基于室外降雨模拟和室内土壤测试的土壤侵蚀特性分析方法

摘要

本发明提供一种基于室外降雨模拟和室内土壤测试的土壤侵蚀特性分析方法，所述方法包括：选取至少两种质地不同的土壤进行恒定雨强下的降雨模拟实验，得到恒定雨强下土壤侵蚀特征；选取至少两种质地不同的土壤进行变化雨强下的降雨模拟实验，得到变化雨强下土壤侵蚀特征；选取至少两种质地不同的土壤，分别添加不同梯度的有机肥，进行降雨模拟实验，得到不同有机质含量的土壤侵蚀特征；结合恒定雨强下土壤侵蚀特征、变化雨强下土壤侵蚀特征和不同有机质含量的土壤侵蚀特征，分析得到所述土壤侵蚀特性。本方法通过人工降雨试验，分析模拟降雨条件应用于构建更具物理机理的土壤入渗模型。能够快速准确分析土壤侵蚀信息。

说明书

技术领域

本发明涉及土壤侵蚀研究技术领域，特别是指一种基于室外降雨模拟和室内土壤测试的土壤侵蚀特性分析方法。

背景技术

近年来，土壤是地球表层重要的环境要素之一，它既是环境物质的输出源，也是环境物质的接收载体，在地表环境演化过程中起着至关重要的作用。土壤侵蚀是限制当今人类生存与发展的全球性环境灾害，严重制约着全球社会经济持续发展。全球水土流失面积约16.43×106km2，占地表总面积的10.95％。据估算，中国因土壤侵蚀造成的经济损失每年在100亿元以上。因此，防治土壤侵蚀、改善生态环境、实现人与自然协调和资源-环境-社会经济可持续发展，已成为全世界普遍关注的重大环境问题。

降雨及其产生的径流是引起土壤侵蚀的主要动力，随降雨过程的进行，地面土壤水分特征、地表径流状况等都不断发生变化，坡面土壤侵蚀则相应地随侵蚀动力与抗侵蚀性特征的变化而予以响应。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于室外降雨模拟和室内土壤测试的土壤侵蚀特性分析方法，能够快速准确的分析土壤侵蚀特性。

为解决上述技术问题，本发明的实施例提供一种基于室外降雨模拟和室内土壤测试的土壤侵蚀特性分析方法，所述方法包括：

选取至少两种质地不同的土壤进行恒定雨强下的降雨模拟实验，得到恒定雨强下土壤侵蚀特征；

选取至少两种质地不同的土壤进行变化雨强下的降雨模拟实验，得到变化雨强下土壤侵蚀特征；

选取至少两种质地不同的土壤，分别添加不同梯度的有机肥，进行降雨模拟实验，得到不同有机质含量的土壤侵蚀特征；

结合恒定雨强下土壤侵蚀特征、变化雨强下土壤侵蚀特征和不同有机质含量的土壤侵蚀特征，分析得到所述土壤侵蚀特性。

优选的，所述恒定雨强下土壤侵蚀特征，包括：恒定雨强下坡面产流变化特征、恒定雨强下坡面产沙变化特征和恒定雨强下总径流量和总侵蚀量的变化特征。

优选的，所述选取至少两种质地不同的土壤进行恒定雨强下的降雨模拟实验，得到恒定雨强下土壤侵蚀特征，包括：

设置第一雨强、第二雨强、第一坡度和第二坡度，将所述至少两种质地不同的土壤分别置于不同的雨强和坡度下进行测试分析；

获取两种雨强下不同坡度条件下至少两种质地不同的土壤的产流速率变化状况，所述产流速率变化状况为所述恒定雨强下坡面产流变化特征；获取两种雨强下不同坡度条件下至少两种质地不同的土壤的产沙速率变化状况，所述产沙速率变化状况为所述恒定雨强下坡面产沙变化特征；获取两种雨强下不同坡度条件下至少两种质地不同的土壤的总径流量和总侵蚀量，所述总径流量和总侵蚀量为恒定雨强下总径流量和总侵蚀量的变化特征。

优选的，所述变化雨强下土壤侵蚀特征，包括：径流随降雨过程的动态变化特征、下渗随降雨过程的动态变化特征、土壤侵蚀随降雨过程的动态变化特征。

优选的，所述选取至少两种质地不同的土壤进行变化雨强下的降雨模拟实验，得到变化雨强下土壤侵蚀特征，包括：

采用历时变化雨强并设置第一变化雨强、第二变化雨强、第一坡度和第二坡度，将所述至少两种质地不同的土壤分别置于不同的坡度和变化雨强下进行测试分析；

获取不同雨强条件下至少两种质地不同的土壤的产流变化状况，所述产流变化状况为所述径流随降雨过程的动态变化特征；获取不同雨强条件下至少两种质地不同的土壤的累积入渗量随时间变化状况，所述累积入渗量随时间变化状况为所述下渗随降雨过程的动态变化特征；获取不同雨强条件下至少两种质地不同的土壤的侵蚀量和侵蚀强度变化状况，所述侵蚀量和侵蚀强度变化状况为所述土壤侵蚀随降雨过程的动态变化特征。

优选的，所述径流随降雨过程的动态变化特征为坡面径流深随时间的变化服从幂函数规律，坡面径流系数呈对数函数变化；

所述下渗随降雨过程的动态变化特征为不同雨强下的累积入渗量均随时间延长而逐渐增加，且在降雨入渗初期，累积入渗量曲线斜率较大，入渗量上升较快，其后由于入渗率降低，累积入渗量增加趋势变缓当达到稳定入渗阶段时，累积入渗量增加缓慢，变化速率减到最低；

所述土壤侵蚀随降雨过程的动态变化特征为当降雨强度增大时,侵蚀量随降雨历时的推移逐渐增大，而侵蚀强度则是在降雨前期随降雨强度的增加而增加，在降雨历时后期随降雨强度的增大而减小。

