mm/min时出现超渗产流的概率很大,且随降雨强度的提高径流中超渗产流部分所占比重有所增加。在降雨之前测得10 cm之上表层土壤的含水率为28.73%,10～20 cm中层土壤含水率64.83%,20 cm以下土壤含水率68.33%,降雨初期在垂直剖面上土壤含水率梯度较大[23],雨水入渗速率快,随产流时间的延长表层土壤含水率趋于饱和,因此未覆盖条件下降雨10 min后径流系数显著提高。
图3(a)和(b)分别是对照、覆盖两种管理方式下径流系数随降雨强度变化关系。由图可知,覆盖条件下径流系数普遍较未覆盖时高且径流系数随降雨强度的增大而增大。未覆盖条件下,降雨强度0.58～1.83 mm/min时,径流系数随产流时间的延长呈缓慢波动上升的趋势,径流系数的峰值出现在产流后20 min左右,降雨强度2.47 mm/min时径流系数在产流10 min时激增,这是因为降雨强度大于1.5 mm/min时出现超渗产流的概率很大,且随降雨强度的提高径流中超渗产流部分所占比重有所增加。在降雨之前测得10 cm之上表层土壤的含水率为28.73%,10～20 cm中层土壤含水率64.83%,20 cm以下土壤含水率68.33%,降雨初期在垂直剖面上土壤含水率梯度较大[23],雨水入渗速率快,随产流时间的延长表层土壤含水率趋于饱和,因此未覆盖条件下降雨10 min后径流系数显著提高。3.2 地表径流含沙量及其动态变化趋势
【参考文献】：
期刊论文
[1]天然降雨下川中丘陵区不同年限植物篱水土保持效用[J]. 李铁,谌芸,何丙辉,向明辉,唐菡,刘枭宏,王润泽. 水土保持学报. 2019(03)
[2]模拟降雨条件下金银花对片麻岩坡地土壤侵蚀的影响[J]. 荣志红,张海涛,孙冬雪,张爱军,周大迈. 水土保持学报. 2019(02)
[3]长白山两种林型的降雨截留再分配特征与修正的Gash模型模拟[J]. 徐丽娜,管清成,赵忠林,张言,隋振环,隋海鑫,宋彦彦,李英爱,赵慧杰. 东北林业大学学报. 2019(03)
[4]近10年全球水土保持研究热点问题述评[J]. 陈茁新,张金池. 南京林业大学学报(自然科学版). 2018(03)
[5]DEM分辨率对大兴安岭林区水土流失评价结果的影响[J]. 王维芳,矫欣航,李国春. 东北林业大学学报. 2018(04)
[6]喀斯特裸坡地地下孔(裂)隙流养分流失特征研究[J]. 李昌兰,戴全厚,彭旭东,袁应飞. 水土保持学报. 2016(03)
[7]SCS模型在不同土地类型地表产流计算中的应用——以余姚地区为例[J]. 吴志宜,俞志强,朱雪坚,李东阳. 浙江大学学报(理学版). 2016(02)
[8]模拟降雨条件下不同种植方式的坡地氮素流失特征[J]. 张铁钢,李占斌,李鹏,徐国策,刘晓君. 水土保持学报. 2016(01)
[9]南方红壤区不同植被措施坡面的水土流失特征[J]. 梁娟珠. 水土保持研究. 2015(04)
[10]南京毛竹林小流域径流组分及CN值影响因素研究[J]. 岳健敏,张金池,付达夫,庄家尧,刘鑫. 西北林学院学报. 2015(04)
硕士论文
[1]基于SCS模型的尖山河小流域不同土地利用类型地表径流及COD污染负荷研究[D]. 范姝云.西南林业大学 2015
本文编号：3499481
【文章来源】：东北林业大学学报. 2020,48(08)北大核心CSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
径流小区示意图
