黄土区坡耕地细沟间侵蚀和细沟侵蚀的研究 被引量：61

1

作者 郑粉莉 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 1998年第1期95-101,共7页

利用人工模拟降雨试验，通过在径流小区上覆盖纱网消除雨滴动能和增加雨滴降落高度来增加雨滴动能，并采用翻耕裸露作对照的试验处理，对黄土区坡耕地细沟间侵蚀和细沟侵蚀过程及其机理进行了研究。结果表明，坡面侵蚀产沙过程可明显的... 利用人工模拟降雨试验，通过在径流小区上覆盖纱网消除雨滴动能和增加雨滴降落高度来增加雨滴动能，并采用翻耕裸露作对照的试验处理，对黄土区坡耕地细沟间侵蚀和细沟侵蚀过程及其机理进行了研究。结果表明，坡面侵蚀产沙过程可明显的分为四个阶段，即溅蚀、细沟间侵蚀、细沟侵蚀和雨后径流侵蚀阶段。用纱网覆盖消除99．6％的雨滴动能后，细沟间侵蚀和细沟侵蚀分别减少35—61％和38—64％。文中对雨滴动能影响细沟间侵蚀和细沟侵蚀的机理进行了分析研究。 展开更多

关键词 坡耕地 土壤侵蚀 细沟侵蚀 雨滴功能

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生物土壤结皮对雨滴动能的响应及削减作用 被引量：24

2

作者 秦宁强 赵允格 《应用生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第9期2259-2264,共6页

在野外调查采样的基础上,采用单滴雨滴法研究了黄土高原水蚀风蚀交错区不同类型生物结皮对雨滴动能的响应及削减作用.结果表明:生物结皮对雨滴动能的响应与其生物组成密切相关,击穿1cm厚浅色藻结皮和80%盖度藓结皮的累积雨滴动能分别为0... 在野外调查采样的基础上,采用单滴雨滴法研究了黄土高原水蚀风蚀交错区不同类型生物结皮对雨滴动能的响应及削减作用.结果表明:生物结皮对雨滴动能的响应与其生物组成密切相关,击穿1cm厚浅色藻结皮和80%盖度藓结皮的累积雨滴动能分别为0.99J和75.56J;相同组成的生物结皮对雨滴动能的响应与其生物量有关,生物量越大,击穿生物结皮所需累积雨滴动能越大;当藻结皮叶绿素a含量(表征藻结皮生物量)从3.32μg·g-1增至3.73μg·g-1时,对应的雨滴动能则由0.99J增至2.17J;当藓结皮的生物量从2.03g·dm-2升至4.73g·dm-2时,其对应的雨滴动能由6.08J增至75.56J;生物结皮演替过程中对雨滴动能的响应呈"S"形曲线变化.不同生物量的藻结皮对雨滴动能耐受能力的差异不显著;随单位面积苔藓生物量的增加,藓结皮对雨滴动能的耐受能力显著增加.藓结皮对雨滴动能的耐受能力在生物量2.03～4.73g·dm-2之间呈线性增加;当藓结皮平均生物量达3.70g·dm-2时,可以抗击62.03J的雨滴动能.生物结皮对雨滴动能有显著的削弱作用,且这种削弱作用随着生物量的增加而增加. 展开更多

关键词 藻结皮 苔藓 生物量 雨滴动能 水蚀风蚀交错区

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降雨能量对东北典型黑土区土壤溅蚀的影响 被引量：20

3

作者 胡伟 郑粉莉 边锋 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第15期4708-4717,共10页

