模擬降雨條件下不同管理方式的雷竹林地產(chǎn)流產(chǎn)沙動(dòng)態(tài)變化和對SCS模型的修正
發(fā)布時(shí)間:2021-11-16 20:01
以江蘇省南京市竹筍產(chǎn)業(yè)化集中的高淳地區(qū)作為研究區(qū)域,采用模擬降雨的方法,探究該區(qū)域在對照、施肥、覆蓋條件下的徑流和產(chǎn)流產(chǎn)沙規(guī)律,并利用實(shí)測降雨徑流數(shù)據(jù)對SCS模型進(jìn)行修正,得到適用于研究區(qū)域的降雨—徑流預(yù)測模型。結(jié)果表明:徑流強(qiáng)度和徑流系數(shù)主要受降雨強(qiáng)度和地表覆蓋度的影響,相同地表覆蓋度,降雨強(qiáng)度越大徑流強(qiáng)度和徑流系數(shù)也越大,降雨強(qiáng)度從0.58 mm/min提高到2.47 mm/min的過程中,對照、施肥、覆蓋3個(gè)徑流小區(qū)徑流系數(shù)變化范圍分別為0.037~0.22、0.035~0.23、0.079~0.31。對照、施肥、覆蓋3種管理方式下泥沙流失量與降雨強(qiáng)度達(dá)顯著相關(guān)水平,降雨強(qiáng)度是影響泥沙流失量的主要因素。降雨強(qiáng)度0.58~2.47 mm/min時(shí),對照、施肥、覆蓋3種管理方式下泥沙流失量的變化范圍分別為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值對SCS模型進(jìn)行修正,修正后的模型相對誤差顯著降低,其合格率為80%,效率系數(shù)Ef
【文章來源】:東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2020,48(08)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】:8 頁
【部分圖文】:
徑流小區(qū)示意圖
圖2(a)~(c)分別是對照、施肥、覆蓋3種管理方式下徑流強(qiáng)度與降雨強(qiáng)度關(guān)系圖。由圖2可知,3種管理方式下徑流強(qiáng)度隨時(shí)間的延長均呈現(xiàn)增大的趨勢,最后趨于穩(wěn)定,降雨強(qiáng)度較小時(shí)徑流強(qiáng)度的增長趨勢不明顯,降雨強(qiáng)度較大時(shí)徑流強(qiáng)度在產(chǎn)流開始后不久便達(dá)到峰值,且降雨強(qiáng)度越大峰值出現(xiàn)的時(shí)間越早,然后維持小幅度波動(dòng)。降雨強(qiáng)度小于1.23 mm/min時(shí),對照、施肥、覆蓋3種管理方式下徑流強(qiáng)度的峰值均出現(xiàn)在產(chǎn)流10 min之后,降雨強(qiáng)度大于1.83 mm/min時(shí),徑流強(qiáng)度峰值出現(xiàn)在產(chǎn)流后5~10 min。整體而言,覆蓋方式下徑流強(qiáng)度最大,分別是對照的1.94倍和施肥的1.61倍。此外,還發(fā)現(xiàn)徑流強(qiáng)度峰值出現(xiàn)的時(shí)間與管理方式有關(guān),覆蓋稻殼的徑流小區(qū)徑流強(qiáng)度峰值出現(xiàn)的時(shí)間明顯早于對照和施肥的徑流小區(qū)。圖3(a)和(b)分別是對照、覆蓋兩種管理方式下徑流系數(shù)隨降雨強(qiáng)度變化關(guān)系。由圖可知,覆蓋條件下徑流系數(shù)普遍較未覆蓋時(shí)高且徑流系數(shù)隨降雨強(qiáng)度的增大而增大。未覆蓋條件下,降雨強(qiáng)度0.58~1.83 mm/min時(shí),徑流系數(shù)隨產(chǎn)流時(shí)間的延長呈緩慢波動(dòng)上升的趨勢,徑流系數(shù)的峰值出現(xiàn)在產(chǎn)流后20 min左右,降雨強(qiáng)度2.47 mm/min時(shí)徑流系數(shù)在產(chǎn)流10 min時(shí)激增,這是因?yàn)榻涤陱?qiáng)度大于1.5 mm/min時(shí)出現(xiàn)超滲產(chǎn)流的概率很大,且隨降雨強(qiáng)度的提高徑流中超滲產(chǎn)流部分所占比重有所增加。在降雨之前測得10 cm之上表層土壤的含水率為28.73%,10~20 cm中層土壤含水率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較大[23],雨水入滲速率快,隨產(chǎn)流時(shí)間的延長表層土壤含水率趨于飽和,因此未覆蓋條件下降雨10 min后徑流系數(shù)顯著提高。