优选的，所述不同有机质含量的土壤侵蚀特征，包括：有机质含量对径流量的动态变化特征、有机质含量对泥沙流水量的动态变化特征和有机含量对下渗量的动态变化特征。

优选的，所述选取至少两种质地不同的土壤，分别添加不同梯度的有机肥，进行降雨模拟实验，得到不同有机质含量的土壤侵蚀特征，包括：

所述至少两种质地不同的土壤包括低有机质含量土壤和高有机质含量土壤；

在未添加有机肥状态下，获取并分析不同雨强条件下，低有机质含量土壤产流变化状况和高有机质含量土壤产流变化状况；

在添加有机肥状态下，获取并分析不同雨强条件下，低有机质含量土壤径流变化状况和高有机质含量土壤径流变化状况；

所述低有机质含量土壤产流变化状况、高有机质含量土壤产流变化状况、低有机质含量土壤径流变化状况和高有机质含量土壤径流变化状况为有机质含量对径流量的动态变化特征；

所述在添加有机肥状态下，获取并分析不同雨强条件下，低有机质含量土壤径流变化状况和高有机质含量土壤径流变化状况，包括：

向低有机质含量土壤中添加有机肥料使土壤有机质含量分为低、中、高三个等级，分别表示为L-L、L-M、L-H，分别获取L-L、L-M、L-H的土壤径流变化状况；

向高有机质含量土壤中添加有机肥料使土壤有机质含量分为低、中、高三个等级，分别表示为H-L、H-M、H-H，分别获取H-L、H-M、H-H的土壤径流变化状况。

优选的，所述选取至少两种质地不同的土壤，分别添加不同梯度的有机肥，进行降雨模拟实验，得到不同有机质含量的土壤侵蚀特征，包括：

所述至少两种质地不同的土壤包括低有机质含量土壤和高有机质含量土壤；

在未添加有机肥状态下，获取并分析不同雨强条件下，低有机质含量土壤泥沙流失量变化状况和高有机质含量土壤泥沙流失量变化状况；

在添加有机肥状态下，获取并分析不同雨强条件下，低有机质含量土壤泥沙流失量变化状况和高有机质含量土壤泥沙流失量变化状况；

所述低有机质含量土壤泥沙流失量变化状况、高有机质含量土壤泥沙流失量变化状况、低有机质含量土壤泥沙流失量变化状况和高有机质含量土壤泥沙流失量变化状况为有机质含量对泥沙流水量的动态变化特征；

所述在添加有机肥状态下，获取并分析不同雨强条件下，低有机质含量土壤泥沙流失量变化状况和高有机质含量土壤泥沙流失量变化状况，包括：

向低有机质含量土壤中添加有机肥料使土壤有机质含量分为低、中、高三个等级，分别表示为L-L、L-M、L-H，分别获取L-L、L-M、L-H的土壤泥沙流失量变化状况；

向高有机质含量土壤中添加有机肥料使土壤有机质含量分为低、中、高三个等级，分别表示为H-L、H-M、H-H，分别获取H-L、H-M、H-H的土壤泥沙流失量变化状况。

优选的，所述选取至少两种质地不同的土壤，分别添加不同梯度的有机肥，进行降雨模拟实验，得到不同有机质含量的土壤侵蚀特征，包括：

所述至少两种质地不同的土壤包括低有机质含量土壤和高有机质含量土壤；

在未添加有机肥状态下，获取并分析不同雨强条件下，低有机质含量土壤下渗量变化状况和高有机质含量土壤下渗量变化状况；

在添加有机肥状态下，获取并分析不同雨强条件下，低有机质含量处理下渗量变化状况和高有机质含量处理下渗量变化状况；

所述低有机质含量土壤下渗量变化状况、高有机质含量土壤下渗量变化状况、低有机质含量处理下渗量变化状况和高有机质含量处理下渗量变化状况为有机含量对下渗量的动态变化特征；

所述在添加有机肥状态下，获取并分析不同雨强条件下，低有机质含量处理下渗量变化状况和高有机质含量处理下渗量变化状况，包括：

向低有机质含量土壤中添加有机肥料使土壤有机质含量分为低、中、高三个等级，分别表示为L-L、L-M、L-H，分别获取L-L、L-M、L-H的处理下渗量变化状况；

向高有机质含量土壤中添加有机肥料使土壤有机质含量分为低、中、高三个等级，分别表示为H-L、H-M、H-H，分别获取H-L、H-M、H-H的处理下渗量变化状况。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：

上述方案中，本方法通过人工降雨试验，分析模拟降雨条件下土壤侵蚀过程动态变化特性，结果表明，坡面径流深随时间的变化服从幂函数规律，坡面径流系数呈对数函数变化，土壤入渗率分析成果已经被应用于构建更具物理机理的土壤入渗模型。结果表明，在众多影响土壤可蚀性因子的土壤性质中，土壤质地及颗粒组成对土壤可蚀性有重要影响。