溅蚀特征研究可揭示溅蚀发生机理,而现有研究大多用溅蚀量来表征溅蚀特征,不能全面准确地反应溅蚀作用过程。为此,基于改进的试验土槽进行室内模拟降雨试验,研究降雨能量对坡面不同方向溅蚀量及溅蚀过程的影响。试验设计包括2种降雨强度... 溅蚀特征研究可揭示溅蚀发生机理,而现有研究大多用溅蚀量来表征溅蚀特征,不能全面准确地反应溅蚀作用过程。为此,基于改进的试验土槽进行室内模拟降雨试验,研究降雨能量对坡面不同方向溅蚀量及溅蚀过程的影响。试验设计包括2种降雨强度(50 mm/h和100 mm/h)和10个降雨能量,其中10个降雨能量是通过2种降雨强度(50 mm/h和100 mm/h)和5个雨滴降落高度(3.5,5.5,7.5,9.5、11.5 m)来实现的。结果表明:在相同降雨强度下,坡面总溅蚀分量均随降雨能量的增加而增大。次降雨坡面溅蚀量均为向下坡最大,其次为侧坡溅蚀量,而向上坡溅蚀量最小。当降雨强度由50mm/h增加至100mm/h时,坡面向上坡溅蚀量增加2.3—5.0倍,向下坡溅蚀量增加1.7—5.1倍,侧坡溅蚀量增加1.9—4.3倍,总溅蚀量增加1.9—4.5倍,净溅蚀量增加1.2—6.4倍。对于不同降雨能量处理,坡面溅蚀率均表现为坡面产流前随降雨历时的增加而递增,产流后迅速达到峰值,之后逐渐减小并趋于稳定。定量分析了各溅蚀分量、总溅蚀量、净溅蚀量与降雨能量的关系,提出了溅蚀发生的降雨能量阈值,发现雨滴溅蚀发生的临界能量为3—6 J m^(-2)mm^(-1),且向上坡溅蚀量,向下坡溅蚀量,净溅蚀量和总溅蚀量皆与降雨能量呈幂函数关系,而侧坡溅蚀量与降雨能量呈二次多项式关系。 展开更多

关键词 降雨能量 溅蚀 溅蚀过程 总溅蚀量 净溅蚀量 典型黑土区

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华北土石山区草本植被覆盖度对降雨溅蚀的影响 被引量：14

4

作者 丛月 张洪江 +3 位作者 程金花 秦越 杨帆 周柱栋 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2013年第5期59-62,67,共5页

通过野外人工模拟降雨试验,研究植被覆盖度对雨滴动能和土壤溅蚀量的影响。结果表明:(1)在相同植被覆盖度条件下,溅蚀量随雨强的增大而增大。植被覆盖度与植被拦截后雨滴的动能呈负指数函数关系;(2)相同降雨强度条件下,溅蚀量与植被覆... 通过野外人工模拟降雨试验,研究植被覆盖度对雨滴动能和土壤溅蚀量的影响。结果表明:(1)在相同植被覆盖度条件下,溅蚀量随雨强的增大而增大。植被覆盖度与植被拦截后雨滴的动能呈负指数函数关系;(2)相同降雨强度条件下,溅蚀量与植被覆盖度呈负相关,这一关系可用以e为底的指数函数来表示。溅蚀量随植被覆盖度的增大而减小,在植被覆盖度为40%前十分显著,可认为植被覆盖度40%是一个临界值;(3)在同一雨强相同植被覆盖度的情况下,溅蚀量随溅蚀距离的增大而减少,各溅蚀距离内的溅蚀量与植被覆盖度呈负相关。植被覆盖对溅蚀的影响随距离的增加而逐渐减弱。 展开更多

关键词 植被覆盖度 溅蚀 雨滴动能 华北土石山区

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林冠截留在杉木林生态系统能量转换过程中的作用 被引量：8

5

作者 康文星 邓湘雯 赵仲辉 《林业科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期15-20,共6页