圖3(a)和(b)分別是對照、覆蓋兩種管理方式下徑流系數(shù)隨降雨強(qiáng)度變化關(guān)系。由圖可知,覆蓋條件下徑流系數(shù)普遍較未覆蓋時(shí)高且徑流系數(shù)隨降雨強(qiáng)度的增大而增大。未覆蓋條件下,降雨強(qiáng)度0.58~1.83 mm/min時(shí),徑流系數(shù)隨產(chǎn)流時(shí)間的延長呈緩慢波動(dòng)上升的趨勢,徑流系數(shù)的峰值出現(xiàn)在產(chǎn)流后20 min左右,降雨強(qiáng)度2.47 mm/min時(shí)徑流系數(shù)在產(chǎn)流10 min時(shí)激增,這是因?yàn)榻涤陱?qiáng)度大于1.5 mm/min時(shí)出現(xiàn)超滲產(chǎn)流的概率很大,且隨降雨強(qiáng)度的提高徑流中超滲產(chǎn)流部分所占比重有所增加。在降雨之前測得10 cm之上表層土壤的含水率為28.73%,10~20 cm中層土壤含水率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較大[23],雨水入滲速率快,隨產(chǎn)流時(shí)間的延長表層土壤含水率趨于飽和,因此未覆蓋條件下降雨10 min后徑流系數(shù)顯著提高。3.2 地表徑流含沙量及其動(dòng)態(tài)變化趨勢
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]天然降雨下川中丘陵區(qū)不同年限植物籬水土保持效用[J]. 李鐵,諶蕓,何丙輝,向明輝,唐菡,劉梟宏,王潤澤. 水土保持學(xué)報(bào). 2019(03)
[2]模擬降雨條件下金銀花對片麻巖坡地土壤侵蝕的影響[J]. 榮志紅,張海濤,孫冬雪,張愛軍,周大邁. 水土保持學(xué)報(bào). 2019(02)
[3]長白山兩種林型的降雨截留再分配特征與修正的Gash模型模擬[J]. 徐麗娜,管清成,趙忠林,張言,隋振環(huán),隋海鑫,宋彥彥,李英愛,趙慧杰. 東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2019(03)
[4]近10年全球水土保持研究熱點(diǎn)問題述評(píng)[J]. 陳茁新,張金池. 南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2018(03)
[5]DEM分辨率對大興安嶺林區(qū)水土流失評(píng)價(jià)結(jié)果的影響[J]. 王維芳,矯欣航,李國春. 東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2018(04)
[6]喀斯特裸坡地地下孔(裂)隙流養(yǎng)分流失特征研究[J]. 李昌蘭,戴全厚,彭旭東,袁應(yīng)飛. 水土保持學(xué)報(bào). 2016(03)
[7]SCS模型在不同土地類型地表產(chǎn)流計(jì)算中的應(yīng)用——以余姚地區(qū)為例[J]. 吳志宜,俞志強(qiáng),朱雪堅(jiān),李東陽. 浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(理學(xué)版). 2016(02)
[8]模擬降雨條件下不同種植方式的坡地氮素流失特征[J]. 張鐵鋼,李占斌,李鵬,徐國策,劉曉君. 水土保持學(xué)報(bào). 2016(01)
[9]南方紅壤區(qū)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]南京毛竹林小流域徑流組分及CN值影響因素研究[J]. 岳健敏,張金池,付達(dá)夫,莊家堯,劉鑫. 西北林學(xué)院學(xué)報(bào). 2015(04)
碩士論文
[1]基于SCS模型的尖山河小流域不同土地利用類型地表徑流及COD污染負(fù)荷研究[D]. 范姝云.西南林業(yè)大學(xué) 2015
本文編號(hào):3499481
【文章來源】:東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2020,48(08)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】:8 頁
【部分圖文】:
徑流小區(qū)示意圖
圖2(a)~(c)分別是對照、施肥、覆蓋3種管理方式下徑流強(qiáng)度與降雨強(qiáng)度關(guān)系圖。由圖2可知,3種管理方式下徑流強(qiáng)度隨時(shí)間的延長均呈現(xiàn)增大的趨勢,最后趨于穩(wěn)定,降雨強(qiáng)度較小時(shí)徑流強(qiáng)度的增長趨勢不明顯,降雨強(qiáng)度較大時(shí)徑流強(qiáng)度在產(chǎn)流開始后不久便達(dá)到峰值,且降雨強(qiáng)度越大峰值出現(xiàn)的時(shí)間越早,然后維持小幅度波動(dòng)。降雨強(qiáng)度小于1.23 mm/min時(shí),對照、施肥、覆蓋3種管理方式下徑流強(qiáng)度的峰值均出現(xiàn)在產(chǎn)流10 min之后,降雨強(qiáng)度大于1.83 mm/min時(shí),徑流強(qiáng)度峰值出現(xiàn)在產(chǎn)流后5~10 min。整體而言,覆蓋方式下徑流強(qiáng)度最大,分別是對照的1.94倍和施肥的1.61倍。此外,還發(fā)現(xiàn)徑流強(qiáng)度峰值出現(xiàn)的時(shí)間與管理方式有關(guān),覆蓋稻殼的徑流小區(qū)徑流強(qiáng)度峰值出現(xiàn)的時(shí)間明顯早于對照和施肥的徑流小區(qū)。圖3(a)和(b)分別是對照、覆蓋兩種管理方式下徑流系數(shù)隨降雨強(qiáng)度變化關(guān)系。由圖可知,覆蓋條件下徑流系數(shù)普遍較未覆蓋時(shí)高且徑流系數(shù)隨降雨強(qiáng)度的增大而增大。