附图说明

图1为本发明实施例的方法流程图；

图2为本发明实施例60mm h‐1雨强下2种土壤的产流速率示意图；

图3为本发明实施例120mm h‐1雨强下2种土壤的产流速率示意图；

图4a为本发明实施例60mm h‐1雨强下2种土壤的产沙速率示意图；

图4b为本发明实施例120mm h‐1雨强下2种土壤的产沙速率示意图；

图5a、5b为本发明实施例模拟降雨下2种土壤的总径流量示意图；

图6a、6b为本发明实施例模拟降雨下2种土壤的总侵蚀量示意图；

图7a至7c为本发明实施例不同雨强下径流深与下渗量的对比图；

图8为本发明实施例不同坡度和雨强条件下径流量随时间变化图示意图；

图9为本发明实施例不同坡度和雨强条件下径流量随时间变化图示意图；

图10为本发明实施例不同坡度和雨强条件下积累入渗量随时间变化图

图11为本发明实施例不同坡度和雨强条件下入渗率随时间变化示意图；

图12为本发明实施例不同坡度和雨强条件下侵蚀随时间变化示意图；

图13为本发明实施例不同坡度和雨强条件下侵蚀强度随时间变化示意图；

图14为本发明实施例L-CK雨强渐大径流率的动态变化示意图；

图15为本发明实施例L-CK雨强渐小径流率的动态变化示意图；

图16为本发明实施例H-CK雨强渐大径流率的动态变化示意图；

图17为本发明实施例H-CK雨强渐小径流率的动态变化示意图；

图18为本发明实施例L-L径流率的动态变化示意图；

图19为本发明实施例L-H径流率的动态变化示意图；

图20为本发明实施例H-L径流率的动态变化示意图；

图21为本发明实施例H-M径流率的动态变化示意图；

图22为本发明实施例H-H径流率的动态变化示意图；

图23为本发明实施例雨强渐大时泥沙流失量的动态变化示意图；

图24为本发明实施例雨强渐小时泥沙流失量的动态变化示意图；

图25为本发明实施例雨强渐大时泥沙流失量的动态变化示意图；

图26为本发明实施例雨强渐小时泥沙流失量的动态示意图；

图27为本发明实施例L-L泥沙流失量的动态变化示意图；

图28为本发明实施例L-H泥沙流失量的动态变化示意图；

图29为本发明实施例H-L泥沙流失量的动态变化示意图；

图30为本发明实施例H-M泥沙流失量的动态变化示意图；

图31为本发明实施例H-H泥沙流失量的动态变化示意图；

图32为本发明实施例L-CK雨强渐大时下渗量的动态变化示意图；

图33为本发明实施例L-CK雨强渐小时下渗量的动态变化示意图；

图34为本发明实施例H-CK雨强渐大时下渗量的动态变化示意图；

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

如图1所示，本发明的实施例一种基于室外降雨模拟和室内土壤测试的土壤侵蚀特性分析方法，所述方法包括：

步骤101：选取至少两种质地不同的土壤进行恒定雨强下的降雨模拟实验，得到恒定雨强下土壤侵蚀特征；

步骤102：选取至少两种质地不同的土壤进行变化雨强下的降雨模拟实验，得到变化雨强下土壤侵蚀特征；

步骤103：选取至少两种质地不同的土壤，分别添加不同梯度的有机肥，进行降雨模拟实验，得到不同有机质含量的土壤侵蚀特征；

步骤104：结合恒定雨强下土壤侵蚀特征、变化雨强下土壤侵蚀特征和不同有机质含量的土壤侵蚀特征，分析得到所述土壤侵蚀特性。

本发明实施例的基于室外降雨模拟和室内土壤测试的土壤侵蚀特性分析方法，通过人工降雨试验，分析模拟降雨条件下土壤侵蚀过程动态变化特性，结果表明，坡面径流深随时间的变化服从幂函数规律，坡面径流系数呈对数函数变化，土壤入渗率分析成果已经被应用于构建更具物理机理的土壤入渗模型。在土壤侵蚀试验的基础上，计算获得不同土壤类型的土壤可蚀性因子Ke，结果表明，在众多影响土壤可蚀性因子的土壤性质中，土壤质地及颗粒组成对土壤可蚀性有重要影响。

优选的，所述恒定雨强下土壤侵蚀特征，包括：恒定雨强下坡面产流变化特征、恒定雨强下坡面产沙变化特征和恒定雨强下总径流量和总侵蚀量的变化特征。

优选的，所述选取至少两种质地不同的土壤进行恒定雨强下的降雨模拟实验，得到恒定雨强下土壤侵蚀特征，包括：

设置第一雨强、第二雨强、第一坡度和第二坡度，将所述至少两种质地不同的土壤分别置于不同的雨强和坡度下进行测试分析；

获取两种雨强下不同坡度条件下至少两种质地不同的土壤的产流速率变化状况，所述产流速率变化状况为所述恒定雨强下坡面产流变化特征；获取两种雨强下不同坡度条件下至少两种质地不同的土壤的产沙速率变化状况，所述产沙速率变化状况为所述恒定雨强下坡面产沙变化特征；获取两种雨强下不同坡度条件下至少两种质地不同的土壤的总径流量和总侵蚀量，所述总径流量和总侵蚀量为恒定雨强下总径流量和总侵蚀量的变化特征。

具体的，本发明采用2种质地不同的土壤，分别为沙土和壤土，取自山东省青岛即墨地区坡耕地。

降雨模拟实验在青岛农业大学的实验场地进行。实验采用木质的人工径流小区，长度2m，宽度0.75m，高度0.5m，土层厚度约40cm。降雨器采用TSJY-081型全自动便携式人工模拟降雨器，设置雨强为60mm/h和120mm/h，坡度为10度、20度。降雨侵蚀实验开始前用20mm/h的雨强进行2h湿润，使土壤含水量达到田间持水量水平，保证每次降雨在接近一致条件下进行。土壤按照田间容重进行装填，降雨侵蚀实验开始前用20mm/h的雨强进行2-3h湿润，使土壤含水量达到田间持水量水平，保证每次降雨在接近一致条件下进行。实验过程中，地表产流后每隔5min收集径流，收集完毕后，将水样编号并混匀，降雨历时40min。降雨开始后，每隔5分钟收集水样和泥沙样品。

降雨结束后按照上、中、下坡分别从坡面不同位置收集0-20cm表层土样，测定土壤容重和含水量。取混合后的土壤样品测定pH、有机质、阳离子交换量(CEC)、总氮、速效氮、速效磷和速效钾的含量。收集的泥水混合样品，取其中一部分105℃烘干后测定泥沙含量，其中一部分进行泥、水分离，测定冲刷水的总氮、总磷含量并计算随水流失量；泥沙中的全氮、速效磷和速效钾的含量并计算随泥沙的流失量。

土壤容重采用环刀法测定，土壤粒径分析采用吸管法，有机质含量采用重铬酸钾氧化法测定，pH测定采用用玻璃电极法(水：土＝2.5:1)，CEC采用铵根离子置换法进行分析。土壤及泥沙样品中的总氮采用凯氏法测定，有效磷采用钒钼黄紫外分光光度法测定。

恒定雨强下坡面产流变化特征

如图2、图3给出了两种雨强下不同坡度条件下两种土壤的产流速率变化。无论在60mmh-1还是120mmh-1雨强下，随着降雨时间的增加，产流速率均表现为逐渐增加的趋势。两种土壤相比，壤土的产流要显著高于沙土的产流。而雨强增加、坡度增大有效提高了坡面的产流量。在60mm h-1雨强时，沙土在10度坡产流速率比其它处理更低，而在120mm h-1雨强下，这种差异减小，但壤土在20度坡产流则大大高于其它处理。

坡面径流的形成是降雨和下垫面自然因素相互作用的结果，其形成过程可分为降水过程、蓄渗过程和坡面漫流过程三个阶段。从整个降雨过程来看，壤土产流速率在开始阶段提高较快，而后(20或30min)则渐趋平缓，沙土则在整个降雨阶段都呈现线性增加趋势。这与土壤渗透性密切相关，与壤土相比，沙土质地较粗，渗水性好，在整个降雨过程中下渗较多，因此，产生的表面径流小，导致产流低于壤土，40min中过程中可能并未达到渗透饱和时间较晚，因此产流呈不断增加趋势。而壤土透水性差，产生径流多，但由于其容易在较短时间内达到下渗饱和，故可达到产流稳态状体。而由于沙土渗透性好，产流小而慢，可能在实验时间内并未达到稳定产流阶段。

