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径流对暴雨与植被变化的响应

尹旭  
【摘要】:降雨变化与植被变化是影响区域水文特征的关键性因素,但由于气候条件、降水量、降雨强度、流域面积、地质地貌、土壤因素、蒸发散量、植被状况、时间尺度等因素不同,加上人为因素的干扰,导致研究结果存在较大差异,无法将所研究地区的研究成果进行普及、推广。针对学科研究存在的不足和问题,本文以大坑小流域(位于江西省修水县)为研究对象,分析暴雨径流对降雨变化与植被变化的响应。旨在为林业生态工程建设和水文效益评价提供理论依据,也有助于正确认识植被削洪减灾的作用大小和影响程度。本文采用时间序列分析法、线性回归分析法、流域自身对比法等研究方法,利用1966~2015年的降雨和径流资料,不同时段森林资源调查图、土地利用现状图以及其它多方面植被资料。分析了大坑小流域的降雨变化、场暴雨径流过程及其对降雨变化的响应以及在场暴雨条件下径流过程对植被变化的响应。主要研究成果如下:大坑小流域1966~2015年的平均年降雨量、年雨日数分别为1589.6mm、153.4d,其年内变化均为典型的单峰型曲线,年际变化均较大。并且,降雨量总体呈略微增加趋势,雨日数呈明显减少趋势。说明,大坑小流域降雨强度呈增加趋势。在场暴雨条件下,该流域的径流深与降雨量线性相关(相关系数0.888);洪水历时与降雨历时也呈一定线性相关(相关系数0.537);洪峰流量与降雨量呈一定线性相关(相关系数0.615);洪峰流量与雨强的相关性比较小;径流系数呈减小的趋势;2015年较1966~1993年时段的平均降雨量减少了24.5%,平均径流系数和洪峰流量也都大幅度减少,前者减少25.8%,后者减少了64.9%,与之相反,洪水历时却增加了4.0%。大坑小流域1992年和2015年的土地利用类型中植被分别占94.9%、98.3%,其它(包括未利用地、交通用地和居民点等)分别占5.1%、1.7%;1992年至2015年,荒草地面积由12.3hm2减少到6.3hm2;耕地面积由31.7hm2减少到12.6hm2;林地面积由847.9hm2增加到904.8hm2。1992~2015年,大坑小流域各种植被类型的转移变化情况为:(1)荒草地转化为林地,转化面积为10.3hm2,转化比例为83.7%;(2)耕地转化为林地、荒草地,转化面积分别为14.8hm2和4.3hm2,转化比例分别为46.7%和13.6%;(3)全流域的植被面积由891.9hm2转化为923.7hm2。在场暴雨条件下,1992~2015年的12场场暴雨所对应的洪水历时呈现明显增加趋势,而洪峰流量和径流系数却呈现减小趋势;2015年在场暴雨条件下的平均径流系数比时段1992~1993年的减少了18.3%,平均洪峰流量减少了44.4%,而平均洪水历时增加了49.9%。


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