旱涝急转天气土壤湿度与地表径流变化特征分析

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TVDI与土壤湿度关系的多时间尺度分析与旱情监测

TVDI与土壤湿度关系的多时间尺度分析与旱情监测


要:[目的]揭 示 不 同 时 间 尺 度 的 TVDI与 土 壤 湿 度 的 关 联 关 系,确 定 反 映 土 壤 湿 度 的 最 佳 时 间 尺 度,以 更 为 准 确
地获取土壤湿度信息,精准监测旱情。[方法]以 3 种不同时间尺度(
8d,
16d 和月)的遥感地表温度、反射率 数 据 以 及
量控制等资料;MOD13A2,
A3 分别是 MODIS16d、
量,结果精度高,但每个测量点的代表范围有限,而土
连续空间的土壤湿度时存在困难 [6-7]。土壤湿度模型
信息,但参数复杂,需要大量气象数据支持,估测误差
较大 [8]。遥感通过对遥感 监 测 值 与 地 面 土 壤 水 分 之
间的关系进行分析和建模来反演土壤湿度,可快速获
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梁守真,王 猛,韩冬锐,王 菲,王国良,隋学艳
(山东省农业科学院 济南 250100)
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气候变化对河流径流量的影响与变化趋势

气候变化对河流径流量的影响与变化趋势

气候变化对河流径流量的影响与变化趋势自工业革命以来,全球的气候变化逐渐加剧,气温上升、降水模式改变等变化对地球上的各种生态系统产生了广泛的影响,其中之一就是对河流径流量的影响。

在这篇文章中,我们将探讨气候变化对河流径流量的影响,并分析其变化趋势。

首先,气候变化导致了全球降雨模式的改变,这对河流径流量产生了深远的影响。

大气中温室气体的增加导致地球表面的气温上升,这加快了水循环过程。

随着温度升高,蒸发增加,降水也变得更加集中和强烈。

这导致了一些地区的干旱和洪水频发,进而对河流的径流量产生了影响。

例如,一些地区的冰川融化加快,导致河流在夏季水位下降,甚至干涸。

而在降水过程中,大雨集中在较短的时间内,导致河流水位迅速上涨,引发洪水。

这种降雨模式的改变使得河流径流量发生了明显的变化。

其次,气候变化还对河流径流量的季节性产生了影响。

由于全球气温上升,一些地区的季风变得更加不稳定,导致降雨季节和干旱季节的时间变化。

这使得河流在不同季节的水位变化幅度增大。

例如,一些原本依赖季风雨水的地区,由于降雨季节的延迟和减少,导致干旱加剧,使得河流的径流量较低,甚至完全干涸。

这对于依赖其中水资源的人们和生态系统来说,都是一个巨大的挑战。

此外,气候变化还会引起河流水温的升高,对河流生态系统产生直接的影响。

水温的升高会导致一些水生动物的栖息地受到破坏,使得它们的生存环境恶化。

一些物种可能无法适应水温的升高而灭绝。

而对于河流中的渔业资源来说,也会受到较大的影响。

温度升高会导致鱼类的生长和繁殖受到抑制,最终影响到渔业的可持续发展。

综上所述,气候变化对河流径流量产生了广泛的影响,并呈现出一些变化趋势。

降雨模式的改变导致一些地区干旱和洪水频繁,增加了河流的径流量的不稳定性。

气候变化还导致了季节性的变化,使得河流在不同季节的水位变化增大。

此外,水温升高也对河流生态系统产生了直接的影响。

为了减缓气候变化对河流的负面影响,全球各国需要共同努力,减少温室气体的排放,采取适当的措施保护河流生态系统的健康。

干旱区土壤水分动态与旱积地貌关系

干旱区土壤水分动态与旱积地貌关系

干旱区土壤水分动态与旱积地貌关系一、干旱区土壤水分动态概述干旱区是指降水量远低于蒸发量,植被覆盖度低,土壤水分条件较差的地区。

在这样的环境下,土壤水分的动态变化对生态系统的稳定和地表过程具有重要影响。

土壤水分动态是指土壤中水分含量随时间的变化过程,它受到降水、蒸发、植物吸收、地下水补给等多种因素的影响。

1.1 干旱区土壤水分动态的特点干旱区土壤水分动态具有以下几个显著特点:首先,土壤水分含量普遍较低,干旱区降水稀缺,导致土壤水分补给有限;其次,土壤水分分布不均,由于地形、植被覆盖度和土壤性质的差异,不同区域的土壤水分状况存在显著差异;再次,土壤水分动态变化剧烈,受季节性气候变化的影响,土壤水分在不同季节表现出不同的动态特征。