恒定雨强下坡面产沙变化特征

图4a和图4b分别给出了在60mm h-1雨强和120mm h-1雨强下产沙速率变化，两种土壤表现出了各自的特征。壤土的土壤侵蚀速率随着培养时间增加先出现直线增加趋势，而后达到一个相对稳定的状态在60mm h-1雨强下，稳态出现时间在10度坡时为25min，20度坡时在35分钟。在120mm h-1雨强时，稳态出现的时间提前。与壤土相比，沙土的侵蚀特征则大为不同。由于沙土颗粒粗大，不易随水迁移，而壤土质地松软，颗粒小，易移动，导致产沙速率大大低于壤土，并且在整个降雨历时内变化较小。与产流相比，虽然雨强增加，土壤侵蚀量有所提高，但这种差异比产流速率要小得多。

恒定雨强下总径流量和总侵蚀量的变化特征

径流量的变化是一个复杂的过程，在降雨强度一定的条件下，地表径流量的大小主要是由坡面土壤入渗特性和承雨量来决定。从总产流量来看，坡度和雨强增加，产流量显著提高。两种土壤相比，壤土的质地较细，入渗较差，因此容易导致地表径流，故产流显著高于沙土。

如图5a、5b、图6a、6b，总侵蚀量随着坡度增加显著增加，两种降雨强度下，都表现出20度坡显著高于10度坡，坡度增加产生水流流动速率增加，动能增加，而土壤附着力减小，由此导致河流剥蚀立增加。壤土由于质地细而松软，易被冲刷，致使壤土的侵蚀量要远高于沙土，且这种差异在60mm h-1雨强比120mm h-1雨强表现得更为显著，这是由于在高降雨强度下，水流冲刷对沙土的剥蚀显著增加。但在两种降雨强度下，水流搬运能力对壤土的影响差异不大，这同样也与壤土性质密切相关，在60mm h-1雨强下，水流搬运能力已经达到较高的程度，导致进一步提高的潜力减小。

优选的，所述变化雨强下土壤侵蚀特征，包括：径流随降雨过程的动态变化特征、下渗随降雨过程的动态变化特征、土壤侵蚀随降雨过程的动态变化特征。

优选的，所述选取至少两种质地不同的土壤进行变化雨强下的降雨模拟实验，得到变化雨强下土壤侵蚀特征，包括：

采用历时变化雨强并设置第一变化雨强、第二变化雨强、第一坡度和第二坡度，将所述至少两种质地不同的土壤分别置于不同的坡度和变化雨强下进行测试分析；

获取不同雨强条件下至少两种质地不同的土壤的产流变化状况，所述产流变化状况为所述径流随降雨过程的动态变化特征；获取不同雨强条件下至少两种质地不同的土壤的累积入渗量随时间变化状况，所述累积入渗量随时间变化状况为所述下渗随降雨过程的动态变化特征；获取不同雨强条件下至少两种质地不同的土壤的侵蚀量和侵蚀强度变化状况，所述侵蚀量和侵蚀强度变化状况为所述土壤侵蚀随降雨过程的动态变化特征。

优选的，所述径流随降雨过程的动态变化特征为坡面径流深随时间的变化服从幂函数规律，坡面径流系数呈对数函数变化；

所述下渗随降雨过程的动态变化特征为不同雨强下的累积入渗量均随时间延长而逐渐增加，且在降雨入渗初期，累积入渗量曲线斜率较大，入渗量上升较快，其后由于入渗率降低，累积入渗量增加趋势变缓当达到稳定入渗阶段时，累积入渗量增加缓慢，变化速率减到最低；

所述土壤侵蚀随降雨过程的动态变化特征为当降雨强度增大时,侵蚀量随降雨历时的推移逐渐增大，而侵蚀强度则是在降雨前期随降雨强度的增加而增加，在降雨历时后期随降雨强度的增大而减小。

具体的，本发明以有机质高低不同，采用2种质地不同的土壤，一号土壤取自山东省青岛农业大学校园，二号土壤取自即墨地区坡耕地。

雨强设计采用历时变化雨强，根据青岛市降雨强度公式，按照重现期T为5年和10年计算得出的两个降雨情景，历时设置为40min，每隔8分钟取样，降雨特点如表格1所示：

表1

其中，重现期是指经一定长的雨量观测资料统计分析，等于或大于某暴雨强度的降雨出现一次的平均间隔时间，其单位通常以年表示。

降雨模拟实验在青岛农业大学的实验场地进行。实验采用木质的人工径流小区，长度2m，宽度0.75m，高度0.5m，土层厚度约40cm。降雨器采用TSJY-081型全自动便携式人工模拟降雨器，土壤按照田间容重进行装填，降雨侵蚀实验开始前用20mm/h的雨强进行2-3h湿润，使土壤含水量达到田间持水量水平，保证每次降雨在接近一致条件下进行。降雨开始后，每隔8分钟收集水样和泥沙样品，并按照上坡、下坡分别从坡面不同位置收集表层0-20cm土样，采样完毕后，将水样编号并静置，土样编号封口保存，之后测定土壤容重和含水量。取混合后的土壤样品总氮、总磷、有机质的含量。收集的泥水混合样品，取其中一部分105℃烘干后测定泥沙含量，其中一部分进行泥、水分离，测定冲刷水的总氮、总磷、TOC(总有机碳)含量并计算随水流失量。

径流随降雨过程的动态变化研究

如图7a至7c给出了不同雨强条件下两种土壤的产流变化特点。坡面径流深随时间的变化服从幂函数规律，坡面径流系数呈对数函数变化。两种雨强相比，在T＝10雨强下的产流要高于T＝5雨强下的产流，随着降雨时间的增加，径流深均表现为逐渐增加的趋势。在降雨初期，两种雨强条件下的坡面径流系数都由小增大，之后，达到相对稳定状态。径流系数在T＝10雨强条件下明显高于T＝5雨强条件，T＝10雨强下的径流系数变化于0.08～0.62，T＝5雨强下的径流系数变化于0.06～0.38。不同雨强条件下径流系数达到稳定的时间有一定差异,随着雨强的增加,稳定时刻随之提前,T＝10雨强下较T＝5雨强下坡面径流系数的相对稳定时间一般滞后约6-8min。

降雨特征与径流深之间的关系是非常复杂的。根据水量平衡公式：(式中：SWt为最终土壤含水量(mm),SW0为初始土壤含水量(mm),t为时间，Rday为降水量(mm),Qsurf为地表径流量(mm),Ea为蒸散发(mm),wseep为通过土壤剖面进入包气带的水量(mm),Qgw为回归流量(mm))。在本次试验中，降雨历时40min，蒸散发可忽略不计，且通过土壤剖面进入包气带的水量和回归流量也都适合大流域长时间降雨的水量平衡计算，故本次试验径流主要受降雨特征和土壤渗透能力的影响，如图4所示，不同雨强下径流深与入渗量的对比分析显示，在同样雨强条件下，土壤的渗透能力若强，则径流深就小，反之，径流深变大。

