降雨径流与水土流失的关系分析

范文一：降雨径流与水土流失的关系分析

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降雨径流与水土流失的关系分析

作者：黄建波刘海凤

来源：《中小企业管理与科技·中旬刊》2014年第10期

摘要：水土流失属于环境问题，多年以来，人们一直在研究水土流失问题，分析水土流失发生的各种原因。造成水土流失的因素有很多，例如：土壤类型、降雨径流、地质地形条件、植被覆盖率、降雨量、土地整体利用等，其中降雨径流是造成水土流失的重要原因，因此，有必要研究水土流失和降雨径流的内在规律和关系，帮助我们分析降水径流和水土流失实际状况，进而制定科学的方法来解决水土流失问题，保护赖以生存的环境。

关键词：降雨径流 ;水土流失 ;关系

1 概述

随着人类文明不断推进，人和自然的矛盾日益突显出来，土地水土流失是常见的环境问题之一，水土流失的主要原因来自于自然，特别是植被条件和降雨情况。因此，要保护环境，必须要治理水土流失问题，研究水土流失问题发生的各种原因。水土流失是土壤、降雨、地形、植被等多种因素整体作用的结果。降雨因素对高原地区的土壤侵蚀具有重要影响。我国土壤侵蚀问题是否严重，每年都会因为水土流失问题而损失很多耕地，如果水土流失严重，会导致水源涵养力大大降低、土层变薄，生态环境发生恶化，河床变高，河流交通发生阻塞，水利工程泥沙淤积变化，严重影响水资源开发利用。

2 水土流失的影响及危害

水土流失对人们生产生活、生态环境保护及经济发展具有极大危害。水土流失对地面完整与土地资源具有破坏作用，它使土地的沙化退化更加严重，甚至影响经济的健康发展，具体表现为分散土壤、剥离土壤，使土壤发生沉积，因为雨水冲刷和击溅土壤，土壤坡面会被切割破碎，使砂砾增多，细土减少，肥力降低，土壤沙化，耕地面积变少，生产条件恶化，发生越垦越穷、越穷越垦的循环，加剧水土流失和贫穷。水土流失也会恶化生态环境，加剧区域水旱灾害，影响区域气候。水土流失对生态系统具有破坏作用，使环境的生态功能渐渐衰退。另外，水土流失也会导致区域气候多变，使沙尘暴、暴雨、干旱和洪水等灾害频发，加剧滑坡、山洪等自然灾害，危害人们的生命安全及居住环境。水土流失也会使可利用水资源建设，水环境质量不断下降，很多山区植被被破坏后，附近土壤的涵水能力就会降低，蓄水量减少，土壤渗入量变少，水位下降。

3 分析水土流失和降雨径流关系的地域选择原则

要了解水土流失和降雨径流间的内在规律，必须进行一系列的试验与研究工作，前期要深入了解所研究区域实际情况，具体有几个方面要了解。首先，要清楚所研究区域的经纬度、地

范文二：【doc】雷州半岛降雨特性与地表径流关系的小区试验

雷州半岛降雨特性与地表径流关系的小区

试验

第24卷第3期

2004年6月

湛江海洋大学

JournalofZhanjiangOceanUniversity

Vo1.24No.3

June2004

雷州半岛降雨特性与地表径流关系的小区试验

李林锋,刘新田

(湛江海洋大学农学院,广东湛江524088)

摘要:通过对试验小区观测值的分析和研究,发现本地区径流量与降雨量呈线性正

范文三：流域降雨径流关系的变化现状及其原因分析

流域降雨径流关系的变化现状及其原因分析

摘要：人的生存和发展离不开自然界，自然界为人们的生产和生活提供必不可少的资源和能源，同时自然环境的质量与人们的生活息息相关，关系到人类社会的健康长远发展。但是近年来随着人口的不断增长和经济的快速发展，对资源环境造成了严重的破坏，导致气候发生了巨大的变化，流域内的降雨径流关系也呈现出动态的变化过程，逐渐引起人们的关注和重视。由于流域降雨径流关系与人们的正常生产和生活有着较为密切的联系，因此必须要对其有一个比较充分的认识和了解，以便为经济的发展和社会的进步做出更大的贡献。本文主要从流域降雨径流关系的变化现状、以及流域径流关系变化的原因等方面来进行分析。