1.2 干旱区土壤水分动态的影响因素影响干旱区土壤水分动态的因素众多,主要包括以下几个方面:- 降水:干旱区降水量少,降水事件对土壤水分的补给作用有限。

- 蒸发:干旱区蒸发强烈,是土壤水分损失的主要途径。

- 植被:植被通过根系吸收土壤水分,影响土壤水分的分布和动态。

- 地形:地形起伏影响水分的分布和流动,低洼地区可能水分较多。

- 土壤性质:土壤的质地、结构和孔隙度等性质影响水分的保持和运动。

二、旱积地貌的形成与发展旱积地貌是指在干旱区由于水分条件的限制,地表物质通过风化、侵蚀、堆积等作用形成的地貌类型。

旱积地貌的形成和发展与土壤水分动态紧密相关。

2.1 旱积地貌的类型旱积地貌主要包括沙丘、砾石平原、盐碱地等类型。

沙丘是风成地貌,由风力搬运沙粒堆积而成;砾石平原则是由于地表缺乏植被保护,风化作用强烈,导致岩石破碎形成;盐碱地则是由于干旱区地下水位较高,土壤水分蒸发后盐分积累所致。

2.2 旱积地貌的形成过程旱积地貌的形成过程是一个复杂的自然过程,涉及到物理、化学和生物等多种作用。

以沙丘为例,其形成过程主要包括以下几个步骤:- 沙源:沙丘的形成需要足够的沙源,这些沙源可能来自于河流冲积物、风化碎屑或人为活动。

气候变化下长江流域未来径流与旱涝变化特征研究

气候变化下长江流域未来径流与旱涝变化特征研究

气候变化下长江流域未来径流与旱涝变化特征研究一、摘要本研究采用先进的气候模型和数据分析方法,对长江流域未来气候变化及其对径流和旱涝灾害的影响进行了深入研究。

结果表明,在全球气候变暖的背景下,长江流域未来径流量将呈现减少趋势,而旱涝灾害的频率和强度可能增加。

本报告将为流域水资源管理和防灾减灾提供科学依据。

二、引言长江流域是我国最重要的河流之一,其水资源对于国家经济和社会发展具有重要意义。

然而,在全球气候变化的背景下,长江流域的水资源面临着严峻的挑战。

因此,深入研究气候变化对长江流域径流和旱涝灾害的影响,对于制定科学的水资源管理策略具有重要意义。

三、研究方法3.1 数据来源为了深入研究长江流域的气候变化,我们采用了多种数据来源:1.历史气象数据:从中国气象局获取了长江流域过去50年的逐日气温、降水量、风速、相对湿度等气象数据。