径流深受坡度影响的变化是一个复杂的过程，在降雨强度和土壤类型一定的条件下，地表径流深的大小主要由坡面土壤入渗特性来决定。由图8看出，坡度对径流的影响比较有规律：径流深随坡度变化的总趋势基本相同，即随降雨历时而增大。两种坡度条件下的径流深在降雨前期并无明显差异，随着降雨历时的推移，10°坡度下的径流深逐渐高于5°坡度下的径流深，且差距越来越大。这主要是由于坡度对径流深的影响主要是通过影响坡面受雨强度和入渗来实现的。在投影面积(S1)一定的情况下,随着坡度(θ)的增加,坡面受雨面积(S2＝S1/cosθ)变大,使得坡面雨滴变稀,同时斜坡面增长也有利于水分向下渗透。坡度增加后,径流重力在斜坡方向上的分力增大从而加快径流速度,使击溅雨滴沿坡面向下落得更远,都有利于增加径流。

径流系数也呈现相似的规律如图9，即降雨前期无明显差异，随着降雨历时的推移，10°坡度下的径流系数逐渐高于5°坡度下的径流系数，且差距越来越大，在降雨后期，5°坡度下的径流系数逐渐趋于稳定，而10°坡度下的径流系数依然在增大，但增幅减小。

下渗随降雨过程的动态变化

图10为一种土壤2种降雨强度和2种坡度下的累积入渗量随时间变化过程。不同雨强下的累积入渗量均随时间延长而逐渐增加，且在降雨入渗初期，累积入渗量曲线斜率较大，入渗量上升较快，其后由于入渗率降低，累积入渗量增加趋势变缓当达到稳定入渗阶段时，累积入渗量增加缓慢，变化速率减到最低。不同雨强下累积入渗量差异也较显著，积水产生前，累积入渗量等于一段时间内的降雨量，因此，雨强越大相同时间内累积入渗量越大。径流产生后，由于降雨量相同，随着降雨强度的增大，产流量有所增加，累积入渗总量减少。图10中，2种降雨强度下的累积入渗量相比较，降雨强度为T＝10时，在5°和10°坡度下的积累入渗量分别为65.54mm和44.17mm，分别占降雨量的60.23％和48.15％，而降雨强度为T＝5时，在5°和10°坡度下的累积入渗量分别为88.93mm和56.25mm，分别占降水量的81.72％和61.31％。主要原因可能是降雨强度增大，雨滴降落动能增大，使得地表结皮状况严重，水体垂向入渗减少，降水大多迅速转化为地表径流，土壤入渗量减少。

两种坡度相比较，土壤累积入渗量曲线基本一致。坡度为5°时，在降雨强度为T＝5和T＝10下，土壤积累入渗量分别为88.93mm和65.54mm，坡度为10°时，在降雨强度为T＝5和T＝10下，土壤积累入渗量分别为56.25mm和44.18mm。在降雨强度相同情况下，土壤入渗量随坡度的增加而减少。这可能是因为，水分在土壤中的入渗与坡面上的压力有关,而坡面上的压力主要是由水的重力和大气压力组成,随着坡度的增加,坡面上的压力沿垂直坡面方向的分力逐渐减小,而沿坡面方向的分力逐渐增大,同时由于水体沿坡面移动,使水分进入土壤的机会减少,导致入渗速率减少,产流历时提前。其次,进入土壤孔隙中的水分在重力和毛管吸力的合力作用下运动。但同样有二个分力,一个与土壤表面垂直,使水分向下运动,一个与土壤表面平行,使水分横向运动,一部分使土壤表层饱和,阻滞雨水入渗,有的则沿孔隙出漏地表,形成径流,这也是导致土壤稳定入渗速率减小的一个原因。

图11为一种土壤2种降雨强度和2种坡度下的入渗率随时间变化过程。由图可见，不同雨强下，在降雨前期，土壤入渗率主要与降雨强度有关，由于土壤的初始入渗能力较强，此时降雨强度未超过土壤的实际入渗能力，降水基本全部入渗，土壤入渗率约等于降雨强度。表现为降雨强度越大，土壤的初期入渗率越高，各处理的入渗率相比较，坡度为5°，降雨强度为T＝5情况下，土壤初期入渗率最高，坡度为10°，降雨强度为T＝10的降雨初期入渗率最低；土壤入渗率随降雨时间延长而逐渐减小，尤其是在产流初期，入渗率降低很快，但此趋势随时间延续逐渐变缓，在降雨后期入渗率最终趋于稳定。且降雨强度较大情况下，土壤稳定入渗率数值表现为稍低于雨强较小的处理。原因分析如下，雨滴动能随着降雨强度的增大而增大，地表土壤结皮的形成主要受雨滴动能的影响，随着降雨强度增大地表结皮发育增强，导致土壤入渗率大幅下降，降雨多数转化为径流；再者，随着降雨进行，土壤含水率随着入渗水量增加而增大，而土壤含水率增加会影响土壤入渗率，研究表明，入渗率会随着土壤含水率增大而降低，因而土壤入渗率表现为随着降雨的持续进行而逐渐降低趋势。

关于坡度对土壤水分入渗能力的影响，尽管已有许多学者进行了研究，但是由于所用的方法和试验条件不同，得出结论也不尽相同。多数研究者认为由于随着坡度增加，水层沿坡面方向的冲力增大，垂直坡面压力减小，所以入渗率随坡度增大而减少；也有部分研究表明坡度和入渗没有关系。为此，本研究就坡度对土壤水分入渗能力的影响进行了探讨。由图可知，土壤水分入渗率曲线变化趋势。

土壤侵蚀随降雨过程的动态变化

由图12可以看出,在一定坡度和土壤类型，不同的降雨强度下，土壤侵蚀存在着一定的差异。当降雨强度增大时,侵蚀量随降雨历时的推移逐渐增大，而侵蚀强度则是在降雨前期随降雨强度的增加而增加，在降雨历时后期随降雨强度的增大而减小。主要原因是当雨强不断增大时，降雨速度加快,在相同降雨时间内降雨量增大，逐渐超过土壤的实际入渗能力，导致土壤透水能力下降，土壤含水率逐渐饱和，更多的降雨变成地表径流，使得径流侵蚀变大；同时降雨强度越大，雨滴动能和终极速度越大，对土壤表层稳定性破坏越大，也就是由雨滴引起的降雨侵蚀越大，因此土壤侵蚀量随雨强的增大而增大。

