顧璟冉, 張興奇, 顧禮彬, 居 祥， 楊光檄, 顧再柯

(1.南京大學(xué) 地理與海洋科學(xué)學(xué)院, 南京210023; 2.貴州省水土保持監(jiān)測(cè)站, 貴陽550002)

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黔西高原侵蝕性降雨特征分析

顧璟冉1, 張興奇1, 顧禮彬1, 居 祥1， 楊光檄2, 顧再柯2

(1.南京大學(xué) 地理與海洋科學(xué)學(xué)院, 南京210023; 2.貴州省水土保持監(jiān)測(cè)站, 貴陽550002)

侵蝕性降雨的特征與土壤侵蝕的研究密切相關(guān)。利用徑流小區(qū)觀測(cè)法以及黔西高原地區(qū)典型小流域的降雨、徑流與泥沙資料，對(duì)黔西高原地區(qū)侵蝕性降雨的特征進(jìn)行了分析，結(jié)果表明：(1) 降雨總動(dòng)能(E)和最大60分鐘雨強(qiáng)(I60)的乘積是研究區(qū)降雨侵蝕力(R)的計(jì)算指標(biāo)；(2) 中雨以上降雨事件的產(chǎn)沙量約占總產(chǎn)沙量的99.5%，6次暴雨事件的產(chǎn)沙量占總產(chǎn)沙量的79.4%。對(duì)大雨以上等級(jí)降雨事件的土壤侵蝕模數(shù)與降雨特征擬合分析得到：M=1.319EI60以及M=0.328PI60； (3)降雨侵蝕力大于500 MJ·mm/(h·hm2)等級(jí)的降雨事件的產(chǎn)沙量占總產(chǎn)沙量的73.6%，對(duì)降雨侵蝕力大于100 MJ·mm/(h·hm2)等級(jí)的降雨事件的土壤侵蝕模數(shù)與降雨特征擬合分析得到：M=1.269EI60以及M=0.324PI60； (4)降雨集中時(shí)間在1～6 h的降雨發(fā)生概率大，且泥沙侵蝕量大。6月、7月份降雨事件的產(chǎn)沙量占總產(chǎn)沙量的78%左右，汛期(尤其是6月、7月份)的水土保持工作尤為重要。6月、7月份降雨事件的土壤侵蝕模數(shù)與降雨特征擬合分析得到：M=1.378EI60以及M=0.346PI60。

侵蝕性降雨; 降雨特征; 土壤侵蝕模數(shù); 黔西高原地區(qū)

侵蝕性降雨是能引起土壤水蝕的降雨事件[1]，Wschmeier等[2]提出與土壤侵蝕量相關(guān)的因子有：降雨侵蝕力因子(R)、土壤可蝕性因子、地形因子、地表覆蓋因子和管理因子以及水土保持措施因子。侵蝕性降雨的特征直接影響降雨侵蝕力因子，與其它土壤侵蝕因子相互作用。已有學(xué)者對(duì)容易發(fā)生水蝕地區(qū)的侵蝕性降雨特點(diǎn)做了分析[3-6]。貴州喀斯特地貌發(fā)育，成土速度慢，土層淺薄，山高坡陡，是中國(guó)水蝕嚴(yán)重的地區(qū)之一[7]，嚴(yán)重的水土流失導(dǎo)致石漠化現(xiàn)象的產(chǎn)生，不僅在當(dāng)?shù)禺a(chǎn)生區(qū)域環(huán)境影響，而且對(duì)長(zhǎng)江和珠江流域中下游地區(qū)產(chǎn)生跨區(qū)域的生態(tài)與環(huán)境影響。研究黔西高原的侵蝕性降雨對(duì)該地的水土流失研究具有重要作用。對(duì)該地侵蝕性降雨的研究有多種角度，包括侵蝕性降雨的標(biāo)準(zhǔn)的研究，坡面產(chǎn)沙量與侵蝕性降雨特征的定量關(guān)系研究，與坡面產(chǎn)沙量關(guān)系最密切的侵蝕性降雨特征值的比較研究等。顧禮彬等[8]發(fā)現(xiàn)坡面產(chǎn)沙量與降雨量(P)存在指數(shù)關(guān)系；李瑞等[9]得到黔南州龍里縣羊雞沖小流域五種種植模式下，降雨量是研究侵蝕性降雨與土壤侵蝕關(guān)系的最重要的特征因子；黃玲玲等[10]通過2006—2008年的降雨資料等得出了西南巖溶地區(qū)極端暴雨對(duì)水土流失具有顯著的作用，即極端暴雨的降雨特征是研究重點(diǎn)；戴海倫等[11]通過分析1956—2000年的降雨資料得出侵蝕性降雨的侵蝕力變化的時(shí)間特點(diǎn)，即濕季降雨事件的多年平均降雨侵蝕力占57%。蔣榮等[12]研究了坡度、坡長(zhǎng)因子變化下降雨特征因子的特點(diǎn)以及對(duì)坡面產(chǎn)流產(chǎn)沙的影響。本文基于野外徑流小區(qū)觀測(cè)試驗(yàn)，探討侵蝕性降雨特征和不同侵蝕性降雨特征分類下降雨特征因子與坡面產(chǎn)沙量的定量關(guān)系，以期為黔西高原地區(qū)水土流失影響因子的研究提供參考。