2.气候模型输出:采用了国际知名的全球气候模型(GCM)和区域气候模型(RCM)的输出数据。

特别是针对长江流域,我们选用了高分辨率的RCM输出,以确保模拟的准确性。

3.地理信息数据:包括长江流域的地形、土壤类型、土地利用类型等,这些数据对于水文模型的准确性至关重要。

3.2 数据分析方法在数据处理和分析阶段,我们采用了以下方法:1.趋势分析:使用线性回归方法分析历史气象数据的长期趋势,如气温和降水量的年际变化。

2.极端事件分析:利用极值理论,对极端降水和极端气温事件进行定义和统计分析。

3.水文模拟:采用分布式水文模型,结合气候模型输出和地理信息数据,对长江流域的径流量进行模拟。

4.灾害风险评估:结合历史灾害数据和径流模拟结果,采用风险评估方法,分析旱涝灾害的变化特征。

3.3 使用的模型与工具本研究主要使用了以下模型和工具:1.全球气候模型(GCM)和区域气候模型(RCM):用于模拟和预测未来的气候变化。

2.分布式水文模型:用于模拟长江流域的径流量,考虑了地形、土壤、植被等多种因素。

地转流的特征

地转流的特征

地转流的特征
地转流是指地球上受气候条件影响,气温、湿度在陆地上垂直及水平方向上产生热量,湿度和性质不同的动能流动现象。

它与气候密切相关,是大气散热的重要途径。

地转流的特征主要有以下几点:
一是地转流的温度变化特征。

由于地转流的陆地表面受到日照的照射热力较弱,其表面温度较低,能让热量从低温区流向高温区。

二是地转流的湿度变化特征。

由于地转流涉及到大量湿度的变化,使得水分快速的循环输送。

三是地转流的动能变化特征。

地转流的动能变化与受地球表面影响的大气动能流及水文系统的动能变化有关,个别或地区范围内的动能变化可大于全球动能变化量。

四是地转流的时空变化特征。

不同的气候、地形和地质条件,地转流的特征会随着空间和时间的变化而发生变化,其速度和范围也可以随时间和空间而变化。

地转流是大气热能交换的重要途径,也是大气能量及物料的调节机制。

它会影响到全球气候、气候变化和地表过程等,因此,加强对地转流变化特征的研究具有重要意义。

大气中流体运动发生在气象要素、气候状况、地质条件等多种因素的作用下,它的特征非常复杂,尤其是地转流的特征更加复杂,其特征是连续和复杂的。

因此,要想研究它的特征,就必须充分发挥时空变化、垂直变化等特性,这就要求我们运用计算机模拟的方法,依
据实际研究的需要,拟合出最佳模型以模拟不同时空尺度上地转流的分布特征,从而得出精确的结果。