坡度是影响坡面侵蚀的一个重要地形因子,在相同的其它条件下,坡度对坡面侵蚀强度的大小变化也具有重要影响作用。由图1-13可得出，不同雨强条件下，土壤侵蚀强度随坡度的增加而增大。降雨侵蚀条件下坡面土壤侵蚀强度随坡度的增加呈现先增大趋势的根本原因在于，随着坡度的增大，降雨产生的径流在坡面上停留的时间变短,水流损失变小。入渗土壤的机会也变小,坡面径流流速加大，侵蚀能力增强。同时随着坡度的增大，土壤的稳定性降低,抗侵蚀能力减弱，两者结合，导致了随坡度增大土壤侵蚀强度也相应增加，因此，侵蚀强度随坡度的增加表现为增大趋势。

优选的，所述不同有机质含量的土壤侵蚀特征，包括：有机质含量对径流量的动态变化特征、有机质含量对泥沙流水量的动态变化特征和有机含量对下渗量的动态变化特征。

优选的，所述选取至少两种质地不同的土壤，分别添加不同梯度的有机肥，进行降雨模拟实验，得到不同有机质含量的土壤侵蚀特征，包括：

所述至少两种质地不同的土壤包括低有机质含量土壤和高有机质含量土壤；

在未添加有机肥状态下，获取并分析不同雨强条件下，低有机质含量土壤产流变化状况和高有机质含量土壤产流变化状况；

在添加有机肥状态下，获取并分析不同雨强条件下，低有机质含量土壤径流变化状况和高有机质含量土壤径流变化状况；

所述低有机质含量土壤产流变化状况、高有机质含量土壤产流变化状况、低有机质含量土壤径流变化状况和高有机质含量土壤径流变化状况为有机质含量对径流量的动态变化特征；

所述在添加有机肥状态下，获取并分析不同雨强条件下，低有机质含量土壤径流变化状况和高有机质含量土壤径流变化状况，包括：

向低有机质含量土壤中添加有机肥料使土壤有机质含量分为低、中、高三个等级，分别表示为L-L、L-M、L-H，分别获取L-L、L-M、L-H的土壤径流变化状况；

向高有机质含量土壤中添加有机肥料使土壤有机质含量分为低、中、高三个等级，分别表示为H-L、H-M、H-H，分别获取H-L、H-M、H-H的土壤径流变化状况。

优选的，所述选取至少两种质地不同的土壤，分别添加不同梯度的有机肥，进行降雨模拟实验，得到不同有机质含量的土壤侵蚀特征，包括：

所述至少两种质地不同的土壤包括低有机质含量土壤和高有机质含量土壤；

在未添加有机肥状态下，获取并分析不同雨强条件下，低有机质含量土壤泥沙流失量变化状况和高有机质含量土壤泥沙流失量变化状况；

在添加有机肥状态下，获取并分析不同雨强条件下，低有机质含量土壤泥沙流失量变化状况和高有机质含量土壤泥沙流失量变化状况；

所述低有机质含量土壤泥沙流失量变化状况、高有机质含量土壤泥沙流失量变化状况、低有机质含量土壤泥沙流失量变化状况和高有机质含量土壤泥沙流失量变化状况为有机质含量对泥沙流水量的动态变化特征；

所述在添加有机肥状态下，获取并分析不同雨强条件下，低有机质含量土壤泥沙流失量变化状况和高有机质含量土壤泥沙流失量变化状况，包括：

向低有机质含量土壤中添加有机肥料使土壤有机质含量分为低、中、高三个等级，分别表示为L-L、L-M、L-H，分别获取L-L、L-M、L-H的土壤泥沙流失量变化状况；

向高有机质含量土壤中添加有机肥料使土壤有机质含量分为低、中、高三个等级，分别表示为H-L、H-M、H-H，分别获取H-L、H-M、H-H的土壤泥沙流失量变化状况。

优选的，所述选取至少两种质地不同的土壤，分别添加不同梯度的有机肥，进行降雨模拟实验，得到不同有机质含量的土壤侵蚀特征，包括：

所述至少两种质地不同的土壤包括低有机质含量土壤和高有机质含量土壤；

在未添加有机肥状态下，获取并分析不同雨强条件下，低有机质含量土壤下渗量变化状况和高有机质含量土壤下渗量变化状况；

在添加有机肥状态下，获取并分析不同雨强条件下，低有机质含量处理下渗量变化状况和高有机质含量处理下渗量变化状况；

所述低有机质含量土壤下渗量变化状况、高有机质含量土壤下渗量变化状况、低有机质含量处理下渗量变化状况和高有机质含量处理下渗量变化状况为有机含量对下渗量的动态变化特征；

所述在添加有机肥状态下，获取并分析不同雨强条件下，低有机质含量处理下渗量变化状况和高有机质含量处理下渗量变化状况，包括：

向低有机质含量土壤中添加有机肥料使土壤有机质含量分为低、中、高三个等级，分别表示为L-L、L-M、L-H，分别获取L-L、L-M、L-H的处理下渗量变化状况；

向高有机质含量土壤中添加有机肥料使土壤有机质含量分为低、中、高三个等级，分别表示为H-L、H-M、H-H，分别获取H-L、H-M、H-H的处理下渗量变化状况。

具体的，本发明采用2种质地不同的土壤，一号土壤取自山东省青岛农业大学校园，二号土壤取自即墨地区坡耕地。有机质含量差别较大，含量小的为L土壤，含量多的为H土壤。

坡度设置为10度。

有机质：施加有机肥使两种土壤有机质等级划分：低<2％；中＝2％；高>2％，两种土样分别做以上相同处理。

雨强：根据降雨情景，分为十次降雨，每次降雨分为三场历时设置为40min，每隔8分钟取样，每场降雨之间间隔1小时。空白组经历雨强由小到大和由大到小两种降雨，其他土壤经历的雨强均为由小到大。以表2为降雨情景设置：

表2降雨情景设置

降雨模拟实验在青岛农业大学的实验场地进行。实验采用木质的人工径流小区，长度2m，宽度0.75m，高度0.5m，土层厚度约25cm。降雨器采用TSJY-081型全自动便携式人工模拟降雨器，降雨开始后，每隔8分钟收集水样和泥沙样品，并测定水样体积。采样完毕后，将水样编号并静置，土样编号封口保存。取混合后的土壤样品测定其总氮、总磷、有机质的含量。将水样过滤后测定水样的总氮、总磷、TOC以及泥沙含量。