1　材料與方法

1.1研究區(qū)概況

貴州省畢節(jié)市鴨池鎮(zhèn)石橋小流域位于滇東高原向黔中山區(qū)丘陵過渡的傾斜地帶，為山區(qū)地形。屬亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候，降水多集中于夏季，平均降水量在1 100 mm左右[13]。野外徑流小區(qū)布設(shè)在石橋小流域，小流域內(nèi)平均裸巖率達(dá)30%，植被覆蓋率低，是貴州省境內(nèi)具有代表性的喀斯特石漠化地區(qū)。石橋小流域面積8.19 km2，海拔1 400～1 740 m，相對(duì)高差340 m，碳酸鹽類石灰?guī)r廣泛分布，流域內(nèi)分布有大量坡耕地，坡面土壤厚度0.2～0.5 m。

1.2研究方法和數(shù)據(jù)來源

(1)小區(qū)設(shè)置。分別設(shè)置了坡度、坡長(zhǎng)、農(nóng)作物、水保措施和標(biāo)準(zhǔn)等類型小區(qū)，其中有兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)小區(qū)布設(shè)為：裸土，坡度為5°，投影坡長(zhǎng)為20 m，寬5 m，水平面積為100 m2，坡位為中坡，土壤類型為黃壤，土層厚度為0.35 m，基巖為石灰?guī)r。小區(qū)底部設(shè)置水泥制集流槽，并設(shè)有集流池和一級(jí)分流池，集流池采用九孔分流與一級(jí)分流池連接。本文的徑流、泥沙數(shù)據(jù)來自兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)小區(qū)。

(2)數(shù)據(jù)來源。次降雨產(chǎn)流產(chǎn)沙結(jié)果來源于實(shí)地觀測(cè)取樣，通過試驗(yàn)獲得數(shù)據(jù)，并計(jì)算得到徑流深和產(chǎn)沙量。2012—2014年的降雨過程由自記雨量計(jì)記錄，由于采集設(shè)備故障等原因在對(duì)土壤侵蝕模數(shù)的定量計(jì)算時(shí)剔除2014年的3次次降雨。摘錄整理了有徑流、泥沙記錄的53次次降雨過程中的降雨量(P)、時(shí)段雨強(qiáng)(I5，I10，I15，I30，I60)。分析坡面產(chǎn)沙量與降雨特征的關(guān)系，利用EXCEL 2007和SPSS 17.0軟件進(jìn)行計(jì)算與回歸分析。

降雨總動(dòng)能(E)和最大60 min降雨動(dòng)能(E60)由下式計(jì)算得到[2]：

(1)

Ek=0.119+0.873lgIk

(2)

式中：E——降雨總動(dòng)能(MJ/hm2)；Ek——k時(shí)段單位降雨動(dòng)能[MJ·mm/(h·hm2)]，令k=60min；Pk——k時(shí)段降雨量(mm)；Ik——k時(shí)段降雨強(qiáng)度(mm/h)。