根据会同生态站2000—2005年连续定位观测数据,研究杉木人工林林冠截留在杉木人工林生态系统能量转换过程中的作用。结果表明:林冠层每年吸收的辐射能为25.5430亿J.m-2,透过林冠层的辐射能为2.5306亿J.m-2,被冠层反射的辐射能为2.7432亿... 根据会同生态站2000—2005年连续定位观测数据,研究杉木人工林林冠截留在杉木人工林生态系统能量转换过程中的作用。结果表明:林冠层每年吸收的辐射能为25.5430亿J.m-2,透过林冠层的辐射能为2.5306亿J.m-2,被冠层反射的辐射能为2.7432亿J.m-2,分别占到达林冠表面辐射能的82.7%、8.2%和9.1%;林冠截留水分的蒸发,使得系统获取的净辐射能向潜热能转化。每年林冠截留水分蒸发耗能6.3695亿J.m-2,占系统净辐射能的22.9%,占系统总蒸发散耗能的30.4%,是系统能量支出的一个重要组成部分;林冠截留使大气降水中的雨滴动能消耗在克服枝叶阻力的做功上,叶面水滴从冠层滴落下,是一个由势能转化为动能的过程;冠层叶片对水滴有汇聚作用,使冠滴水直径较冠上大气降水大,冠滴水的直径主要受冠层结构的影响,与大气降水量和降水强度的关系不大;林分郁闭度为0.9,枝下高7m,降水量大于3mm时,林冠层不能有效地降低雨滴动能,只有在雨量极小、林冠能截留大部分水量,或者雨强极大、直径大的雨滴在枝叶表面撞击分散的情况下,才能显示林冠对大气降水雨滴动能的降低作用。 展开更多

关键词 林冠层 截留作用 辐射能 潜热能 雨滴动能

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黄土高原典型树种幼树冠层对降雨雨滴特性的影响 被引量：8

6

作者 张颖 谢宝元 +3 位作者 余新晓 牛健植 李维 岳永杰 《北京林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第4期70-76,共7页

为探索林冠层对降雨雨滴特性的影响,利用人工模拟降雨和色斑法,测得了栽植于土槽中的黄土高原典型树种侧柏、油松、元宝枫的4年生幼树树冠下降雨雨谱,并与林外降雨特性进行对比分析。结果表明：①与直径几乎都集中于1~3 mm的林外雨滴相... 为探索林冠层对降雨雨滴特性的影响,利用人工模拟降雨和色斑法,测得了栽植于土槽中的黄土高原典型树种侧柏、油松、元宝枫的4年生幼树树冠下降雨雨谱,并与林外降雨特性进行对比分析。结果表明：①与直径几乎都集中于1~3 mm的林外雨滴相比,树冠下的雨滴直径分布几乎不受林外降雨强度的影响,细小雨滴个数占绝大多数,直径1 mm以下的雨滴约占全体的40%左右;直径3 mm以上的雨滴约占全体的3%左右,所测到的最大雨滴直径为6.4 mm。②与裸地降雨相比,林冠下降雨的雨滴体积累计曲线明显分为两段,即林冠使得冠下降雨的大雨滴和小雨滴数量增多,而中等大小的雨滴数量变少。③3个树种林冠下降雨的体积累计分布曲线与雨强没有明显的函数关系,把其雨滴样不分雨强加以统计,得出不同树种各自的雨滴体积累计分布曲线。用Best模型拟合,得油松a=3.444,n=1.966,R2=0.982;侧柏a=4.038,n=2.164,R2=0.979;元宝枫a=3.881,n=1.885,R2=0.961。 展开更多

关键词 林冠截留 林冠层 雨谱 雨滴终速 雨滴动能

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风矢量对坡面降雨动能分布的影响 被引量：8

7

作者 蔡丽君 王国栋 《中国农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2003年第6期15-17,共3页

风矢量的存在既改变了雨滴的下降速度 ,也改变了雨滴溅击地面的角度 ,对坡面雨滴溅蚀的影响很大。只有垂直于坡面的雨滴速度分量所决定的降雨动能才是坡面溅蚀的初始动力。故将静风条件下的雨滴最终速度和风矢量分解 ,得到垂直于坡面的... 风矢量的存在既改变了雨滴的下降速度 ,也改变了雨滴溅击地面的角度 ,对坡面雨滴溅蚀的影响很大。只有垂直于坡面的雨滴速度分量所决定的降雨动能才是坡面溅蚀的初始动力。故将静风条件下的雨滴最终速度和风矢量分解 ,得到垂直于坡面的雨滴合速度。根据雨滴速度的分布律 ,导出了雨滴动能的分布函数和分布密度 ,并通过积分求得不同风速条件下雨滴动能均值随坡向坡度的分布规律。 展开更多

关键词 风矢量 坡面 降雨动能 区域分布 影响因素 土壤侵蚀

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北京山区侧柏林冠层对降雨动力学特征的影响 被引量：8

8

作者 史宇 余新晓 +2 位作者 张建辉 罗海江 张佳音 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第24期7898-7907,共10页