未覆蓋條件下,降雨強(qiáng)度0.58~1.83 mm/min時(shí),徑流系數(shù)隨產(chǎn)流時(shí)間的延長呈緩慢波動(dòng)上升的趨勢,徑流系數(shù)的峰值出現(xiàn)在產(chǎn)流后20 min左右,降雨強(qiáng)度2.47 mm/min時(shí)徑流系數(shù)在產(chǎn)流10 min時(shí)激增,這是因?yàn)榻涤陱?qiáng)度大于1.5 mm/min時(shí)出現(xiàn)超滲產(chǎn)流的概率很大,且隨降雨強(qiáng)度的提高徑流中超滲產(chǎn)流部分所占比重有所增加。在降雨之前測得10 cm之上表層土壤的含水率為28.73%,10~20 cm中層土壤含水率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較大[23],雨水入滲速率快,隨產(chǎn)流時(shí)間的延長表層土壤含水率趨于飽和,因此未覆蓋條件下降雨10 min后徑流系數(shù)顯著提高。
圖3(a)和(b)分別是對照、覆蓋兩種管理方式下徑流系數(shù)隨降雨強(qiáng)度變化關(guān)系。由圖可知,覆蓋條件下徑流系數(shù)普遍較未覆蓋時(shí)高且徑流系數(shù)隨降雨強(qiáng)度的增大而增大。未覆蓋條件下,降雨強(qiáng)度0.58~1.83 mm/min時(shí),徑流系數(shù)隨產(chǎn)流時(shí)間的延長呈緩慢波動(dòng)上升的趨勢,徑流系數(shù)的峰值出現(xiàn)在產(chǎn)流后20 min左右,降雨強(qiáng)度2.47 mm/min時(shí)徑流系數(shù)在產(chǎn)流10 min時(shí)激增,這是因?yàn)榻涤陱?qiáng)度大于1.5 mm/min時(shí)出現(xiàn)超滲產(chǎn)流的概率很大,且隨降雨強(qiáng)度的提高徑流中超滲產(chǎn)流部分所占比重有所增加。在降雨之前測得10 cm之上表層土壤的含水率為28.73%,10~20 cm中層土壤含水率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較大[23],雨水入滲速率快,隨產(chǎn)流時(shí)間的延長表層土壤含水率趨于飽和,因此未覆蓋條件下降雨10 min后徑流系數(shù)顯著提高。3.2 地表徑流含沙量及其動(dòng)態(tài)變化趨勢
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]天然降雨下川中丘陵區(qū)不同年限植物籬水土保持效用[J]. 李鐵,諶蕓,何丙輝,向明輝,唐菡,劉梟宏,王潤澤. 水土保持學(xué)報(bào). 2019(03)
[2]模擬降雨條件下金銀花對片麻巖坡地土壤侵蝕的影響[J]. 榮志紅,張海濤,孫冬雪,張愛軍,周大邁. 水土保持學(xué)報(bào). 2019(02)
[3]長白山兩種林型的降雨截留再分配特征與修正的Gash模型模擬[J]. 徐麗娜,管清成,趙忠林,張言,隋振環(huán),隋海鑫,宋彥彥,李英愛,趙慧杰. 東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2019(03)
[4]近10年全球水土保持研究熱點(diǎn)問題述評(píng)[J]. 陳茁新,張金池. 南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2018(03)
[5]DEM分辨率對大興安嶺林區(qū)水土流失評(píng)價(jià)結(jié)果的影響[J]. 王維芳,矯欣航,李國春. 東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2018(04)
[6]喀斯特裸坡地地下孔(裂)隙流養(yǎng)分流失特征研究[J]. 李昌蘭,戴全厚,彭旭東,袁應(yīng)飛. 水土保持學(xué)報(bào). 2016(03)
[7]SCS模型在不同土地類型地表產(chǎn)流計(jì)算中的應(yīng)用——以余姚地區(qū)為例[J]. 吳志宜,俞志強(qiáng),朱雪堅(jiān),李東陽. 浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(理學(xué)版). 2016(02)
[8]模擬降雨條件下不同種植方式的坡地氮素流失特征[J]. 張鐵鋼,李占斌,李鵬,徐國策,劉曉君. 水土保持學(xué)報(bào). 2016(01)
[9]南方紅壤區(qū)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]南京毛竹林小流域徑流組分及CN值影響因素研究[J]. 岳健敏,張金池,付達(dá)夫,莊家堯,劉鑫. 西北林學(xué)院學(xué)報(bào). 2015(04)
碩士論文
[1]基于SCS模型的尖山河小流域不同土地利用類型地表徑流及COD污染負(fù)荷研究[D]. 范姝云.西南林業(yè)大學(xué) 2015
本文編號(hào):3499481
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