关键词：降雨径流关系；变化现状；变化原因

中图分类号：p343.1 文献标识码：a 文章编号：1674-0432（2012）-07-0210-1

在新的时代和社会背景下，为了提高社会主义现代化建设的速度，我国过度开发和利用自然资源和能源，对自然环境造成了严重的破坏，导致气候变化、生态失衡、自然灾害频发，对人们的生命和财产安全造成了巨大的威胁。特别是流域降雨径流关系发生了巨大的变化，致使洪灾和旱灾日益频繁，造成了巨大的财产损失和人员伤亡。针对这一问题，相关部门和人员必须要加强认识，充分了解和把握流域径流关系的变化现状及其原因，然后积极采取有效措施加以解决和应对，确保流域降雨径流之间保持一种合理的关系，造福

范文四：降雨径流相关图制作与应用

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３９６９／ｉ．ｉｓｓｎ１００１—８９７２．２０１２０６００６ＫＩ｛ｌｉ＼却ｊｅ总水：是的悼私：，＾ⅢｉＩ）为降『＿｜：ｊ昕增加的流域薪水：止

降雨径流相关图制作与应用

Ａｗ。即ｌ、滏拟失。＾Ｉ）线的矗边为蔷满的部分．根槲水譬。Ｆ缍ｊ方程，Ｋ＾Ｉ）Ｎ为产流量：

与８＋Ｐ—Ｅ＜吆时

张置

浙江省金华市九峰水库管理处

摘要

降雨开始时流域蓄水量ｗ，对降雨产流量Ｒ影响极大。本文夼绍Ｔ根据蓄满产流数学模型．从实际降雨径流资料出发．分

析计算ｗ和Ｒ，建立降雨径流相关囤以用于由实测降雨预报洪掘。

关键词

水库：蓄满产流：蓄水量；降雨；径流．相关圈

１．工程概况

几峰水库住于浙汀省金华Ｒｉ涵溪镇。水库校核洪水标准为２０００年一遇，相成洪水位１４７．７８ｍ．总库容９｛｝０５万ｍ３，是一座以防洪，灌溉为主，结合供水、发电等综合利用的叶ｌ型水库枢纽．１．程。坝址以上巢ｍ面积１１９．５ｂｎ：．多年平均来水量１．４亿ｍ’。２、相关图制作

２．１蔷满产流模型

蒂满产流横型是指降雨使含气屡上壤达到Ｈ１问持水量之前坷ｉ产流，此前的降雨全部州以补充土层的缺水量ｔ七层水分达田问持水量（蔷满）后开始产ｉＪｆｃ，以后的降雨（除去雨期燕发）全部变为净币。流域上只有蔷满的地方才产流．故产流期的卜海为稳渗牢ｆｃ，其中下潘至潜水屡的郫分成为地下径流．超渗的部分

成为地面径流。

２．２流域蒂水容量分布曲线

流域善水量士要是指，在流域降雨能够最；响的Ｌ层内上填含蔷的吸着水、薄膜水和息着毛管水．不包括币力水，是土壤能够保持而不在重力作用下流走的水分。在土壤蔷水量的计算巾＋往往取土壤蔷水量的最小值（相当于凋萎系数）为计算零点，称【【Ｉｉｆｉ】持水量与最小蔷水量的差值为Ｉ：壤蔷水容量。

