[发明专利]一种垄沟布局对降雨产流的影响机理识别方法

说明书

本发明公开一种垄沟布局对降雨产流的影响机理识别方法，包括以下步骤，根据文献数据及实地调研确定典型垄沟布局参数，以此为依据，按照不同的垄沟间距、垄沟走向布设径流实验小区，并设置一平作对照实验径流小区，设定不同的降雨强度进行人工降雨实验，降雨过程中，记录各实验小区产流时间，连续观测各实验小区产流过程。分析不同垄沟布局方式下各个径流小区产流时间、产流时长、产流量变化过程差异，计算垄沟间距和垄沟走向对上述差异的贡献值，进而确定垄沟布局对降雨产流的影响机理。为考虑垄沟布设的水文模型改进、坡耕地垄沟布局优化提供技术支撑。

技术领域

本发明属于水文学及水资源技术领域，具体而言，本发明涉及坡耕地垄沟间距、垄沟方向对降雨产流时间、产流时长及产流过程影响机理识别方法。

背景技术

在农业水循环过程中，坡耕地垄沟耕作不仅通过改变农田土壤入渗性能及持水能力改变坡耕地降雨产流特性，而且由于垄沟耕作改变了坡面糙率也进一步影响了坡耕地降雨产流特性，但目前针对坡耕地垄沟耕作对降雨产流特性的影响较少，本发明的目的是通过野外实验径流小区实验，识别垄沟布局对降雨产流特性的影响机理，为考虑坡耕地垄沟布局的农田水文循环模型构建提供技术支撑。

发明内容

本发明的目的在于提供一种垄沟布局对降雨产流的影响机理识别方法，通过野外径流小区实验，识别垄沟间距和垄沟方向对降雨产流的影响。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种垄沟布局对降雨产流的影响机理识别方法，包括：

(1)根据实地调研及文献阅读，确定研究区农田典型垄沟布局模式(垄沟间距、垄沟方向)；

(2)以垄沟间距和垄沟方向为控制因素，设置垄沟间距和垄沟方向，布设10个标准实验径流小区(20m×5m)，其中9个实验径流小区为不同垄沟布局小区，剩余一个径流小区为平作耕作，即不做垄沟布设处理。

(3)对研究区降水系列数据进行分析，确定人工降雨雨强及降雨历时。

(4)通过测量实验小区土壤含水量，保证每次人工降雨前实验小区土壤含水量保持一致，连续进行10次重复实验。

(5)人工降雨过程中，记录每个小区的降雨开始时间TPS_ij、产流开始时间TFS_ij，产流开始后的间隔固定时间记录一次各小区的产流量，记为时段产流量V_ijt，记录降雨结束时间TPE_ij、产流结束时间TFE_ij，记录各实验径流小区降雨期间的总产流量V_ij。其中，i为实验次数，i＝1，2，…10，j表示实验径流小区编号，j＝1，2，…9，t为一次降雨实验中时段产流量测量次数编号，t＝1，2，…n，n为一次降雨实验中时段产流量测量次数。

(6)计算每个实验径流小区产流开始时间TFS_ij与降雨开始时间TPS_ij的差值，记为产流时间T_ij，并且计算每个实验径流小区产流结束时间TFE_ij与产流开始时间TFS_ij的差值，记为产流时长TC_ij；

(7)计算每个实验径流小区时段产流量V_ijt的平均值标准方差VD(V_ijt)及变异系数C_v(V_ijt)，计算公式为：

其中，n为实验径流小区时段产流量测量次数。