第2章水土流失影响因子监测(宁ding)..doc

第2章 水土流失影响因子监测 【本章提要】本章主要阐述水土流失影响因子的基本概念、侵蚀原理及分类，分析水土流失影响因子产生水土流失的基本规律和原理，介绍水土流失影响因子的监测常用的方法，并说明了监测数据的分析和整理。 水土流失影响因子十分复杂，主要因子为水土流失气象因子、土壤因子、植被因子、地形地貌因子、地质因子及人类活动因子。对于不同影响因子，监测内容和方法也不尽相同，某些方法尚在进一步发展和完善中，以下就目前应用较广泛的成熟方法作以见绍。 2.1水土流失气象因子观测 气象因子是导致坡面土壤流失的动力因素，包括降水、气温、风向风速及气象灾害等，其中降雨和风是主要因子。降雨对坡面侵蚀的影响决定于降雨所产生径流的侵蚀力，它是降雨量、降雨强度、雨型和雨滴动能的函数。风对土壤侵蚀的影响主要取决于风速和风向，下面对各气象因子的观测作一介绍。 2.1.1降雨因子观测 地球表面的各类土壤侵蚀均与降水有关，如以水力侵蚀为主的土壤侵蚀的强弱取决于降雨量和降雨强度，本节重点介绍降雨因子的观测内容和方法，其他土壤侵蚀类型的气象要素观测仅作概要介绍。 2.1.1.1降雨相关概念 大气中的水汽达到饱和或过饱和，在有凝结核存在的条件下，便凝结成云。从云中降到地面的液态或固态水称作降水。 降水有多有少、有大有小，常用降水量，降水强度，降水变率等物理指标来表示。降水量是指从天空中降下来的水（雪），在平面上未损失（蒸发、渗透等）的水层深度、以mm计。在降水中对水土流失有重要影响的是降雨，因此本节主要对降雨进行介绍。单位时间内的降雨量，就是降雨强度，以mm/h或mm/min计。降雨变率反映了降雨量的变动程度，某地的实际降雨量与同期多年平均降雨量之差，称为降水距平、称绝对变率；降水距平与多年平均降雨量的百分比，称为相对变率。显然，相对变率越大，表示平均降雨量的可靠程度越小，发生洪涝灾害的可能性就越大。 在水力侵蚀监测中，通常按降雨性质、降雨强度对降雨分类，根据气象及水文按降雨强度分为小雨（24h雨量≤10.0mm）、中雨（24h雨量10.1-25.0mm）、大雨（24h雨量25.1-50.0mm）、暴雨（24h雨量50.1-100mm）、大暴雨（24h雨量100.1-200.0mm）、特大暴雨（24h雨量200.0mm）等六级。水土保持部门关注的是能产生水土流失的最小降雨强度和在该强度范围内的降雨量，即侵蚀性降雨。根据我国各地研究结果，有10min降雨5mm或30min降雨7.2~10.7mm的降雨强度，且降雨量在10mm上下时，均可以产生水土流失，这就是发生土壤侵蚀降雨标准。 在黄土高原，有的研究人员对侵蚀性降雨按雨强进行了划分：低雨强降雨（5~10mm/h）））） 图2-1 气象仪器布置参考图 2）径流场降雨观测 在一般径流观测场，没有其他气象要素观测要求时，仅观测降水资料时，观测场及仪器布置如下：若安装一台雨量计，仪器占地面积不小于4m×4m；安装两台雨量计，仪器占地面积不小于4m×6m（见图2-2）。 图2-2 雨量计布置参考图 （3）流域雨量点密度 流域雨量点的多少受流域面积、地表形态和地形变化的制约，也随观测降雨目的而变。一般面积大、形态变化大和地形复杂的流域，雨量点密度要大；相反，雨量点可稀疏一些，重点流域要研究点雨量与面雨量的关系、与径流深的关系，同时要研究暴雨中心、频率、雨型和气团活动对水土流失的影响等，雨量点密度要求大；若仅反映降雨和产流量的关系，雨量点可少些。 我国小流域测验，一般采用1km2面积，至少应有1个雨量点。在水土流失严重的重点流域或地形复杂的流域，雨量点数按表2-1布设。 表2-1 流域基本雨量点布设数量 流域面积（1km2） ﹤0.2 0.2~0.5 0.5~2.0 2.0~5.0 雨量点数 2~5 3~6 4~7 5~8 2.1.1.3仪器安装及校正 （1）仪器安装的基本要求 雨量筒是常用的量雨器，它只能测定一次降雨的总量，因此需要安装在有人驻守的雨量点上。雨量筒结构简单，通常无需校正，但因出厂运输或其他原因，造成承雨口变形、桶内壁凹凸不光滑、漏斗接触不良，甚至储水瓶、量杯破坏，装F-86 （2-1） 式中： 为测量误差，单位为﹪； 为仪器记录水量，单位为mm； 为仪器排除水量，单位为mm。 ③测量精度在较小降雨的情况下，以绝对误差表示，超过10mm的降水，以相对误差表示，通常仪器的分辨率为0.1mm或0.2mm，精度要求是：降雨量不大于10mm时，量测误差应为±0.2mm、最大不超过±0.4mm；降水量大于10mm时，量测误差应为±0.2%、最大不超过±0.4%。 ④自计雨量计的运行时差机械钟日差不超过±5.0min，石英钟日差不超过±1.0min。记录笔应划线清晰、无断线现象，且