流域上各点都有自己的蓄水容量ｗｍ，其平均值称流域蓄永容量ｗ。。流域变际蓄水量ｗ在０一ｗ。之间变化。如果将流域各点的ｗ＊自小至夫进行排列。计算出等千及小于某

一ｗａ的面积Ｆ。，并以流域面积的相对值ＦＲ，Ｆ表示，如图

（ａ）。圈中ｗ一为渣域中最大的点蔷水容量，ＦＲ腰为小于．等于ｗ。的面积占流域面积的比值。蓄水容量曲线的线型采用ｂ次抛物线比较合适；

和一（－一芒］。

２．３产流量计算

根据流域蔷水容量ｗ。的定义．可撙

ｗ－；？［１－剖４吣ｔ熹

㈡

“ｌ嘲（ａ）．流域蔷水破ｗ为：ｗ；妒芒卜讣（１－ｄ”］㈤

０２对应的纵坐标ａ为

积。黑尝冀搿燃琵嬲高崩ｂ翌？士留ｆ

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万方数据

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Ｒ－（Ｐ—Ｅ）一（％一、砷

式巾的两个攀教ｂ和ｗ’ｍ（或ｗ。）．呵埘实测降雨径流资料优选。假定４：Ｈ的ｗ。＝ｗ，就可山Ｐ、ｌ：算｛ｊｌ相应Ｒ．以Ｐ—Ｅ为纵坐标、Ｒ为横坐标，ｗ。为参数即ａｒ绘出如嘲（１））的Ｐ—Ｅ～～Ｒ降雨径流相关Ｉ目。

２．４参数计算

２．４．１计算

ｗ。足反映该渣域蔷水能力的综合平均指标，一般『Ｈ实洲雨洪资料分析确定，我国南方阻润地区－般为８０～１２０ｍｍ。选取久旱无莉（可认为ｗ。；Ｏ）后一次降ｍ盘较大且全流域产流的雨洪资料，根据实删衙雨敏Ｐ、净币Ｒ展雨期燕发Ｅ．按公式ｗ。＝Ｐ—Ｅ—Ｒ计算确定。若找不到满足条件的洪水，则可找出久旱无雨后多次洪水至达到全流域蔷满时作为时段长按Ｉ：武进行水量‘Ｆ衡计算。

２．４．２ｂ计算

根据水最‘Ｆ衡原理可得：

Ｒ＋ｔ＝眦＋Ｐ皿一Ｅｔ—Ｒｎ

（７）

式中：

Ⅵ、ｗ㈨。为时段初．未流域蔷水最（ｍｍ）?

’ｔ为时段晰ｍ＆（ｍ¨１）ｔＲ．ｔ儿时段净币（Ｉ】１Ｉｉｔ）。

Ｅｎ为叫段燕甘盘发址（ｍｍ），－叮朵Ｊ｝Ｉ：种懊型世｝ｒ计舜。奉Ｉ：鞋秉川较简竹的?联礁型．即假定。札ｏｊｗ．成ｌｆｉ比：

ｒ

Ｅｎ－；导生ｗｔ

炎一ｆＪＥ?－为Ｉ时段内流域们燕散发能力（ｍｍ），采ＪｆｌＥ６０

燕发器吱测水面燕发艟。

选取一次全流域产流的降雨（认为次降忖｛后流域蓄水量达到Ｗ．，）前的多次（戒一次）部分产流的降雨．要求ａ＋Ｐ—

Ｅ＜ｗ。…根据Ｐ扑Ｅ。，厦山实羽０流量Ｑ求出的Ｒ¨按武（７）

进行恻，芋计算，便可求褂备次降雨前｛ｊＩ｝域蔷水量ｗ。、ｂ。因为计算Ｒ△晓［羁酬?的曝羞等原因，由此算出的ｂ各不相间，为使误差达到最小．需按最小■乘法按武（５）拟合讣算术得ｂ值。当选

取坎降雨时可由武（４）、式（５）直接计算确定ｂ。

３．相关图应用

根据降雨过程及降厢ＪＦ始时的ｗ。．首先累计各时段的降雨过程，由式“）、武（５）求徉（戒由圉（ｂ）舟得）累计的净雨过程．然后将累计的净雨过程．州州相减，樽到备时段的降小所ｚｆ血的叶段

净雨。

４，结语

根据蒂满产流模型，南实际降雨往流资料通过分析计算ｗ币¨Ｒ。建制蜂雨径泷相关圈的方法是町行的．无需长系列雨洪资料，对ｊ二新建水库更具参考价值。燕散发盐ｉｆ算时奉工程采Ｊ＊了较简单的一层模型，没有考虑土壤水分在垂直削面中的分布情况，如遇久旱之后的小雨实际Ｉ：分布在表土．很容易燕发，但按一层模型。由于小，计算的燕敞发量很小，与实际小符。冈此实际中为ｒ提高精度可采用较为复杂的■碰，专届模型。

