降雨对下垫面水分分配格局及地貌影响研究解决方案

自然界有其自身的雨水循环模式。雨水降落到地表主要是通过三种形式回到水循环之中，分别是蒸发、下渗和地表径流，其中蒸发和下渗占90%，地表径流占10%。随着现代城市的建设，城市的密度在不断提高，城市硬质铺装代替了自然地表，蒸发量由自然地表的40%下降到30%，渗透由自然地表的50%降到了15%，城市的地表径流由自然地表的10%增加到55%。陡增的地表径流造成了大型城市遭遇暴雨等恶劣天气时内涝泛滥的情况。另外随着社会的发展，现代人们对土地资源的不合理利用增加了地表面的侵蚀现象。各方面不利因素增加，已经给生产建设和人民生活带来严重恶果。

在当今技术研究手段下，利用科学仪器来对自然循环中的降雨、径流、蒸渗乃至水土侵蚀进行充分的研究，对当今自然环境水分迁移，城市环境研究以及生态水土保护有着重要的意义。

2.研究目标

降雨、洋流输送、水分的下渗、径流和蒸散发等过程构成了水分循环的整个过程。其中水量平衡和蒸散发的合理评估是水文循环中的一个重要环节，近年来蒸渗测量系统应用有效评估了水在土壤中的利用。另外不同的侵蚀地表形态，可以得出坡度、下垫面、地表土质等对坡面侵蚀及沟蚀影响的某些初步规律，可以获得大量的水土流失方面的数据，为水土保持与生态建设提供了科学依据。

综合来看，从降雨着手，研究降雨-蒸发-下渗-径流构成的整个循环过程，然后结合流域地区的地貌环境，分析出土壤水分物质迁移、渗滤液等，进而得出水分平衡和雨水侵蚀的一些规律，以指导生态恢复、耕作方法、气候、能量平衡研究以及城市建设规划和灾害防治的问题。对于如此大型区域的研究，加上自然天气的限制，想要在短时间内进行系统测量较为困难，尤其是降雨情况尤难控制，因此如何利用模拟仪器来进行各条件下的测量非常关键。

3.相关概念

降 雨 量：降落到地面上的雨水，未经蒸发、渗透、流失而在水面上积聚的水层深度（mm）。直观的反应了降雨的多少；

土壤入渗：水从土壤表面渗入土壤内部的现象；

地表径流：经土壤或地被物吸收及在空气中蒸发后余下的在地表流动的那部分天然降水；

径 流 量：在水文上有时指流量，有时指径流总量。即一定时段内通过河流某一断面的水量；

树干截流：降落到森林中的雨滴，其中一部分从叶转移到枝，从枝转移到树干而流到林地地面，这部分雨量称为树干截流量；

微 地 貌：是规模相对比较微小的地貌形态，亦是ZUI小的地貌形态单元；

土壤侵蚀：指土壤及母质在水力、风力、冻融或重力等外营力作用下，被破坏、剥蚀、搬运和沉积的过程。土壤在外营力作用下产生位移的物质量，称土壤侵蚀量；

土壤水蚀：由于水的冲击，使岩石剥落，土壤被冲刷掉，这种现象叫做水蚀。

4.研究方向

●土壤物质、水分迁移

●降雨灾害预防，水土保持研究

●茎秆茎流、截流

●土壤侵蚀

降雨对下垫面水分分配格局及地貌影响研究解决方案

5.研究设备

对于测量过程中难以直接测定的阶段，可以利用模拟仪器较大限度还原或控制进展。例如自然降水无法控制时，可利用人工降雨进行模拟；利用大型或微型蒸渗仪来测量土壤含水量、降水下渗、蒸发等数据。整个实验可以由人工降雨模拟器控制降雨过程和强度，降水在土壤下渗后即产生地表径流，其水量即从地表径流管流出，利用径流仪器测量流域河流流量从而得到地表径流的流量数据。高强度的降水入渗到土壤，除一部分保留在土壤孔隙中成为土壤含水量外，一部分继续下渗形成地下径流，通过流量装置灵敏地量取地下径流的产流过程。降雨量扣除地表径流和地下径流，即得土壤含水量增量和雨间蒸散发量。无雨情况下的研究可选用蒸发监测系统来观测蒸散发过程，然后径流或降雨对应造成的地形地貌变化通过微型地貌观测仪进行测量达到实验目的。