如图14、图15所示，给出了不同雨强条件下未加有机肥料时，有机质含量低的土壤产流变化特点。雨强渐大时，第一阶段雨强为60mm/h，此阶段无产流。这是由于降雨初期土壤水分尚未达到饱和，并且雨强小使得地表降雨首先用于土壤入渗，故地表产流较小甚至无产流；停止降雨1h后进行第二阶段降雨，第二阶段雨强调整为90mm/h，有图可以看出前16min仍处于土壤水分未饱和时期，在16min30s时开始产流，此阶段的径流速率不断递增，最后达到0.43mm/min。这是由于随着时间增长，土壤剖面水分含量逐渐达到饱和，超出土壤容蓄能力便开始产生径流。第三阶段雨强为120mm/h，产生径流的时刻比上一阶段提前了14min。由于此阶段的雨强较大，使得此阶段的径流速率在每个取样时刻均大于第二阶段，由刚开始的0.08mm/min递增到0.59mm/min。同一土壤雨强渐小时，第一阶段雨强为120mm/h，与雨强渐大时情况相似，在前30min内无径流产生，但径流产生的时间比雨强渐大时提前，这是由于雨强较大，下渗的的速率小，使得表面土壤水分达到饱和而产生径流。第二阶段雨强为90mm/h，是在停雨1h阶段，土壤表层的水分慢慢下渗使突然水分接近饱和后开始进行的，所以径流在降雨3min时就产生。前32min的径流速率连续递增，而32-40min的径流速率持平，这说明土壤水分完全饱和并且下渗速率也报答平稳的速率。由于间隔1h，第三阶段开始时土壤水分下渗使得土壤水分不完全饱和，所以径流在1min19s时产生，前16min的径流速率不断增加，但从16-40min这一段时间内，径流速率保持在0.6mm/min左右，变化不大。

高有机质含量的土壤径流的动态变化

如图16、图17所示，给出了不同雨强条件下未加有机肥料时，有机质含量高的土壤产流变化特点。雨强渐大情况下，第一阶段雨强为60mm/h时未产流，与第一种土壤相似。第二阶段产流速率不断增加，到32min时达到0.32mm/min并趋于稳定。第三阶段产产流速率较大，初期的流速率达到了0.22mm/min，40min后达到0.43mm/min并趋于稳定。

雨强渐小降雨情况下，在60、90mm/h的雨强下均未出现径流，在第三阶段的第11min才出现。在前32min内径流速率都是不断增加的，但是到40min时，径流速率渐小，由0.44mm/min降低到0.28mm/min。

添加有机肥料后的土壤径流动态变化，L-L、L-M、L-H土壤径流的动态变化。

向有机质含量较低的土壤中添加有机肥料使土壤有机质含量分为低、中、高三个等级，分别用L-L、L-M、L-H表示。图16、图17分别为L-L、L-H处理径流率的变化，在本次试验中L-M组在三个阶段均未出现径流。

如图18所示，L-L处理在雨强为60mm/h的前32min未出现径流，最后8min的径流率为0.13mm/min。当雨强为90mm/h时，径流产生时间为3min22s，并且径流速率不断递增，到32min时达到0.49mm/min，最后一个8min的径流速率稍有下降，降低了0.03mm/min。当雨强为120mm/h时，在降雨开始后的28s就产生径流，并且除了最后8min内的径流速率与90mm/h处理相同外，其他时期的降雨速率均大于其他处理的相同时期。

图19为L-H处理不同雨强下径流速率的动态变化过程。与L-L相比，产流时间提前了6min52s，32min时的径流速率就达到0.15mm/min，最后阶段的径流速率为0.38mm/min，是L-L相同时期的3倍。当雨强为90mm/h时，产流时间为1min40s，径流速率表现为先增加后平稳又平稳的趋势，最后达到0.54mm/min。雨强增加为120mm/h时，径流出现时间进一步提前，在59s时产流。在8-16min这一阶段，径流速率显著增加到0.62mm/min，但从16-32min开始，径流速率却出现缓慢降低的趋势降低到0.57mm/min，但最后阶段又显著增加到0.75mm/min。

H-L、H-M、H-H土壤径流的动态变化

向有机质含量较高的土壤中添加有机肥料使土壤有机质含量分为低、中、高三个等级，分别用H-L、H-M、H-H表示。图20和图21分别为H-L、H-M、H-H处理径流率的动态变化。

图22为H-L处理的径流率的动态变化，在雨强为60mm/h时，径流未产生。当雨强变为90mm/h时，径流在32min15s产生，32-40min这一时段的径流速率为0.07mm/min。当雨强为120mm/h时，径流产生时间为3min22s，并且径流速率呈现不断增大的趋势，最后增大到0.33mm/min。图21为H-M处理的径流率的动态变化，60mm/h与90mm/h雨强下均未出现径流，在120mm/h雨强时，直到32min才出现径流。32-40min阶段内径流速率为0.31mm/min。图22为H-H处理的径流率的动态变化，在60mm/h处理时，为产生径流。在90mm/h处理的第10min时产流，并且产流速率呈现递增的趋势，到降雨结束时径流速率趋于平稳。在雨强为120mm/h时，径流速率一直大于90mm/h雨强时的，并且也是呈现递增的趋势，32-40min阶段内的速率增加最大，最后增大到0.45mm/min。

低有机质含量的土壤泥沙流失量的动态变化

图23、图24分别为有机质含量较低的原始土壤在雨强渐大和雨强渐小情况下泥沙流失量的动态变化。由图11可以看出土壤的流失发生在90mm/h雨强时的16-24min阶段内，此阶段的泥沙流失量为0.90g·m-2·min-1。到第32min时泥沙流失量最高，达到1.50g·m-2·min-1。但在最后一个阶段的流失量却显著下降至0.81g·m-2·min-1。当雨强为120mm/h时，整个过程均有泥沙的流失，并且前三个时期的流失量都维持在0.65g·m-2·min-1左右，在第四个时期的流失量增加到1.20g·m-2·min-1，并以此水平维持到降雨结束。

与雨强渐大处理相比，雨强渐小处理泥沙流失量减少，但是泥沙流失产生的时间提前。在120mm/h雨强时，最后两个阶段的泥沙流失量较小，在0.1g·m-2·min-1左右。当雨强变味90mm/h时，泥沙流失量逐渐增加，由开始的0.19g·m-2·min-1增加到1.06g·m-2·min-1。雨强为60mm/h处理时，泥沙流失量的变化幅度较大，呈现现增加后减小又增加的趋势。在第三和第五阶段流失量较大，分别为0.43、0.70g·m-2·min-1。