本文通過SPSS擬合分析確定不同侵蝕性降雨特征分類下的侵蝕性降雨特征值與土壤侵蝕量的定量關(guān)系，通過模型決定系數(shù)以及模型效率系數(shù)來檢驗(yàn)擬合模型的準(zhǔn)確度，其中模型決定系數(shù)由回歸分析得到，Nash和Sutdiffe提出的模型效率系數(shù)通過下式得到[14]：

(3)

2　結(jié)果與分析

2.1侵蝕性降雨特征

2.1.1坡面產(chǎn)流產(chǎn)沙與降雨量和降雨強(qiáng)度的關(guān)系產(chǎn)沙量與降雨量(P)的相關(guān)系數(shù)為0.684(表1)，坡面產(chǎn)沙量和降雨量的相關(guān)性達(dá)到了顯著相關(guān)水平，而產(chǎn)沙量與徑流深的相關(guān)系數(shù)為0.726，徑流深與降雨量的相關(guān)系數(shù)為0.692(表1)。除擊濺侵蝕，片蝕和面蝕是坡面侵蝕的主要形式，降雨通過形成徑流直接影響研究區(qū)坡面產(chǎn)沙，降雨量是影響研究區(qū)坡面產(chǎn)流的重要因子。

比較坡面產(chǎn)流量、產(chǎn)沙量與降雨量(P)和各時(shí)段雨強(qiáng)(即It，t=5，10，15，30，60)復(fù)合因子的相關(guān)系數(shù)(表2)，表明坡面產(chǎn)流、產(chǎn)沙與PI60呈顯著相關(guān)關(guān)系，其相關(guān)系數(shù)最大，分別為0.773和0.873，在分析土壤侵蝕量與侵蝕性降雨特征的關(guān)系時(shí)，可采用該復(fù)合因子。

2.1.2坡面產(chǎn)流產(chǎn)沙與降雨強(qiáng)度和降雨動(dòng)能的關(guān)系徑流深、產(chǎn)沙量與時(shí)段雨強(qiáng)(即It，t=5，10，15，30，60)的相關(guān)系數(shù)隨著時(shí)段的延長(zhǎng)而增大，但增幅微弱；坡面產(chǎn)流、產(chǎn)沙與I30，I60的相關(guān)系數(shù)相對(duì)較大，即I30，I60對(duì)坡面產(chǎn)流、產(chǎn)沙的影響較大，其中與I60的相關(guān)性最明顯，相關(guān)系數(shù)分別為0.683和0.763。

研究區(qū)坡面產(chǎn)流、產(chǎn)沙與次降雨總動(dòng)能(E)以及最大60 min降雨動(dòng)能(E60)的相關(guān)系數(shù)(表1)表明，坡面產(chǎn)流、產(chǎn)沙與E和E60顯著相關(guān)。產(chǎn)流量、產(chǎn)沙量與E60的相關(guān)系數(shù)分別為0.690和0.778，表明E60是影響研究區(qū)坡面產(chǎn)流、產(chǎn)沙的主要因子。

比較坡面產(chǎn)流量、產(chǎn)沙量與最大60 min降雨動(dòng)能(E60)、降雨總動(dòng)能(E)分別和各時(shí)段雨強(qiáng)(即It，t=5，10，15，30，60)的復(fù)合因子的相關(guān)系數(shù)(表2)，表明坡面產(chǎn)流、產(chǎn)沙與EI60，E60I60呈顯著相關(guān)關(guān)系，其中坡面產(chǎn)沙與EI60的相關(guān)系數(shù)最大，為0.858。故本文以EI60作為該研究區(qū)的降雨侵蝕力(R)計(jì)算指標(biāo)。

表1　產(chǎn)流產(chǎn)沙與降雨特征的相關(guān)系數(shù)

注：**表示所有數(shù)據(jù)的兩尾檢驗(yàn)的結(jié)果相關(guān)性在0.01的水平上顯著相關(guān)，下同。

表2　產(chǎn)流產(chǎn)沙與降雨特征的相關(guān)系數(shù)Ⅱ

2.2降雨量分類下侵蝕性降雨特點(diǎn)

2.2.1不同降雨量等級(jí)的降雨事件53次降雨事件的降雨量在4.8～87 mm。按照氣象學(xué)上的雨量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分級(jí)(表3)，得出小雨(≤10 mm)、中雨(10～25 mm)、大雨(25～50 mm)和暴雨(50～100 mm)分別占38%，30%，21%和11%。

