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黔中喀斯特地区降雨特征和侵蚀性降雨标准

时间:2016-02-18 来源:未知 作者:小韩 本文字数:4098字

  贵州是典型的喀斯特地貌,可溶性碳酸盐岩出露面积占全省国土面积的 73%,95% 的县( 市) 都有喀斯特分布[1],而碳酸岩风化具有成土速度慢、土层薄、土被不连续、植被生长缓慢的特点[2],加之坡耕地面积大,占全省耕地面积的 61%[3],人地矛盾突出,陡坡开荒现象严重,使得喀斯特地区水土流失极为严重。多年来,研究学者们为贵州喀斯特地区水土流失的防治做了大量工作,有生物防治措施和土壤侵蚀规律等方面的研究,其中生物防治主要集中在植物篱、横坡种植、农林复合经营等; 对土壤侵蚀规律的研究主要从气候、土壤、地质、地形地貌等方面着手,而气候因素中的降雨是侵蚀产沙的直接动力因子[4],所以对降雨侵蚀力、侵蚀性降雨标准以及降雨对不同植被类型土壤侵蚀的影响等[5 ~8]的研究较多。

  目前,对喀斯特地区降雨数据的统计分析、侵蚀性降雨标准区间值的研究还鲜见报道,本研究采取径流小区观测法,分析和探讨黔中喀斯特地区降雨特征和侵蚀性降雨标准,为该地区的土壤侵蚀、产流产沙的研究提供理论基础。

  1 研究区概况与研究方法

  1. 1 研究区概况

  研究区位于黔中地区安顺市西秀区岩腊乡三股水村,东经 106°00'49″,北纬 26°02'53″,距西秀区行政中心 43. 5km,该监测站属珠江流域北盘江水系,所控制流域面积 23. 09km2,水土流失面积 12km2,是安顺市水土流失最严重的地区。小流域属中亚热带湿润季风气候,多年平均气温 14. 5℃; 主要植被类型为常绿落叶针阔混交林,乔木树种以松、杉为主,土壤为黄壤。三股水监测站始建于 1958 年,但 2009 年 5 月才开始正常的监测工作。观测站共设 5 个径流小区,放置雨量筒和自计雨量计,自计雨量计安置在观测场内固定架子上,器口保持水平,距地面高度 70 ㎝。

  1. 2 研究方法

  采用贵州省水土保持监测中心 2009 ~2012 年的降雨监测数据。

  雨量观测: 径流场共设水平投影面积为 100m2的径流小区 5 个,坡度均为 20°,径流小区为坡耕地农作物,设置自记雨量计和雨量筒,相互校验,在降雨日18∶ 00 更换记录纸,并相应记录雨量筒雨量。泥沙观测: 在降水结束、径流终止后立即采样观测,首先将集流槽中泥、水扫入集流池中,然后搅拌均匀,在池中采取柱状水样 2 ~3 个( 总量在1 000 ~3000cm3) 混合后从中取出 500 ~ 1 000cm3水样,作为本次冲刷标准样,将水样静置 24h,过滤后在 105℃ 下烘干到恒重,再进行计算,求取含沙量。

  分析方法: ①统计分析法: 统计 4a 每月所有降雨的场次、降雨量、泥沙量,分别将各月所有降雨场次、降雨量、泥沙量相加,除以 4 可得平均每年每月的降雨场次、降雨量、泥沙量; 统计 4a 来每年各季度发生降雨的场次、降雨量、泥沙量、侵蚀性降雨量; 将 4a 来的所有降雨按 H < 5mm、5mm≤H < 10mm、10mm≤H< 15mm、15mm≤H < 25mm、25mm≤H < 50mm、50mm≤H <100mm、100mm≤H <150mm 的降雨等级划分,统计各等级的降雨场次、降雨量、泥沙量、侵蚀性降雨量。②频率分析法: 将 4a 的所有降雨按 7 个降雨等级划分,分别统计各降雨等级中的降雨场次、降雨量、产沙量,用典型频率分析法计算其频率大小。

  2 结果与分析

  年内降雨分布能直观地反映出每 1 年的降雨分布特征,对农业生产和径流的年内调控都有重要意义。
  
  2. 1. 1 年内降雨特征分析
  
  由表 1 可知,4a 总降雨量为 4 757. 68mm、总降雨场次为 857 场、总泥沙量为38 484. 44g.5 ~9 月的降雨量、降雨场次、产沙量明显高于其他月份,分别为 3 996.10mm、512 场、38 424.19g,占全年的83.99%、59.74%、99.84% .从不同月份降雨分布情况来看,H <5mm 的降雨全年均有分布,5mm≤H < 10mm 的降雨从 3 月份开始出现,大于 10mm 的降雨从 4 月开始出现,大于100mm 的降雨集中发生在 6、7 月。

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