图2(a)～(c)分别是对照、施肥、覆盖3种管理方式下径流强度与降雨强度关系图。由图2可知,3种管理方式下径流强度随时间的延长均呈现增大的趋势,最后趋于稳定,降雨强度较小时径流强度的增长趋势不明显,降雨强度较大时径流强度在产流开始后不久便达到峰值,且降雨强度越大峰值出现的时间越早,然后维持小幅度波动。降雨强度小于1.23 mm/min时,对照、施肥、覆盖3种管理方式下径流强度的峰值均出现在产流10 min之后,降雨强度大于1.83 mm/min时,径流强度峰值出现在产流后5～10 min。整体而言,覆盖方式下径流强度最大,分别是对照的1.94倍和施肥的1.61倍。此外,还发现径流强度峰值出现的时间与管理方式有关,覆盖稻壳的径流小区径流强度峰值出现的时间明显早于对照和施肥的径流小区。图3(a)和(b)分别是对照、覆盖两种管理方式下径流系数随降雨强度变化关系。由图可知,覆盖条件下径流系数普遍较未覆盖时高且径流系数随降雨强度的增大而增大。未覆盖条件下,降雨强度0.58～1.83 mm/min时,径流系数随产流时间的延长呈缓慢波动上升的趋势,径流系数的峰值出现在产流后20 min左右,降雨强度2.47 mm/min时径流系数在产流10 min时激增,这是因为降雨强度大于1.5 mm/min时出现超渗产流的概率很大,且随降雨强度的提高径流中超渗产流部分所占比重有所增加。在降雨之前测得10 cm之上表层土壤的含水率为28.73%,10～20 cm中层土壤含水率64.83%,20 cm以下土壤含水率68.33%,降雨初期在垂直剖面上土壤含水率梯度较大[23],雨水入渗速率快,随产流时间的延长表层土壤含水率趋于饱和,因此未覆盖条件下降雨10 min后径流系数显著提高。
图3(a)和(b)分别是对照、覆盖两种管理方式下径流系数随降雨强度变化关系。由图可知,覆盖条件下径流系数普遍较未覆盖时高且径流系数随降雨强度的增大而增大。未覆盖条件下,降雨强度0.58～1.83 mm/min时,径流系数随产流时间的延长呈缓慢波动上升的趋势,径流系数的峰值出现在产流后20 min左右,降雨强度2.47 mm/min时径流系数在产流10 min时激增,这是因为降雨强度大于1.5 mm/min时出现超渗产流的概率很大,且随降雨强度的提高径流中超渗产流部分所占比重有所增加。在降雨之前测得10 cm之上表层土壤的含水率为28.73%,10～20 cm中层土壤含水率64.83%,20 cm以下土壤含水率68.33%,降雨初期在垂直剖面上土壤含水率梯度较大[23],雨水入渗速率快,随产流时间的延长表层土壤含水率趋于饱和,因此未覆盖条件下降雨10 min后径流系数显著提高。3.2 地表径流含沙量及其动态变化趋势
【参考文献】：
期刊论文
[1]天然降雨下川中丘陵区不同年限植物篱水土保持效用[J]. 李铁,谌芸,何丙辉,向明辉,唐菡,刘枭宏,王润泽. 水土保持学报. 2019(03)
[2]模拟降雨条件下金银花对片麻岩坡地土壤侵蚀的影响[J]. 荣志红,张海涛,孙冬雪,张爱军,周大迈. 水土保持学报. 2019(02)
[3]长白山两种林型的降雨截留再分配特征与修正的Gash模型模拟[J]. 徐丽娜,管清成,赵忠林,张言,隋振环,隋海鑫,宋彦彦,李英爱,赵慧杰. 东北林业大学学报. 2019(03)
[4]近10年全球水土保持研究热点问题述评[J]. 陈茁新,张金池. 南京林业大学学报(自然科学版). 2018(03)
[5]DEM分辨率对大兴安岭林区水土流失评价结果的影响[J]. 王维芳,矫欣航,李国春. 东北林业大学学报. 2018(04)
[6]喀斯特裸坡地地下孔(裂)隙流养分流失特征研究[J]. 李昌兰,戴全厚,彭旭东,袁应飞. 水土保持学报. 2016(03)
[7]SCS模型在不同土地类型地表产流计算中的应用——以余姚地区为例[J]. 吴志宜,俞志强,朱雪坚,李东阳. 浙江大学学报(理学版). 2016(02)
[8]模拟降雨条件下不同种植方式的坡地氮素流失特征[J]. 张铁钢,李占斌,李鹏,徐国策,刘晓君. 水土保持学报. 2016(01)
[9]南方红壤区不同植被措施坡面的水土流失特征[J]. 梁娟珠. 水土保持研究. 2015(04)
[10]南京毛竹林小流域径流组分及CN值影响因素研究[J]. 岳健敏,张金池,付达夫,庄家尧,刘鑫. 西北林学院学报. 2015(04)
硕士论文
[1]基于SCS模型的尖山河小流域不同土地利用类型地表径流及COD污染负荷研究[D]. 范姝云.西南林业大学 2015
本文编号：3499481
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