小雨占所有降雨事件次數(shù)的1/3，小雨事件產(chǎn)生的泥沙量約占泥沙總量的0.5%，小雨事件平均雨量為7.8 mm，其I60的平均值為4.9 mm/h，平均徑流深為0.8 mm。研究表明小雨事件下坡面泥沙的產(chǎn)生與時(shí)段雨量的集中程度有關(guān)，20次小雨事件中12次是集中在60 min內(nèi)，12次中的7次事件的約50%及以上的降雨量集中于5 min，這7次降雨事件的產(chǎn)沙量占了小雨部分總產(chǎn)沙量的48%。

中雨以上降雨事件按照I30標(biāo)準(zhǔn)[12]，分為3種雨強(qiáng)類型，即低雨強(qiáng)型降雨(I30≤10 mm/h)、中雨強(qiáng)型降雨(10

中雨以上降雨事件產(chǎn)生的泥沙量約是泥沙總量的99.5%，黃土高原地區(qū)的降雨相關(guān)研究表明水土流失與該地區(qū)的暴雨降雨事件的發(fā)生密切相關(guān)[4]，本研究區(qū)6次暴雨事件產(chǎn)生的泥沙占了總的79.4%，中高雨強(qiáng)型降雨是該部分泥沙產(chǎn)生的動(dòng)力來源。暴雨事件的平均I60、平均降雨侵蝕力、平均徑流深都是大雨事件的2倍左右。與其它等級(jí)降雨事件比較，其降雨量、平均I60、平均降雨侵蝕力、平均徑流深以及平均產(chǎn)沙模數(shù)都明顯較高。

表3　不同降雨等級(jí)降雨特征及產(chǎn)流產(chǎn)沙特征

M=1.319EI60R2=0.794

(4)

M=0.328PI60R2=0.788

(5)

式中：M——產(chǎn)沙模數(shù)(t/km2)；E——降雨總動(dòng)能(MJ/hm2)；P——降雨量(mm)；I60——最大60min雨強(qiáng)(mm/h)。

經(jīng)過計(jì)算得到兩個(gè)擬合方程的E(模型有效性系數(shù))分別為0.610，0.607，兩個(gè)模型都能夠在一定程度上定量表述研究區(qū)的土壤侵蝕。

2.3降雨侵蝕力分類下侵蝕性降雨特點(diǎn)

2.3.1不同降雨降雨侵蝕力等級(jí)的降雨事件降雨侵蝕力是反映雨滴擊濺和地表徑流對(duì)土壤侵蝕的綜合效應(yīng)，本文以0～25，25～50，50～100，100～500和大于500 MJ·mm/(h·hm2) 5個(gè)等級(jí)對(duì)研究區(qū)53次降雨事件對(duì)應(yīng)的降雨侵蝕力值進(jìn)行分類分析，分析不同降雨侵蝕力等級(jí)下，侵蝕性降雨的特征等(表4)。

53次侵蝕性降雨主要由低降雨侵蝕力型降雨構(gòu)成，降雨侵蝕力小于50 MJ·mm/(h·hm2)的次降雨次數(shù)占總降雨次數(shù)的64.2%，平均降雨侵蝕力為13.6 MJ·mm/(h·hm2)，平均產(chǎn)沙模數(shù)為3 t/km2，其泥沙量占總泥沙產(chǎn)量的1.5%；剩下3個(gè)等級(jí)的降雨事件的各降雨特征因子的數(shù)值逐級(jí)增長(zhǎng)，且增幅明顯，其中降雨侵蝕力大于500 MJ·mm/(h·hm2)的等級(jí)增長(zhǎng)最明顯。按照I30標(biāo)準(zhǔn)，這3個(gè)等級(jí)的降雨事件多是中高雨強(qiáng)型降雨；降雨侵蝕力在50～500 MJ·mm/(h·hm2)的降雨事件的泥沙產(chǎn)量占總泥沙量的24.9%；降雨侵蝕力大于500 MJ·mm/(h·hm2)的高降雨侵蝕力降雨事件有4次，其平均I30，I60都明顯最高，都是高雨強(qiáng)型降雨，其泥沙產(chǎn)量占總泥沙量的73.6%。以上分析表明，高降雨侵蝕力的降雨事件是導(dǎo)致坡面產(chǎn)流產(chǎn)沙的主要驅(qū)動(dòng)力。