总之,地转流是一个复杂的系统,具有时空变化、温度变化、湿度变化、动能变化等特征。

如果我们能够正确把握地转流的特征,那么就可以有效的利用这些特征进行气候预测,进而有效的实现气候变化的科学管理。

西北地区旱涝年环流的对比分析

西北地区旱涝年环流的对比分析

西北地区旱涝年环流的对比分析西北地区旱涝年环流是指在西北地区一年内周期性出现旱涝的现象。

这种旱涝年环流是由于西北地区气候特点及其地理位置所导致的。

西北地区位于欧亚大陆内,地势高低起伏较大,地势高的地区主要集中在北部,地势低的地区主要集中在南部。

这种地形特点导致西北地区气候干燥且降水分布不均。

受到西伯利亚高压和冷涡的影响,西北地区常年风向以西北风为主,带来的气流经过山地的升降作用,降水量较大的地区出现旱涝交替的年环流现象。

旱涝年环流的对比分析主要从旱涝的时空分布、影响因素以及防灾对策等方面进行。

旱涝年环流在时空分布上存在差异。

旱涝年环流主要集中在夏季,但具体的出现时间和持续时间有所差异。

在时空分布上,旱涝年环流常常呈现出“南干北涝”的特点。

由于西北地区南部地势低,容易积蓄湿气,造成较多的降水,而北部地势高,湿气难以积聚,降水较少,导致旱情的发生。

旱涝年环流的影响因素有多个方面。

气候因素是旱涝年环流的主要影响因素之一。

西北地区气候干燥,降水量少,地表蒸发量大,使得地表水资源贫乏。

地理因素也对旱涝年环流产生影响。

西北地区地势高低起伏较大,地形复杂,地势低的地区湿气积蓄较多,容易出现涝情;地势高的地区降水较少,容易出现旱情。

人类活动也会增加旱涝年环流的发生频率。

过度开垦、过度放牧、过度使用地下水等不合理的人类活动会导致地表水减少,增加旱情的发生。

针对旱涝年环流的防灾对策也因地区的差异而有所不同。

对于旱区,应加强土地保护和水资源的合理利用,提高旱地农田灌溉的水利设施,采取节水灌溉技术,确保农作物的灌溉需求。

对于涝区,应加强排涝工程建设,改善排水条件,加强水库、堤坝等防洪设施的建设,提高防灾能力。

西北地区旱涝年环流是由于气候因素、地理因素及人类活动等多方面因素的综合作用所导致的现象。

对其进行对比分析可以更好地认识旱涝年环流的时空分布规律和影响因素,为制定针对性的防灾对策提供科学依据。

气候变化对农田水利的影响分析

气候变化对农田水利的影响分析随着全球气候变化的加剧,其对各个领域都产生了深远的影响,农田水利也不例外。

农田水利作为保障农业生产的重要基础设施,在气候变化的背景下面临着诸多挑战。

气候变化首先导致了降水模式的改变。

在一些地区,降水变得更加不均匀,干旱和洪涝灾害的发生频率和强度都有所增加。

干旱时期,农田缺水严重,影响农作物的生长和发育,导致减产甚至绝收。

而洪涝灾害则可能冲毁农田水利设施,如灌溉渠道、水闸和泵站等,使其失去正常的功能。

这不仅直接影响了当季的农业生产,还增加了修复和重建这些设施的成本。

气温的变化也是一个重要因素。

气温升高会加快土壤水分的蒸发,使得农田更容易出现干旱。

同时,高温还可能影响农作物的生长周期和品质。

一些原本适应特定气温条件的农作物可能因为气温的改变而生长不良,从而对灌溉的需求和时间产生变化。

这就要求农田水利设施能够更加灵活和精准地提供灌溉服务,以适应农作物生长的新需求。

气候变化还会对水资源的总量和分布产生影响。

冰川融化、海平面上升等现象可能改变地表水和地下水的储量和流动情况。

一些地区的地下水位可能下降,导致依赖地下水灌溉的农田面临水源短缺的问题。

而在其他地区,由于降水和径流的变化,地表水的可利用量也可能发生波动,给农田水利的规划和管理带来了不确定性。

面对这些影响,农田水利设施的规划和设计需要做出相应的调整。

在规划阶段,需要更加充分地考虑气候变化的因素,如未来降水和气温的可能变化,以确保设施的规模和布局能够适应新的水资源条件。

在设计方面,要提高设施的抗洪和抗旱能力,采用更加坚固耐用的材料和结构,以应对极端气候事件的冲击。

同时,农田水利的管理也需要更加精细化和智能化。

通过引入先进的监测技术,如遥感、物联网等,可以实时获取农田的水分状况、气象信息等,从而更加精准地进行灌溉和排水调度,提高水资源的利用效率。

此外,还需要建立健全的应急预案和管理机制,以应对突发的干旱、洪涝等灾害,减少农业生产的损失。

旱涝急转现状及水利设施发展对策

旱涝急转现状及水利设施发展对策摘要介绍了旱涝急转现状,并在此基础上提出了水利设施的发展对策,包括加大水利设施投入、加强水利设施建设、加强水利设施维护等方面的内容,以期通过水利设施的发展改善旱涝急转的现状,减轻灾害造成的经济损失。

关键词旱涝急转;现状;水利设施;发展对策旱涝急转现象日益频繁,旱涝急转所带来的危害远远超过单纯的旱灾或涝灾,使大众心理遭受了严重的冲击。

人们希望能够避免这种灾害或者减小这种灾害的危害程度,于是对水利设施就有了一定的期待。

1 旱涝急转现状近年来,旱涝急转现象越来越频繁,旱涝急转也成为很多学者研究的课题和方向。

旱涝急转主要是指某一流域或者某一地区在长期干旱之后,发生的集中强降雨,使得土地形成内患,土壤、山川、湖泊、河流水分不能及时排除,在长期的干旱缺水后又形成内涝,引起泥石流、山洪、滑坡、城市涝渍等多种自然灾害。

旱涝急转在中国南方地区出现的频率比较高,特别是在长江中下游地区,华南地区淮河流域,夏季气温较高,长期干旱之后,突然出现强降雨的情况下,极易形成旱涝急转现象。

由于其突发性强,在久旱之后出现降雨,没有引起足够的重视,没有在第一时间把多余的雨水排出,造成了极其严重的后果。

旱涝急转所产生的后果,对城市带来的破坏性灾害比单纯的干旱灾害或涝渍灾害更为严重。

据不完全统计,安徽省从1949—2006年,58年中出现旱涝并存或旱涝急转的年份有40年,占统计年数的69%,其中旱涝急转典型年份21年,占统计年数的36%[1]。

而在长江流域,2011年1—5月,长江中下游地区出现重度干旱,湖北、湖南、江西、安徽、江苏等省329万人饮水困难,湖北省1 300座水库低于“死水位”,进入6月后,湖北、江西、浙江等地区突降暴雨,在极短的时间内从大旱急转向大涝[2]。