林冠层枝叶对雨滴的能量要进行再次分配,从而在降雨雨滴大小分布、降落速度及动能等性质上都发生了变化,是森林水文生态功能的重要环节。然而目前国内外在森林影响降雨动力学特征方面的研究较少且研究方法不够完善。研究地点设在北京妙... 林冠层枝叶对雨滴的能量要进行再次分配,从而在降雨雨滴大小分布、降落速度及动能等性质上都发生了变化,是森林水文生态功能的重要环节。然而目前国内外在森林影响降雨动力学特征方面的研究较少且研究方法不够完善。研究地点设在北京妙峰山林场,利用激光雨滴谱仪对侧柏人工林林内和林外进行了长期同步观测,对典型场降雨中林内与林外雨滴的数量、大小、速度、动能等动力学特征值进行了对比分析。结果表明:林内的雨滴总数高于林外37.8%,林内小径级和大径级的雨滴数目都有所增加,而中间径级雨滴减少。林外降雨体积贡献率随雨滴直径增加呈单峰曲线变化,而林内降雨呈多峰山状变化;在试验侧柏林下雨滴的终点速度有所减小,特别是对直径0.75—4.5mm范围的雨滴更为明显。林内降雨相比于林外其雨滴直径与雨滴终点速度的相关性降低,雨滴谱分布更加分散;林外降雨动能贡献值随雨滴直径增加呈单峰曲线变化趋势,而林内降雨呈多峰山状变化。在雨滴终点速度为4—9m/s的区间内林外雨滴贡献的动能明显高于林内降雨。侧柏林地雨滴降落到地面的动能比林外空旷地减少了27.0%,林内雨滴动能减小的最主要原因是林冠层削减了林内降雨量。 展开更多

关键词 雨滴动能 雨滴大小 终点速度 雨强 北京山区 侧柏林

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滇中高原常绿阔叶林对天然降雨雨滴动能的影响 被引量：4

9

作者 曹光秀 赵洋毅 +1 位作者 段旭 薛杨 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2018年第3期146-151,159,共7页

为探究滇中高原优势群落常绿阔叶林植被对降雨雨滴动能的影响,于2016年和2017年5—9月,在天然降雨条件下运用自计雨量计和滤纸色斑法,通过定位监测磨盘山常绿阔叶林林外降雨和林内穿透雨特征及其雨滴特性,针对不同降雨条件研究了常绿阔... 为探究滇中高原优势群落常绿阔叶林植被对降雨雨滴动能的影响,于2016年和2017年5—9月,在天然降雨条件下运用自计雨量计和滤纸色斑法,通过定位监测磨盘山常绿阔叶林林外降雨和林内穿透雨特征及其雨滴特性,针对不同降雨条件研究了常绿阔叶林对雨滴动能等特征的影响。结果表明:林外的雨滴个数比林内降雨的雨滴个数多61.7%;随着雨量的增大,雨滴直径分布规律也呈逐渐增大的趋势;在小雨条件下,<0.5mm林外降雨雨滴直径数量占总雨滴数的40.85%,而同径级雨滴林内仅占总数的12.22%,且以0.5~3.5mm的雨滴数量所占比例较大;当林外降雨雨滴直径超过4.5mm,雨滴终点速度稳定在9.34m/s;林内降雨雨滴直径超过4.1mm,雨滴终点速度稳定在7.05m/s;同一雨滴径级下,暴雨条件下的雨滴动能比小雨时的动能大98.29%,且随降雨量的增大而增大,林内累积雨滴动能的峰值达到林外降雨的20.68%。随着雨滴直径的增大,穿透雨势能、降雨总势能及林冠截留势能均呈逐渐增大的趋势,缓冲势能比穿透雨势能大46.59%,占总势能的65.18%。林冠层对小雨具有截持和增大林内降雨雨滴直径的作用,且造成林内降雨的滞后性,林冠对天然降雨的降雨速度、势能及动能起到明显的缓冲作用。 展开更多