表4　不同降雨侵蝕力等級(jí)降雨特征及坡面產(chǎn)流產(chǎn)沙特征

2.3.2不同降雨侵蝕性力等級(jí)降雨事件的土壤侵蝕模數(shù)本文選取對(duì)坡面產(chǎn)沙影響較大等級(jí)的降雨事件進(jìn)行土壤侵蝕模數(shù)計(jì)算，即侵蝕力等級(jí)大于100 MJ·mm/(h·hm2)的降雨事件，選取EI60，PI60對(duì)土壤侵蝕模數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合，得到：

同志們，水利事業(yè)正處于新的發(fā)展階段，規(guī)劃計(jì)劃部門任務(wù)繁重，責(zé)任重大，使命光榮。讓我們?cè)谝院\濤同志為總書記的黨中央領(lǐng)導(dǎo)下，深入貫徹落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀，全面落實(shí)中央的各項(xiàng)部署，加大工作力度，銳意改革進(jìn)取，扎實(shí)做好工作，努力開創(chuàng)水利規(guī)劃計(jì)劃工作新局面，為實(shí)現(xiàn)水利更好更快發(fā)展作出新的更大貢獻(xiàn)，以優(yōu)異成績(jī)迎接黨的十八大勝利召開！

M=1.269EI60R2=0.765

(6)

M=0.324PI60R2=0.784

(7)

式中：M——產(chǎn)沙模數(shù)(t/km2)；E——降雨總動(dòng)能(MJ/hm2)；P——降雨量(mm)；I60——最大60 min雨強(qiáng)(mm/h)。

經(jīng)過計(jì)算得到兩個(gè)擬合方程的E(模型有效性系數(shù))分別為0.568和0.573，兩個(gè)模型都能夠在一定程度上定量表述研究區(qū)降雨事件的土壤侵蝕。

2.4時(shí)間特征分類下侵蝕性降雨特征

2.4.1降雨事件的降雨集中時(shí)間由于產(chǎn)沙量與降雨歷時(shí)相關(guān)性不高，所以分析土壤侵蝕與降雨集中時(shí)間的關(guān)系(表5)。按照降雨集中時(shí)間將降雨分成四個(gè)量級(jí)[15]，從表5得到降雨集中時(shí)間大于3 h的降雨事件產(chǎn)生的泥沙量較多，是總的泥沙的88.5%，降雨集中時(shí)間越長(zhǎng)，土壤發(fā)生侵蝕的概率越大。平均降雨量、I60和平均降雨侵蝕力等都是隨著降雨集中時(shí)間的增加而增大；降雨集中時(shí)間小于3 h的降雨產(chǎn)生的泥沙量約占泥沙總量的11.5%；60%的降雨事件的降雨集中時(shí)間在1～6 h，其產(chǎn)沙量占總產(chǎn)沙量的43%。降雨集中時(shí)間在1～6 h的降雨發(fā)生概率大，泥沙侵蝕量大。雨量大、雨強(qiáng)大且降雨較集中的降雨事件對(duì)坡面產(chǎn)流、產(chǎn)沙有重要貢獻(xiàn)。

表5　降雨集中時(shí)間分類下的降雨特征及坡面產(chǎn)流產(chǎn)沙特征

2.4.2降雨事件的月變化特征貴州地區(qū)汛期雨量集中在5—8月[13]，53次侵蝕性降雨集中在4—9月，對(duì)月降雨特征及其土壤侵蝕特征做統(tǒng)計(jì)分析(表6)，得到研究區(qū)5—8月的降雨次數(shù)占了總降雨事件的86.8%，平均降雨侵蝕力為126 MJ·mm/(h·hm2)，平均侵蝕模數(shù)為130 t/km2，平均徑流深為4.1 mm，土壤侵蝕量占總侵蝕量的99.3%，與戴海倫等得出的濕季降雨侵蝕力較大結(jié)論相一致。