由于前段时间干旱维持时间长,而旱涝转折迅速,转折后降水量大,形成了破坏性的旱涝急转。

2 旱涝急转现状下水利设施的发展对策旱涝急转现象日益频繁,经过前人各方面的研究,认为主要原因是气候的变化及大气环流的影响。

崇左市旱涝变化特征及减灾对策

崇左市旱涝变化特征及减灾对策摘要通过分析1953—2010年崇左市的降水数据,总结了崇左市近58年的年降水量变化特征以及旱涝灾害的变化,以2009—2010年为例,分析了崇左市极度干旱天气对农业的影响,并提出了相关减灾对策。

关键词旱灾;涝灾;变化特征;影响;减灾对策;广西崇左我国是一个农业大国,旱涝灾害造成的粮食损失占全部自然灾害粮食损失的1/2以上[1-2]。

涝灾通常是指长期阴雨或暴雨后,由于地势低洼雨水不能及时排除而造成的农田积水或土壤水分过度饱和导致的灾害。

旱涝灾害始终困扰着我国经济、社会尤其是农业的发展。

崇左市位于广西壮族自治区西南部,地处北回归线以南,属亚热带季风气候区。

正常年份崇左市气候温和,雨量充沛,年降雨量1 200 mm左右。

由于全年夏季较长、冬季较短,农作物能够一年三熟,林木业尤为发达,在种植亚热带经济作物方面也具有得天独厚的自然条件,在中国素有“绿色宝库”之称。

与全国的很多区域一样,崇左市也经常发生旱涝灾害。

本文利用1953—2010年的降水数据,分析崇左市的旱涝变化特征,旨在为防灾减灾提供科学依据。

1 1953—2010年崇左市的旱涝变化特征对1953—2010年崇左市的降水数据进行分析可知,崇左市近58年的年平均降水量为1 301 mm,而且崇左市的降水旱涝分布很不均匀。

1953年,崇左市的降水量高达1 878 mm,1986年和2001年的降水量也超过了1 700 mm,这些年份崇左市遭受了较严重的涝灾。

1963年、2000年、2006年、2007年、2009—2010年的年降水量较少,分别为949.9、950.0、868.0、841.8、962.4 mm,这些年份极度缺水,出现明显的旱灾。