关键词 雨滴动能 常绿阔叶林 雨滴大小 雨滴终速度 滇中高原

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草本植物对雨滴动能的影响 被引量：4

10

作者 丛月 张洪江 +3 位作者 程金花 秦越 杨帆 周柱栋 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2014年第3期114-118,共5页

采用自制雨滴发生器产生雨滴,选取野牛草、狗尾巴草、苜蓿草和玉米小苗4种草本植物及6种茎高进行溅蚀实验,采用色斑法计算雨滴直径,系统研究草本植物对雨滴动能的影响作用。结果表明:(1)在相同植物茎高的条件下,草本植物的叶面积越大,... 采用自制雨滴发生器产生雨滴,选取野牛草、狗尾巴草、苜蓿草和玉米小苗4种草本植物及6种茎高进行溅蚀实验,采用色斑法计算雨滴直径,系统研究草本植物对雨滴动能的影响作用。结果表明:(1)在相同植物茎高的条件下,草本植物的叶面积越大,经其作用后雨滴改变直径也越大,两者呈现明显的正相关关系;(2)在同种草本植物的条件下,雨滴直径与植物茎高呈正相关,这一关系可以用幂函数表示;(3)草本植物的茎高和叶面积均和雨滴动能呈正相关关系。其中在相同草本植物的条件下,植物茎高和植物改变后的雨滴动能符合与植物叶面积相关的线性函数;(4)溅蚀量(S)和雨滴动能(E)呈正相关,符合与植物叶面积相关的线性函数,且线性方程的斜率随叶面积的增大而减小。 展开更多

关键词 草本植物 雨滴直径 雨滴动能

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华北土石山区土壤溅蚀影响因素分析 被引量：4

11

作者 相莹敏 张洪江 +3 位作者 程金花 钟莉 郭春梅 刘银山 《中国水土保持科学》 CSCD 北大核心 2016年第2期120-126,共7页

土壤侵蚀会破坏土地吞食农田,降低土壤肥力,直接影响水土资源的利用和保护。雨滴击溅作用下,地表土壤颗粒会发生位移,引起表层土壤颗粒的分离。以华北土石山区作为研究对象,通过野外人工模拟降雨试验,采用改良后的摩根溅蚀盘和雨滴发生... 土壤侵蚀会破坏土地吞食农田,降低土壤肥力,直接影响水土资源的利用和保护。雨滴击溅作用下,地表土壤颗粒会发生位移,引起表层土壤颗粒的分离。以华北土石山区作为研究对象,通过野外人工模拟降雨试验,采用改良后的摩根溅蚀盘和雨滴发生器,利用色斑法结合叶面积系数法测定不同条件下的土壤溅蚀量。结果表明:1)溅蚀量随土壤前期含水量增大而增大、与雨滴动能呈正相关(R2>0.96,P<0.05);2)溅蚀量和植被覆盖度呈非线性负相关(R2>0.99,P<0.05)——植被覆盖度越大,土壤溅蚀量随降雨强度增大的幅度越小;3)植被主要通过叶面积改变雨滴直径,通过株高改变降雨高度,对降雨进行再分配,进而改变雨滴动能。叶面积系数越小、株高越低,植被对溅蚀的阻挡作用越强。 展开更多