3月、4月份降雨次數(shù)少，兩個(gè)月份的平均降雨量為14.2 mm，按照平均降雨歷時(shí)劃分，3月、4月份的降雨屬于中短類型，I60、徑流深和降雨侵蝕力都較小，該時(shí)段屬于旱季，降水少，土壤含水量低，土壤粘度不高，導(dǎo)致坡面產(chǎn)流產(chǎn)沙量較??；自5月進(jìn)入汛期后，降雨逐漸增多。6月份的降雨侵蝕力是所有月份中最大的，坡面侵蝕量受降雨侵蝕力和徑流的泥沙搬運(yùn)能力決定，從上文分析可以看到研究區(qū)的降雨侵蝕力比徑流量對(duì)土壤侵蝕量的影響大。6月份的降雨侵蝕力比較大，所以6月份的土壤侵蝕量比5月以及8月明顯增多，占31.5%。由于在7月份降雨事件的侵蝕性降雨次數(shù)、平均降雨量和平均徑流深達(dá)到最大值，平均降雨侵蝕力也僅稍低于6月，所以該月土壤侵蝕量最大，大約占總土壤侵蝕量的一半，但是由于存在部分侵蝕量小的降雨事件，所以其平均產(chǎn)沙模數(shù)并不是最大的；6月、7月份的土壤侵蝕量占總侵蝕量的78%左右；8月、9月降雨次數(shù)逐漸減少、降雨強(qiáng)度和降雨侵蝕力等減弱，相應(yīng)的坡面產(chǎn)流量和坡面產(chǎn)沙量也下降。以上分析表明，汛期(尤其是6月、7月份)的水土保持工作尤為重要。

表6　月降雨特征及產(chǎn)流產(chǎn)沙特征

2.4.3月降雨特征分類下的土壤侵蝕模數(shù)本文選取對(duì)坡面產(chǎn)沙影響較大月份的降雨事件進(jìn)行土壤侵蝕模數(shù)計(jì)算，即6—7月份的降雨事件，選取EI60，PI60對(duì)土壤侵蝕模數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合：

M=1.378EI60R2=0.813

(8)

M=0.346PI60R2=0.809

(9)

式中：M——產(chǎn)沙模數(shù)(t/km2)；E——降雨總動(dòng)能(MJ/hm2)；P——降雨量(mm)；I60——最大60 min雨強(qiáng)(mm/h)。

經(jīng)過計(jì)算得到兩個(gè)擬合方程的E(模型有效性系數(shù))分別為0.756，0.753，兩個(gè)模型都能夠在一定程度上定量表述發(fā)生在6—7月的降雨事件的土壤侵蝕。

經(jīng)過以上三種不同降雨特征分類得到的產(chǎn)沙模數(shù)與侵蝕性降雨特征關(guān)系的六個(gè)統(tǒng)計(jì)模型具有可比性，其相同參數(shù)的模型的系數(shù)相差很小，M與EI60之間的線性關(guān)系的系數(shù)大約是1.3，M與PI60之間的線性關(guān)系的系數(shù)大約是0.3。以不同降雨特征的分類計(jì)算土壤侵蝕模數(shù)，多面地表述了土壤侵蝕與侵蝕性降雨特征的關(guān)系。

3　結(jié) 論

(1) 黔西高原地區(qū)坡面產(chǎn)沙與雨強(qiáng)(主要是I30，I60)相關(guān)性強(qiáng)，與降雨量的相關(guān)性次之，E60單因子是影響研究區(qū)坡面產(chǎn)流、產(chǎn)沙的主要因子，坡面產(chǎn)流、產(chǎn)沙與EI60，E60I60呈顯著相關(guān)關(guān)系，其中坡面產(chǎn)沙與EI60的相關(guān)系數(shù)最大，可用EI60作為降雨侵蝕力計(jì)算指標(biāo)。

(2) 中雨以上降雨事件產(chǎn)生的泥沙量約是泥沙總量的99.5%，中高雨強(qiáng)型降雨是該部分泥沙產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力，暴雨事件的平均降雨侵蝕力、平均徑流深以及平均產(chǎn)沙模數(shù)都明顯較高，6次暴雨事件產(chǎn)生的泥沙量占總泥沙量的79.4%。對(duì)大雨等級(jí)以上降雨事件的土壤侵蝕模數(shù)與降雨特征進(jìn)行定量分析，得到：M=1.319EI60以及M=0.328PI60。