从崇左市历年的最大降水量比最小降水量比率来看,最大降水量比最小降水量超出1倍以上,这说明崇左市发生旱涝灾害的程度较重。

整体看,1953—2010年崇左市年降水量呈现逐渐减少的变化趋势,其降水量以大约每10年40 mm的量级在减少。

气候变化对土壤生态系统的影响

气候变化对土壤生态系统的影响随着全球气候变化的不断加剧,人们越来越关注气候变化对各个生态系统的影响。

其中,土壤生态系统作为地球生态系统中不可或缺的一部分,也受到了气候变化的显著影响。

本文将探讨气候变化对土壤生态系统的影响,包括土壤质地变化、微生物活动和土壤碳循环等方面。

一、土壤质地变化气候变化通过改变降水模式和气温等条件,直接或间接影响土壤质地。

首先,降水的不均匀分布导致土壤水分的变化,进而引起土壤质地发生改变。

由于地球正在经历干旱区域的扩大,缺水问题日益凸显,土壤质地已出现干旱化现象。

这种情况下,土壤质地变得干燥脆弱,对植物根系发育不利,从而影响了土壤生态系统的稳定性。

其次,气候变化还会导致土壤冻融循环的频率和强度发生改变。

在寒冷地区,温度升高会导致冰层融化加速,土壤质地变得湿润多泥,同时降低了土壤的稳定性。

这种现象被称为“融冻碎屑过程”,对土壤有机质的分解和植物营养元素的循环产生了重要影响。

二、微生物活动气候变化对土壤微生物活动有着重要影响。

微生物在土壤生态系统中发挥着极其重要的角色,包括有机物分解、养分循环等。

然而,由于气候变化引起的温度和湿度变化,土壤微生物的生态过程也受到了显著影响。

在温暖地区,气候变暖会导致土壤温度上升,从而加快微生物的活动速度。

这意味着土壤中大量有机物被更快地分解,释放出更多的二氧化碳和甲烷等温室气体。

这种情况下,土壤生态系统的碳循环受到破坏,进一步加剧了全球气候变化带来的环境问题。

而在寒冷地区,由于气温升高,冰冻-融化-再次冻结的周期发生改变,导致土壤微生物的生物节律发生扰动。

这对土壤中的微生物种群结构和功能产生了重要影响,进而影响了土壤生态系统的平衡。

三、土壤碳循环气候变化对土壤碳循环的影响尤为重要。

土壤是地球上存储有机碳最多的部分,其稳定性对全球碳平衡具有重要作用。

然而,随着气候变化的加剧,土壤碳循环面临着巨大的挑战。

气候变暖导致土壤中有机碳的分解速度加快,释放更多的二氧化碳到大气中,进而加剧温室效应。

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旱涝急转天气土壤湿度与地表径流变化特征分析
[摘要] 分析旱涝急转天气背景下,在后期发生强降水,出现旱涝急转时,各层土壤湿度变化特征,与正常年份相比,各层土壤湿度不易出现饱和,降水后地表径流与降水前的土壤湿度呈正相关,干旱使土壤湿度偏低,强降水形成的地表径流也偏低,水土流失速率降低,山洪泥石流等地质灾害较不易发生。

[关键词] 旱涝急转土壤湿度地表径流变化特征
[中图分类号] p4 [文献标识码] a [文章编号] 1003-1650 (2013)06-0228-02
“旱涝急转”是指前期持续偏旱,接着因一场暴雨以上的强降水或雨量较大的连阴雨致使迅速转旱为涝的天气过程。

王胜[1]等给出如下流域“旱涝急转”标准:旱:前期降水持续偏少,紧接着连续两旬以上(包括两旬)全流域内半数以上台站降水距平百分率偏少50% 以上。

涝:旱后出现第一场大范围暴雨,之后持续出现多次较强降水过程,导致全流域半数以上台站降水距平百分率偏多50% 以上。

同时满足以上条件则称之为旱涝急转[2]。

2011年6月份之前,长江中下游地区发生了近60年来最严重的冬春持续干旱天气,6月中旬,在久旱之后,接连4轮强降水过程的降水量为近60年历史同期最多,长江中下游地区旱涝急转,这一地区遭受严重暴雨洪涝灾害。

旱涝急转使干旱土壤墒情迅速上升,土壤相对湿度急剧增加,部分农作物遭受渍害,对于农作物遭受渍害情况,这里不作分析。


文在此主要研究不同深度的土壤相对湿度在旱涝急转天气背景下
的具体变化特征。

一、资料与处理
麻城位于湖北北省东北部,大别山南麓,东经114°40′~115°28′,北纬30°52′~31°36’。

本文选取资料来源于麻城市国家农业气象观测站,资料长度为4年(2008年~2011年)。

土壤相对湿度选取每年4~6月份资料,其中,逢8日观测值为的固定观测地段(植被为杂草)和作物观测地段分别按各层进行合并统计平均,逢3日的土壤相对湿度为固定地段观测值。

固定地段在大气观测场旁10m,作物观测地段距观测场3km,前期(5月28日前)作物为小麦,后期(5月28日后)作物为棉花。

地表径流资料来源于麻城市浮桥河水库。

浮桥河水库位于麻城市以西,距麻城市13km。

浮桥河水库来水量主要来自地表径流,本文用水库库容增加量(降水后最大库容与降水前最低库容之差)来表示流域内地表径流。

二、结果和分析
1.旱涝急转天气背景及降水特点
从2011年1月~ 4月,降水量仅45.0mm,比历年同期少244.3mm,少84%,干旱不断升级,到5月底,累计降水量仅81.4 mm,比历年同期少360.8mm,少82%,部分农作物受灾严重而减产。

从6月10日开始,出现4次大到暴雨,6月17~18日降大暴雨,麻城过程降水量183.6mm,过程降水量最大出现在白果站,为246.7mm。

6月份麻城降水量达390.6mm,比历年同期多216.2mm,多124%。


桥河水库流域面积内的降水量分布为:东部降水量大于西部,南部降水量大于北部,降水量自东南方向向西北方向减少。

2.土壤湿度变化特征
土壤湿度变化主要与降水多少有关[4],春季取土日前有雨和无雨时总体情况是气象观测场的土湿高于农田,在夏季,固定地段与农田各层土湿为高度正相关[5,6]。