参考文献

【１Ｊ蒋金珠工程水文与水利计算中国水利水电出版杜．１９９８【２ｌ张采生水文预报河海大学．１９９７

一３８

降雨径流相关图制作与应用

作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：

张霆

浙江省金华市九峰水库管理处

中国科技信息

China Science and Technology Information2012(6)

参考文献(2条)

1. 蒋金珠工程水文与水利计算 19982. 张泉生水文预报 1997

本文链接：http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical_zgkjxx201206006.aspx

范文五：基于GIS的降雨径流预报方法分析

基于GIS 的降雨径流预报方法分析

【摘要】降水径流的准确预测直接关系到该流域人民生活的各个方面，因此为了更好的满足降雨径流预报的需求，需要寻找高效的预测手段来对降雨径流进行预测。本文从GIS 的降雨径流预报方法出发，分析了影响水文过程的各方面因素并阐述了对获得数据信息的预处理方法。提出了以遗传算法为基础结合GIS 技术的神经网络模型，这种模型的应用有效的提高了信息预测的精度和效率。并且本文中也介绍了GIS 降雨径流预报方法，通过对降雨信息的处理，有效的提高了降雨径流预报模型在计算机数据输入时精度，结合 GIS空间分析方法，对降雨区域的降雨径流进行数值模拟，从而得到了降水区域的径流量与影响系数之间的关系。

【关键词】降雨径流；地理信息系统（GIS ）；预报方法

1. 引言

GIS （Geographic Information System ）即地理信息系统，是在地理空间的基础上，以信息科学和系统工程的理论知识为根本，利用计算机管理和分析地理数据，从而提供管理、决策等所需信息的技术系统。总而言之一句话，GIS 是综合处理和分析地理空间数据的一种技术系统，是以测绘测量为基础，以数据库作为数据储存和使用的数据源，以计算机编程为平台的全球空间分析即时技术。地理信息系统作为获取、存储、分析和管理地理空间数据的重要工具、技术和学科，近年来得到了广泛关注和迅猛发展。

最近的30年内，地理信息技术取得了十分显著的发展，在国土管理、农林牧业、邮电通讯、公共设施管理、资源的调查、军事公安、环境的评估、城市规划、灾害的预测、交通运输、水利电力、统计、商业金融等几乎所有领域都得到了广泛的应用[1]。

2. 降雨径流的概述

所谓降雨径流就是由降雨形成的径流，这些径流通过地表或者是地下水流入河道，并向流域出口断面汇集。降雨径流会受到多种因素的制约，比若说是地形、地貌、植被、降水和土地的使用以及人类活动等，从这些种种因素我们可以看到径流的形成过程是非常复杂的。长时间以来，降雨径流的研究一直备受水文界的

青睐。随着地理信息系统、遥感和计算机技术的不断发展，降雨径流模型的应用所涉及的领域也越来越广，像是水生态系统的保护、修复，水资源的重复利用，防洪防水等都以降雨径流模型作为基础的。流域降雨径流的模型对于研究气候的变化也是十分有帮助的。

2.1研究降雨径流的发展历程

最早的关于降雨径流的记载始于远古至14世纪，这些记载主要是记录了对降雨、径流现象的观测、描述。径流理论的最终形成追溯到15世纪至19世纪末，1674年佩罗提出河流的年径流量只是降水量的33%，揭开了研究降雨径流的序幕。1856年达西提出的达西定律和1871年圣维南导出的圣维南方程组为径流理论的研究奠定了基础。

20世纪中后期，计算机以及3S 技术得到了飞速的发展，同时也带动了GIS 、自动雨量计、流量计、雷达测雨等先进设备在水文观测中的应用，也使的对于降雨径流的研究进入快速发展阶段。当今阶段，研究降雨径流主要包括下面内容，对降雨径流过程、不同土地利用、土地覆被类型特别是森林植被的降雨径流响应以及流域降雨径流过程的模拟[2]。

