植被覆盖对降雨和坡面径流能量的影响

1、植被覆盖对降雨和坡面径流能量的影响 目录o 一、降雨和径流能量描述o 二、植被对降雨能量的作用o 三、植被对径流能量的作用一、降雨和径流能量描述o 雨滴直径的大小，决定了降落雨滴的质量和速度的大小，从而决定了雨滴所具有动能的大小。只要测得降雨的雨滴大小及其组成分布，就可以得出降雨雨谱特性参数。o 当前常见的测定雨滴大小的方法有雷达观测法、摄影法、浸入法、面粉团法和滤纸色斑法。降雨能量描述降雨能量描述一、降雨能量描述o 雨滴落速研究姚文艺，汤利群对各家公式的精度及其结构进行总结证明，推荐使用如下单个雨滴终速公式一、降雨能量描述o 降雨能量计算 雨滴大小及单个雨滴速度用上述方法测定或计算。假设以匀

2、速v 运动的物体所具有的动能为e，则单个雨滴e 的计算公式为: e = mv2 /2 式中: m 为物体的质量(g)。对于直径为d( cm) 、密度为 ( g /cm3 ) 的一颗雨滴，其动能为 e = ( d3v2 ) /12 上式是单个雨滴动能计算，对一场降雨，可以通过取样并对样方内各雨滴动能求和，最终推算出次降雨降雨能量。一、降雨和径流能量描述径流能量描述径流能量描述 Ej =(g/4)L *sin2*ph式中:Ej 为径流能量， J /m2 ；为水的密度， kg /m3 ；g 为重力加速度， m /s2；L 为坡长， m；为坡度， ()；ph 为径流深， mm。二、植被对降雨能量的作用

3、 植被的水土保持功能， 体现在植被的截留作用、减小雨滴速率、增强入渗、减少地表径流和改良土壤结构、提高土壤的抗冲和抗蚀性等方面。从能量角度来看，土壤侵蚀既是一个做功的过程，又是一个能量耗散的过程。植被一方面阻截部分降雨动能，使土壤表面免于被雨滴直接击溅，另一方面又能增加地表糙度和促进雨小的下渗，减小径流能量，削弱径流对土壤的冲刷作用。植被在阻截降雨动能、削弱径流能量方面的作用，与植被被覆度、植被类型等因素有关。二、植被对降雨能量的作用 余新晓在对不同类型的森林植被标准地进行统计，并测定降雨、林下降雨、干流量、林分及环境因子，运用动能理论分析得出不同类型森林植被减弱降雨动能的作用，并发现灌木林在

4、减弱降雨动能作用中具有特殊重要的意义。二、植被对降雨能量的作用二、植被对降雨能量的作用o 通过对森林植被减弱降雨势能的理论分析， 认为森林植被减弱的降雨势能由两个部分组成: 一是林冠截留作用减弱的降雨势能； 二是林冠缓冲作用减弱的降雨势能。不同类型的森林植被这两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闭度，是影响森林植被减弱降雨势能的重要因素。二、植被对降雨能量的作用二、植被对降雨能量的作用二、植被对降雨能量的作用二、植被对降雨能量的作用 杨文利、樊后保通过气象观测站与标准径流小区的试验观测，系统地分析了赣西北大坑小流域森林植被冠层对降雨侵蚀力的影响。对修水

5、大坑小流域杉木林、马尾松林和檵木林的林冠截留量、截留率以及林内降雨和林外降雨的关系的研究，发现林内降雨量和林外降雨量呈显著的线性相关关系。这间接反映了植被对降雨能量的的截留和缓冲作用。二、植被对降雨能量的作用二、植被对降雨能量的作用二、植被对降雨能量的作用三、植被对径流能量的作用 王健，吴发启等在整理分析了黄土高原西峰、绥德、天水、淳化4个水土保持试验站降雨、径流及泥沙资料的基础上， 探讨了作物覆盖与径流能量的关系。作物盖度对径流能量的消减作用用径流能量消减率表示，计算式为式中:Ej削为径流能量削减率， %；E j裸为裸地小区的径流能量，J /m2；E j农为作物覆盖小区的径流能量, J /m

6、2。对后两者采用数理统计的方法进行分析，并引入公式 Ej =(g/4)L *sin2*ph式中:Ej 为径流能量， J /m2 ；为水的密度， kg /m3 ；g 为重力加速度， m /s2；L 为坡长， m；为坡度， ()；ph 为径流深， mm。三、植被对径流能量的作用植被对径流能量的削减作用植被对径流能量的削减作用各站径流能量消减率计算结果从表可以看出，作物覆盖可有效削减径流能量，其削减程度变化，直接取决于降雨和作物覆盖程度。三、植被对径流能量的作用不同覆盖度的径流能量削减率随覆盖率的增加，径流能量削减率增加，覆盖对径流能量削减率的影响呈现直线变化。三、植被对径流能量的作用作物覆盖、降雨

7、动能对径流能量削减的综合作用三、植被对径流能量的作用 径流能量的削减率随着降雨动能的增大而减少，且减少幅度逐渐变小。说明即使在具有极高降雨能量的大暴雨时，有一定作物覆盖的坡地仍然具有削减径流能量、减缓土壤侵蚀的作用。 径流能量削减率随着作物覆盖度的增大而增大，且增幅程度逐渐变小；随着降雨动能的增加，不同植被盖度对径流能量的削减率都有减少趋势；植被盖度越低，其减幅越大。当植被盖度40%时，径流能量削减率随着降雨动能值的增大，减少的幅度逐渐变小。参考文献1.李勉, 姚文艺等.草被覆盖下坡沟系统坡面流能量变化特征试验研究J.水土保持学报，2005, 19(5):13-17.2.朱冰冰,李占斌等.草本植被覆盖对坡面降雨径流侵蚀影响的试验研究J.土壤学报,2010,47(3):401-407.3.田凤霞,刘刚等.草本植物对土质路面径流水动力学特征及水沙过程的影响J.农业工程学报，2009,25(10):25-30.4.蔡丽君,王国栋.风矢量对坡面降雨动能分布的影响J.中国农业大学学报 2003, 8( 6) : 15-17.5.舒若杰.降雨能量对水土流失的影响研究进展J.水资源与水工程学报，2013,24(2):196-200.6.李光录,吴发启.泥沙输移与坡面降雨和径流能量的关系J.水科学进展，2008,19（6）：868-874.7.余新晓.森林植被减弱降雨侵蚀能量的数理分析