植被覆蓋對降雨和坡面徑流能量的影響

1、植被覆蓋對降雨和坡面徑流能量的影響 目錄o 一、降雨和徑流能量描述o 二、植被對降雨能量的作用o 三、植被對徑流能量的作用一、降雨和徑流能量描述o 雨滴直徑的大小，決定了降落雨滴的質量和速度的大小，從而決定了雨滴所具有動能的大小。只要測得降雨的雨滴大小及其組成分布，就可以得出降雨雨譜特性參數(shù)。o 當前常見的測定雨滴大小的方法有雷達觀測法、攝影法、浸入法、面粉團法和濾紙色斑法。降雨能量描述降雨能量描述一、降雨能量描述o 雨滴落速研究姚文藝，湯利群對各家公式的精度及其結構進行總結證明，推薦使用如下單個雨滴終速公式一、降雨能量描述o 降雨能量計算 雨滴大小及單個雨滴速度用上述方法測定或計算。假設以勻

2、速v 運動的物體所具有的動能為e，則單個雨滴e 的計算公式為: e = mv2 /2 式中: m 為物體的質量(g)。對于直徑為d( cm) 、密度為 ( g /cm3 ) 的一顆雨滴，其動能為 e = ( d3v2 ) /12 上式是單個雨滴動能計算，對一場降雨，可以通過取樣并對樣方內(nèi)各雨滴動能求和，最終推算出次降雨降雨能量。一、降雨和徑流能量描述徑流能量描述徑流能量描述 Ej =(g/4)L *sin2*ph式中:Ej 為徑流能量， J /m2 ；為水的密度， kg /m3 ；g 為重力加速度， m /s2；L 為坡長， m；為坡度， ()；ph 為徑流深， mm。二、植被對降雨能量的作用

3、 植被的水土保持功能， 體現(xiàn)在植被的截留作用、減小雨滴速率、增強入滲、減少地表徑流和改良土壤結構、提高土壤的抗沖和抗蝕性等方面。從能量角度來看，土壤侵蝕既是一個做功的過程，又是一個能量耗散的過程。植被一方面阻截部分降雨動能，使土壤表面免于被雨滴直接擊濺，另一方面又能增加地表糙度和促進雨小的下滲，減小徑流能量，削弱徑流對土壤的沖刷作用。植被在阻截降雨動能、削弱徑流能量方面的作用，與植被被覆度、植被類型等因素有關。二、植被對降雨能量的作用 余新曉在對不同類型的森林植被標準地進行統(tǒng)計，并測定降雨、林下降雨、干流量、林分及環(huán)境因子，運用動能理論分析得出不同類型森林植被減弱降雨動能的作用，并發(fā)現(xiàn)灌木林在

4、減弱降雨動能作用中具有特殊重要的意義。二、植被對降雨能量的作用二、植被對降雨能量的作用o 通過對森林植被減弱降雨勢能的理論分析， 認為森林植被減弱的降雨勢能由兩個部分組成: 一是林冠截留作用減弱的降雨勢能； 二是林冠緩沖作用減弱的降雨勢能。不同類型的森林植被這兩部分所占的比例是不同的。林分平均高度、林分平均冠心高度、林分平均枝下高度和郁閉度，是影響森林植被減弱降雨勢能的重要因素。二、植被對降雨能量的作用二、植被對降雨能量的作用二、植被對降雨能量的作用二、植被對降雨能量的作用 楊文利、樊后保通過氣象觀測站與標準徑流小區(qū)的試驗觀測，系統(tǒng)地分析了贛西北大坑小流域森林植被冠層對降雨侵蝕力的影響。對修水

5、大坑小流域杉木林、馬尾松林和檵木林的林冠截留量、截留率以及林內(nèi)降雨和林外降雨的關系的研究，發(fā)現(xiàn)林內(nèi)降雨量和林外降雨量呈顯著的線性相關關系。這間接反映了植被對降雨能量的的截留和緩沖作用。二、植被對降雨能量的作用二、植被對降雨能量的作用二、植被對降雨能量的作用三、植被對徑流能量的作用 王健，吳發(fā)啟等在整理分析了黃土高原西峰、綏德、天水、淳化4個水土保持試驗站降雨、徑流及泥沙資料的基礎上， 探討了作物覆蓋與徑流能量的關系。作物蓋度對徑流能量的消減作用用徑流能量消減率表示，計算式為式中:Ej削為徑流能量削減率， %；E j裸為裸地小區(qū)的徑流能量，J /m2；E j農(nóng)為作物覆蓋小區(qū)的徑流能量, J /m

6、2。對后兩者采用數(shù)理統(tǒng)計的方法進行分析，并引入公式 Ej =(g/4)L *sin2*ph式中:Ej 為徑流能量， J /m2 ；為水的密度， kg /m3 ；g 為重力加速度， m /s2；L 為坡長， m；為坡度， ()；ph 為徑流深， mm。三、植被對徑流能量的作用植被對徑流能量的削減作用植被對徑流能量的削減作用各站徑流能量消減率計算結果從表可以看出，作物覆蓋可有效削減徑流能量，其削減程度變化，直接取決于降雨和作物覆蓋程度。三、植被對徑流能量的作用不同覆蓋度的徑流能量削減率隨覆蓋率的增加，徑流能量削減率增加，覆蓋對徑流能量削減率的影響呈現(xiàn)直線變化。三、植被對徑流能量的作用作物覆蓋、降雨

7、動能對徑流能量削減的綜合作用三、植被對徑流能量的作用 徑流能量的削減率隨著降雨動能的增大而減少，且減少幅度逐漸變小。說明即使在具有極高降雨能量的大暴雨時，有一定作物覆蓋的坡地仍然具有削減徑流能量、減緩土壤侵蝕的作用。 徑流能量削減率隨著作物覆蓋度的增大而增大，且增幅程度逐漸變??；隨著降雨動能的增加，不同植被蓋度對徑流能量的削減率都有減少趨勢；植被蓋度越低，其減幅越大。當植被蓋度40%時，徑流能量削減率隨著降雨動能值的增大，減少的幅度逐漸變小。參考文獻1.李勉, 姚文藝等.草被覆蓋下坡溝系統(tǒng)坡面流能量變化特征試驗研究J.水土保持學報，2005, 19(5):13-17.2.朱冰冰,李占斌等.草本植被覆蓋對坡面降雨徑流侵蝕影響的試驗研究J.土壤學報,2010,47(3):401-407.3.田鳳霞,劉剛等.草本植物對土質路面徑流水動力學特征及水沙過程的影響J.農(nóng)業(yè)工程學報，2009,25(10):25-30.4.蔡麗君,王國棟.風矢量對坡面降雨動能分布的影響J.中國農(nóng)業(yè)大學學報 2003, 8( 6) : 15-17.5.舒若杰.降雨能量對水土流失的影響研究進展J.水資源與水工程學報，2013,24(2):196-200.6.李光錄,吳發(fā)啟.泥沙輸移與坡面降雨和徑流能量的關系J.水科學進展，2008,19（6）：868-874.7.余新曉.森林植被減弱降雨侵蝕能量的數(shù)理分析