关键词 溅蚀 含水量 叶面积 雨滴动能 株高 植被覆盖度 降雨强度 华北土石山区

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基于雨滴谱观测的降雨动能与雨强的关系研究

12

作者 谢宗旭 杨汉波 吕华芳 《水利水电技术（中英文）》 北大核心 2021年第1期22-32,共11页

降雨动能是土壤侵蚀的重要影响因素,已有研究拟合了降雨动能KE与降雨强度I(简称雨强)的多种经验关系模型,但缺少相应的理论分析。为揭示降雨动能与雨强的理论关系,基于雨滴谱的Gamma分布,推求了降雨动能与雨强关系的理论公式KE=AI m,其... 降雨动能是土壤侵蚀的重要影响因素,已有研究拟合了降雨动能KE与降雨强度I(简称雨强)的多种经验关系模型,但缺少相应的理论分析。为揭示降雨动能与雨强的理论关系,基于雨滴谱的Gamma分布,推求了降雨动能与雨强关系的理论公式KE=AI m,其中A与m为参数;并利用清华大学榆林生态水文观测站设立的德国OTT Parsivel-2雨滴谱仪2018年6月10日—8月10日及2019年6月10日—8月10日的观测数据,对理论公式进行分析。结果表明:该理论公式能很好地描述该地区降雨动能与雨强的关系,该关系受降雨特性及环境条件影响;参数A与雨滴密度、降雨形状因子、环境条件因子及雨滴形变程度相关,m与降雨形状因子和雨滴形变程度相关,由榆林站实测数据分析得出A的变化范围为2.7~12.8,m的变化范围为1.2~1.6。研究还发现,已有的经验关系可以表示为该理论公式在不同参数取值下的近似。 展开更多

关键词 雨滴谱仪 降雨强度 降雨动能 雨滴直径分布

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黄土塬坡降雨击溅产沙过程的数学模拟

13

作者 李占斌 沈晋 范荣生 《陕西机械学院学报》 1990年第4期244-249,309,共6页

根据在黄土塬坡上进行的野外大型人工降雨径流产沙试验的观测资料,分析并建立了坡面上雨滴击溅产沙模型。给出了实际降雨过程的雨滴动能计算的理论公式。给出了考虑击溅产沙能力受坡面漫流或其它覆盖物影响下的击溅产沙过程的模拟结果... 根据在黄土塬坡上进行的野外大型人工降雨径流产沙试验的观测资料,分析并建立了坡面上雨滴击溅产沙模型。给出了实际降雨过程的雨滴动能计算的理论公式。给出了考虑击溅产沙能力受坡面漫流或其它覆盖物影响下的击溅产沙过程的模拟结果。通过对试验现象和结果的结合,描述了雨滴动能对坡面水流及坡面土壤的作用。 展开更多

关键词 土壤 击溅产沙 人工降雨 数学模拟

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QYJY-503C人工模拟降雨装置降雨特性试验 被引量：24

14

作者 霍云梅 毕华兴 +3 位作者 朱永杰 许华森 王晓贤 常译方 《中国水土保持科学》 CSCD 北大核心 2015年第2期31-36,共6页

为了使基于人工模拟降雨装置的水土保持试验更可靠,采用人工降雨试验方法,通过研究QYJY-503C人工模拟降雨装置的降雨特性,探讨该装置在水土保持科学试验中的适用性。结果表明：1）雨滴达到终速时雨滴-色斑直径的关系为d=0.383 9D0.709;2... 为了使基于人工模拟降雨装置的水土保持试验更可靠,采用人工降雨试验方法,通过研究QYJY-503C人工模拟降雨装置的降雨特性,探讨该装置在水土保持科学试验中的适用性。结果表明：1）雨滴达到终速时雨滴-色斑直径的关系为d=0.383 9D0.709;2）QYJY-503C人工模拟降雨装置有效降雨均匀度超过80%;3）在试验范围内,雨滴直径随降雨强度增大而增大,雨滴中数直径与降雨强度呈d50=0.559 5I0.280 5的幂函数关系,相同降雨强度条件下的雨滴直径较天然雨滴偏小20%~70%;4）降雨动能与降雨强度呈E=0.004 2I-0.021的线性关系,可通过控制降雨强度实现降雨动能与天然降雨的相似性;5）QYJY-503C人工模拟降雨装置性能稳定、可控性强,可适用于室内土壤侵蚀的研究。 展开更多

关键词 人工模拟降雨 率定 雨滴直径 降雨动能 土壤侵蚀

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闽东南天然降雨雨滴特征的研究 被引量：5

15

作者 黄炎和 卢程隆 +2 位作者 郑添发 傅勤 许建金 《水土保持通报》 CSCD 北大核心 1992年第3期29-33,共5页

该文在实测滴谱资料的基础上建立了闽东南地区雨滴大小分布函数。F=1-exp[-(d/3.58I^(0.28))^(5.19I^(0.11))]并导出了雨滴中数直径、动能与雨强的关系为D_(50)=3.34I^(0.29)和E=36.04I^(0.29)。笔者认为两型对雨滴特征是有影响的。

关键词 雨滴 特征 动能 雨强 降雨

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