2.2. 降雨径流变化的影响因素

对于降雨径流的预测, 人工神经网络是目前最流行也是最常用的神经网络模型之一，人工神经网络模型的自学习能力强，适应性好，计算的速度快。然而如何合理有效的构造神经网络模型，首先要做的就是选择合适的影响因子，影响降雨径流的因素有很多，其中最主要的有降雨历时、降雨总量、河道基流以及前一时刻出口断面流量等。

3. 降雨径流的数据信息的预处理

通过对降雨径流所获得的数据信息整理、分析、计算，我们可以发现隐藏在这些数据背后的某些规律。要想这些数据能够反映作用对象的内在本质，需要对获得的这些数据进行预处理，这项工作主要有下面几个方面。

3.1. 对基础数据的整理

由于平常的水文预报中预报的重点有所差异，因此我们在整理所获得的数据时，要舍弃那些偏离预报重点较严重的数据，保留下那些与预报重点相差不大的数据，以此方法来提高预报精度。

3.2. 数据的归一化处理

我们在对网络输入的降雨径流的预报数据进行归一化处理时，需要对网络输入的数据向量进行放大或者是压缩，通过一定比例的转换，使得每一个数据的数值都处在0和1之间。

3.3. 对于时间延迟数据的处理

径流的来水过程是随着时间变化的，因此该过程是一个具有时态性的动态过程，但是我们使用的人工神经网络是静态的网络，没有处理时间问题的能力。针对上述常见的问题从时间序列中直接提取出特征参量进行分析，构造特定的时间单元，从而形成一系列具有时间分析能力的的时延性神经网络。

4. 基于GIS 的降雨径流预报模型

我们在上文中提到流域降雨径流的形成，会受到多种因素的共同制约，比如说：降雨量、土壤含水量、蒸散发量、地形以及地貌等。而雷达和遥感信息就有以面信息代替传统意义上的点信息的优点。应用雷达和遥感技术所收集和分析的降水量、洪峰流量、降雨历时等具有一定的空间分布，然后我们利用GIS 建立起降雨径流的形成要素与地理坐标之间的数值关系并通过图形将其显示。这样可以预报资料的获取速度和获取精度做到有效的提高，并且可以大大加强对资料的存储和处理的效率，从而提高降水径流的预报精度。

4.1. 应用GIS 获取流域综合信息

降雨径流预报的基础是获取流域降雨信息，只有获取了准确的降雨信息，才可以对降雨径流进行精确的预报，但是，单一的降雨信息是不能准确的预报降雨径流的，除此之外我们还要获得诸如地形等其他的相关信息。应用GIS 技术可收集到如下的信息。

(1)降雨发生的区域，对降雨的区域的分析会对流域降雨径流的研究有着极其重要的意义。如果降雨区域覆盖流域或者是离流域越近，则该流域由降水产生的径流量越大；反之，则由此产生的径流量就越小。

(2)降雨开始时间，我们从区域降水开始的时间可以知道流域降雨径流开始变化的时间。

(3)降雨量，也就是说区域降水的多少。每个降雨区域的降水量的多少与流域的降雨径流量成正比。

(4)降雨时间的长短，降雨时间的长短将直接关系到流域降雨径流变化所持续的时间。

（5）各降雨时段的降雨量强度，通过此信息我们可以知道流域各时段径流量的大小，以及每一个时段的洪峰量，这对于降雨径流的预报是非常有价值的。

(6)流域周边的地貌信息，我们首先通过遥感技术获得该区域地形地貌的航拍图片，并通过GIS 软件，将其贴在具有三维数字的高线图上，通过这样我们就能够得到反映该流域周边地区地貌信息的的三维立体地形图。