高有机质含量的土壤泥沙流失量的动态变化

如图25所示，当雨强渐大处理时，在60mm/h的雨强下未产生泥沙的流失。当雨强变为90mm/h时，于第三个时期产沙，泥沙流失量较平稳，都在0.3g·m-2·min-1以下。当雨强增加到120mm/h时，泥沙流失量呈现缓慢增加的趋势，由起始的0.27g·m-2·min-1，增加到第四阶段的0.5g·m-2·min-1，最后一阶段与第四阶段的泥沙流失量基本相同。

当雨强渐小时，120mm/h以及90mm/h雨强条件下均未出现泥沙的流失。如图26所示，当雨强降为60mm/h后的第二阶段开始出现泥沙的流失，在第四个时段出现较大幅度的增加，但最后一阶段泥沙流失量由0.42g·m-2·min-1下降到0.29g·m-2·min-1。

添加有机质土壤泥沙流失量的动态变化。

L-L、L-M、L-H土壤泥沙流失的动态变化。

由于在L-M处理中并未出现径流，所以也为出现泥沙的流失。图27、28分别代表L-L、L-H处理中泥沙流失量的动态变化。L-L处理中60mm/h雨强下的泥沙流失出现在最后一个阶段，量较小为0.15g·m-2·min-1。90mm/h处理为泥沙流失量最多的处理。在16min时达到最大值1.60g·m-2·min-1，其他几个时段都在0.42-0.67g·m-2·min-1范围内。120mm/h处理的最大值出现在24min，最大为0.60mm/h，前两个时段流失量好少，分别为0.8、1.0g·m-2·min-1。

L-H处理在雨强为60mm/h时，前三个阶段无产沙，但最后一个阶段的泥沙流失量骤增，从开始的泥沙流失量0.20g·m-2·min-1增加到1.01g·m-2·min-1。与60mm/h雨强相似，当雨强为90mm/h时，前四个时段的泥沙流失量都在0.3g·m-2·min-1左右，但最后一阶段达到了1.44g·m-2·min-1。相较前两个雨强来说，120mm/h雨强下的泥沙流失量变化不显著，较为平稳。图27L-L泥沙流失量的动态变化图28L-H泥沙流失量的动态变化

H-L、H-M、H-H土壤泥沙流失的动态变化

由图29可以看出，H-L处理的泥沙流失主要出现在120mm/h雨强下，呈现先增后减的趋势，最大值为0.60g·m-2·min-1，其他时期的泥沙流失量在0.08-0.29g·m-2·min-1范围内。与其他处理相比，H-M处理泥沙流失量最小，在60mm/h以及90mm/h的雨强下均未出现泥沙流失。只有在120mm/h雨强的最后阶段才达到0.11g·m-2·min-1。H-H处理时，雨强为60mm/h情况下未出现泥沙流失。雨强为90mm/h时，8-24min阶段内就是两不断增加，增加到0.79g·m-2·min-1时又开始下降。雨强为120mm/h情况下，8-16min是处于增加的趋势，但后面三个阶段缓慢下降。

低有机质土壤下渗量的动态变化

如图32所示，L-CK雨强渐大时，在60mm/h雨强下未出现下渗。当雨强为90mm/h的第二个阶段开始出现下渗，并且二、三阶段下渗量差异不大，都在0.02mm/min左右。后两个阶段下渗量增加，分别为0.06、0.09mm/min。雨强为120mm/h时下渗量最多，8min时就达到了0.07mm/min，之后不断增加到0.24mm/min。L-CK雨强渐小时的120mm/h雨强情况下也未产生下渗，雨强为90mm/h时，前三个阶段的下渗量是不断增加的，后两个阶段有小幅度的渐小，除了8min时的下渗量，其他时段均高于雨强为60mm/h处理的下渗量。在雨强为60mm/h时的下渗量基本稳定，保持在0.06-0.09mm/min范围内。

高有机质土壤下渗量的动态变化

图34为H-CK雨强渐大处理下渗量变化图，由图看以看出在起始的60mm/h雨强下未出现下渗。当雨强变为90mm/h时，开始出现下渗。下渗量呈现先显著增加又缓慢增加的趋势。120mm/h雨强下下渗量的变化趋势与90mm/h时相同，但每个阶段的下渗量均比90mm.h雨强时大近1倍。H-CK雨强渐小处理中，在前两个雨强下均未出现下渗，最后一次降雨时开始下渗8-32min阶段内的下渗量增加较快，32min时达到0.42mm/min，60mm/h雨强降雨结束时又降到0.29mm/min。

添加有机肥料土壤的下渗量的动态变化

L-L、L-M、L-H处理下渗量的动态变化

L-L处理在60mm/h雨强下未出现下渗。L-L处理90mm/h雨强下，在第四阶段开始出现下渗，最高为0.02mm/min，降雨结束时降低到0.01mm/min。120mm/h雨强时，下渗出现时间提前，并且在16-24min时最大，最大值为0.05mm/min之后逐渐降低，但都比90mm/h雨强时下渗量多。

L-M处理在60mm/h雨强的最后一个阶段出现下渗，下渗量为0.07mm/min。90mm/h雨强时，下渗速率逐渐增加到0.25mm/min，最后趋于平稳。120mm/h雨强时，前四个阶段的下渗速率都是不断增加的，但最后一阶段减少至0.12mm/min。

L-H处理在60mm/h雨强下未出现下渗。在雨强为90mm/h的第四个阶段开始出现下渗，下渗速率现增加到0.031mm/min后又开始减小至0.027mm/min。120mm/h雨强时，下渗速率明显加快，8-16min阶段内增加的最大，增加到0.035mm/min后开始趋于平稳，保持在0.04mm/min左右。

H-L、H-M、H-H处理下渗量的动态变化

H-L处理在60mm/h雨强下未产生下渗，在90mm/h的第四阶段开始产生下渗，但下渗速率小，在0.02-0.04范围内。当雨强变为120mm/h后，下渗速率显著增加，前四阶段增加幅度较高，最大值为0.207mm/min，最后一阶段虽然有小幅下降，但下渗速率依旧高于二、三阶段。

H-M处理在60mm/h雨强下未产生下渗。在90mm/h雨强的第二阶段出现下渗，8-24min阶段处于增加的趋势，一直增加到0.21mm/min，之后下渗速率保持平稳直至降雨结束。雨强为120mm/h时，下渗速率是不断稳定增长的，降雨结束时的下渗速率为0.21mm/min。

H-H处理在雨强为60mm/h时也未出现下渗。在90mm/h雨强的第三阶段产生下渗，并且第三阶段速率最大为0.09mm/min。雨强为120mm/h时，下渗速率一直保持平稳增大的趋势，降雨结束时的下渗速率达到0.13mm/min。

综上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。