(3) 降雨侵蝕力為50～500 MJ·mm/(h·hm2)的降雨事件的土壤侵蝕量占總侵蝕量的24.9%；降雨侵蝕力大于500 MJ·mm/(h·hm2)的高降雨侵蝕力降雨事件僅有4次，都是高雨強(qiáng)型降雨，土壤侵蝕量占總侵蝕量的73.6%，具有高降雨侵蝕力的降雨事件對(duì)坡面水土流失的貢獻(xiàn)最大。降雨侵蝕力大于100 MJ·mm/(h·hm2)等級(jí)的降雨事件的土壤侵蝕模數(shù)與降雨特征擬合分析得到：M=1.269EI60以及M=0.324PI60。

(4) 雨量大、雨強(qiáng)大且降雨時(shí)間集中的降雨事件對(duì)坡面產(chǎn)流、產(chǎn)沙有重要作用，降雨集中時(shí)間在1～6 h的降雨發(fā)生概率大，且土壤侵蝕量大。6月、7月份的土壤侵蝕量占總侵蝕量的78%左右，汛期(尤其是6、7月份)的水土保持工作尤為重要。對(duì)6月、7月份降雨事件的土壤侵蝕模數(shù)與降雨特征擬合分析得到：M=1.378EI60以及M=0.346PI60。

M與EI60和PI60之間的線性關(guān)系的系數(shù)分別是1.3和0.3左右?；诓煌涤晏卣鞣诸惖耐寥狼治g模數(shù)計(jì)算，可以多角度地表述土壤侵蝕與侵蝕性降雨特征的關(guān)系。

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Characteristics of Erosive Rianfall Events in West Guizhou Plateau Area

GU Gingran1, ZHANG Xingqi1, GU Libin1, JU Xiang1, YANG Guangxi2, GU Zaike2

(1.School of Geographic and Oceanographic Sciences, Nanjing University, Nanjing 210023, China;2.GuizhouMonitoringStationofSoilandWaterConservation,Guiyang550002,China)

Characteristics of erosive rainfall are closely related to studies on soil erosion. Based on field observations of rainfall data, runoff and sediment generation on runoff plots, the characteristics of erosive rainfall in west Guizhou plateau are analysed. The results showed that: (1) rainfall erosivity values(R) is the product of rainfall kinetic energy (E) and the maximum 60 minute rainfall intensity (I60); (2) sediment yield by rainfall of which amount was greater than the moderate event, accounted for 99.5% of the total sediment, furthermore, 79.4% of the total sediment resulted from six heavy rainfall events, soil erosion modulus generated by heavy rainfall events are quantitatively expressed asM=1.319EI60andM=0.328PI60; (3) rainfall events of which erosivity was greater than 500 MJ·mm/(h·hm2) produced 73.6% of the total sediment, soil erosion modulus resulted from rainfall events of which erosivity was greater than 100 MJ·mm/(h·hm2), are quantitatively expressed asM=1.269EI60andM=0.324PI60; (4) rainfall events of which duration ranged from 1 to 6 hours occurred frequently, and produced most of sediment, sediment generated from June to July accounted for 78% of the total sediment, soil and water conservation is important in the flooding period (especially from June to July), soil erosion modulus resulted from rainfall events occurred in June and July are quantitatively expressed asM=1.378EI60andM=0.346PI60.

erosive rainfall; characteristics of rianfall; soil erosion modulus; west Guizhou plateau area

2015-03-16

2015-04-17

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(41371045;KT201007);貴州省水利廳重點(diǎn)科研項(xiàng)目(KJZD200801;2006200);江蘇高校優(yōu)勢(shì)學(xué)科建設(shè)工程項(xiàng)目

顧璟冉(1989—),女,江蘇無錫人,碩士研究生,主要從事土壤侵蝕與水土保持研究。E-mail:15996375091@139.com

張興奇(1964—),男,貴州仁懷人,博士,副教授,主要從事水資源與水土保持研究。E-mail:zxqrh@nju.edu.cn

S157

A

1005-3409(2016)02-0039-05