(7)径流区域内土地分类，通过对所拍航片的色调、形状、分布等进行分析，我们可以对流域周边地区的土质进行分类[3]。

4.2. 流域径流信息数据库的建立

我们把通过遥感技术获得的降水方面的相关数据保存到所建立的数据库之中，数据库分为三种：历史降雨数据库、历史降雨径流数据库还有当前降雨数据库。每一种数据库中的表都包括该时期的大、中和小雨表，，每一个表中有含有以下方面的信息：降雨时间、区域、历时、强度、降雨量等。

4.3．流域降雨信息图形库的建立

对于所建立的流域降雨模拟图形以及其他一些附属信息的存储就需要用到图形数据库，建立的降雨信息图形库便于GIS 在空间上分析流域降雨对降雨径流的影响因素，从而考虑降雨情况的不同对流域径流的影响。

(1)图层，ArcView 以图层作为最基本单元，每一次的降雨设为一个图层，图形把该次降雨所覆盖的区域直接显示出来。图层均采用数字化方式扫描，然后把所得到的数据文件转化为ArcView 的矢量文件。

(2)空间编码，要想对空间数据库建立起有效索引机制，需要对分层格网和空间关系建立相对的函数关系式，也就是说，对每层的格网进行空间编码。

(3)属性数据库显示了每一数据对象的属性特征，库中的内容与图形数据库中的内容一一对应。

5. 流域降雨影响空间分析

就像前文中所提到的，降雨发生的地点以及降雨与流域的相对位置都会对流域的径流产生影响，利用GIS 区别于神经系统所特有的对空间分析功能，我们可以对流域降雨径流的影响因素基于地图进行缓冲分析。所谓的缓冲分析，常常用

于构造影响带，比如说是面实体缓冲区，就是以点、线、面实体为中心，在其周围建立缓冲区多边形的过程。对于所作流域的降雨状况影响到缓冲区分析，因此要重点考虑各方面的因素，因为降雨对流域的影响程度会随着周围地形、地貌不同而产生差异，因此在GIS 中建立的影响区是非对称的缓冲区。

首先要做的就是通过对空间进行整体的扫描，将流域各测站控制区以实体表达和存储，因此以空间位置形式对数据进行分析相对来说要容易的多。然后建立起缓冲区的多边形与各测站控制区实体周围，缓冲各区的影响系数与所在区域相对控制区的距离以及高差有关，距离控制区越近，缓冲区的影响系数越大，反之，离缓冲区越远，影响系数就会越小。流域与控制区之间的高差越高，坡度越陡，则缓冲区的系数值越大，反之就会越小[4]。

该系数的具体计算需要根据大、中和小雨情况下各因素的作用分值以及权重分值，通过多种因素共同作用，也就是说计算网格上的每种因素综合作用的分值, 即：F j =∑f ij ωi

i n

最后，将各检测站的影响区域及径流的影响系数存入我们设计好的数据库中，当这一区域内存有降雨时，按照各检测站降雨影响缓冲区将该降雨区域划分成几个区域，某一区域某一时段的有效降雨量，就是用该区域中当前时段的降雨量乘上该区域的影响系数，并将所得的结果累计相加所得。

结语

以地理信息系统(GIS)为手段研究降雨径流是本文所讨论的重点，该方法结合流域的实际情况利用GIS 来获取降雨径流的相关数据信息，建立起了以遗传算法为基础的神经网络降雨径流预测模型，GIS 与人工神经网络的结合不仅能够高效科学的利用和管理降雨信息，还为降雨径流提供了适用的预报模型，并且对于设计的成果实现了可视化表达，该模型不仅提高了预测的精度，还在预测的效率上有了很大的进步，因此未来的应用前景十分的广阔。

【参考文献】

[1] 吴焕平.GIS 技术在气象领域中的应用[J].气象,2010,36(3):91-99.

[2]毛慧慧，张建中，徐嘉，王白陆. 江河流域降水径流关系变化及其影响因素的分析[J].中国农业水利水电,2011(7):73-79.

[3]杨建，宋洋，钟炜. 基于GIS 的降雨径流预报方法研究[J]. 中国农业水利水电,2006(11):60-78.

[4]褚桂红，史文娟，王娟. 和田河上游径流变化特征及影响因子分析[J].干旱区资源与环境,2010,24(11):83-87.

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