通过对麻城国家农业气象观测站固定地段和作物观测地段土壤湿度变化分析,2008~2010年4~6月,汛前固定地段各层土湿高于农田土湿,入汛后固定地段各层土湿低于农田土湿。

而在2011年4~6月,汛前固定地段土壤湿度各层均低于农田土壤湿度,这反映出偏旱情况下各类农田耕作活动能使土壤有一定的保墒效果,而偏涝时各类农田耕作措施能使土壤湿度有一定程度降低。

将2 011年度与前3年各层土壤湿度平均值进行比较,2011年6月18日以前,固定地段和作物各层土湿均明显低于2008~2010年平均,5月8日达最低水平,并出现5~10cm 干土层。

2008年~2010年4~6月,各层土壤相对湿度均处于较高值,当遇强降水后,就会出现不同层次土壤湿度过饱和现象(土壤含水量≥田间持水量,土壤相对湿度≥100%),而在2011年即使在6月18日大暴雨后,0~50cm土湿没有出现饱和或过饱和土层(见表1)。

由此可以看出,前期干旱较严重时出现旱涝急转天气过程后,各层土壤相对湿度虽也有较大幅度上升,但不易使土壤湿度达到饱和或过饱和状态。

三、旱涝急转天气背景地表径流变化原因分析
1.公式推导
地表径流受气候、降水、地形、地质、植被覆盖率、植被的类型等条件的综合影响。

降水是形成地表径流的重要前提,其强度和持续时间决定着地表径流的产生和径流量的大小,从而影响土壤储水量、地下水位变化。

径流量的大小更多地受降水量和降水强度的共同影响,地表径流与降水前0~20cm的土壤水分呈明显正相关关系[7]。

土壤吸收降水的能力除了与降水量和降水强度有关外,还与土壤容重(d)、土壤重量含水率(田间持水量e)等土壤物理特性和土壤计算深度(h)有关。

如果忽略降水时蒸发损失,假定降水全部被地表吸收和产生地表径流流流入下游水库,根据降水量和土壤湿度的定义和计算方法,我们可以得出一定流域面积内的水库库容增加量(亦即地表径流)的公式如下:
公式中,v:地表径流,s:流域面积,r:降水量,d:土壤容重,e:田间持水量,r:土壤湿度,h:计算深度。

式中流域面积、土壤容重、田间持水量都可以提前计算得出,这里可以看成为一常数。

由公式可知,地表径流与降水量和一定深度内土壤湿度成正比,在降水量确定时,土壤湿度高,地表径流大,土壤湿度低,地表径流小。

2.相关分析
对不同层次的土壤相对湿度与地标径流进行相关分析。

这里,先
考虑降水量对地表径流的贡献,引入一个定义λ:地表径流与降水量的比值,即单位降水量对地表径流的贡献(单位:万m3/mm)。

统计2008年~2010年5~8月间共计20次降水过程降水量和浮桥河水库流域地表径流,计算得出每次降水过程λ值,结果表明,λ数值变化区间较大,在1.600~32.693之间,再计算λ与不同层次土壤相对湿度的单相关系数,结果在0.6044~0.4983之间,浅层相关系数较大,相关系数随深度增加而缓慢降低。

由于土壤水分随深度有其自身的变化规律[8],土壤水分的不同层次之间存在自相关关系,为避免其对结果造成干扰,将0~50cm各层进行平均后再计算与λ的相关系数,结果为0.5752。

由此可见,λ与0~50 cm土壤水分(相对湿度)呈现显著的正相关关系。

2011年6月,浮桥河水库流域由于前期干旱使土壤相对湿度较低,因此产生的地表径流也较低。

地表径流低,一方面使水库库容增加有限,另一方面也制约了水土流失速率,使发生山洪泥石流地质灾害的几率减少。

四、结论
1.旱涝急转天气背景下,强降水前由于土壤相对湿度较低,强降水后虽然也能使各层土壤湿度显著上升,但不易使土壤含水量达到或超过饱和状态。

2.土壤水分含量的高低,对地表径流产生一定的影响。

由于干旱期土壤湿度低,地表径流但远小于土壤湿度较高时同等降水量级和降水强度时的地表径流。

3.降水径流低,也制约了水土流失速率,发生山洪泥石流地质灾害的几率减少。

参考文献
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作者简介:刘中新,男,1962年生,高级工程师,主要从事专业气象研究。

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