晋西黄土丘陵沟壑区降雨地形分布规律研究_以山西省方山县土桥沟流域为例

降雨是陆地上水资源的直接来源，也是陆上水循环的首要环节。

降雨量数据是研究流域内水资源和水环境的首要基础资料之一，但是目前由于气象站点的限制，在某些地区往往存在无降雨资料或降雨资料不足的情况，严重影响了科研和实际工作的进行。

精确的降雨数据只存在于雨量站点，其余点位的降雨数据只能从相近站点或者其它气象参数求得，如果能在有
限降雨资料的基础上，研究出影响降雨的因素，建立降雨量与各因素之间的关系，有助于加深对山地气候的认识，进而推求无降雨资料地区的降雨数据，而且可以为流域内的水资源环境、植被恢复和土壤侵蚀的研究提供良好基础，因此研究降雨的时空分布规律具有重要的现实意义。

关于降雨与地形的关系，国内外科研工作者大多
基金项目：“十一五”国家科技支撑计划课题“黄土高原丘陵沟壑半干旱区水土保持抗旱造林及径流林业技术试验示范”（2006BAD03A1201）。

第一作者简介：王晓宁，男，1982年出生，硕士研究生。

主要研究方向：水土保持、工程绿化。

通信地址：100083北京市海淀区清华东路35号北京林业大学416#信箱，Tel ：（010）82380527，E-mail ：haixin328@ 。

通讯作者：赵廷宁，男，1962年出生，博士，北京林业大学教授，博士生导师，主要研究方向：水土保持、工程绿化、生态恢复。

E-mail ：zhtning@ 。

收稿日期：2008-12-22，修回日期：2009-02-28。

晋西黄土丘陵沟壑区降雨地形分布规律研究
——以山西省方山县土桥沟流域为例
王晓宁1，贾慧慧2，赵廷宁1
（1北京林业大学水土保持学院，水土保持与荒漠化防治教育部重点实验室，北京100083；
2
北京大学城市与环境学院，北京100871）
摘要：通过对不同高程（1158m 、1270m 、1341m 、1407m ），不同坡向（峁顶、阳坡、阴坡、阳沟坡、阴沟）情况下20个观测点的降雨量监测，经过分析研究表明：对于丘陵沟壑区的山地降雨，在不考虑坡向影响的情况下，降雨量基本随着高程变化规律为，先增加后减少；在同一高程，不同坡向情况下降雨量的分布规律为：阴沟坡>阴坡>峁顶>阳沟坡>阳坡，即阴坡（背风坡）>阳坡（迎风坡）；不同高程情况下亦是如此。

关键词：地形雨；降雨空间分布；黄土丘陵沟壑区；降雨量中图分类号：S3
文献标识码：A
The Study on Rainfall Distributing Rule with Landform of Hill and Gully Region
of the Western Shanxi Province
——A Case Study in Tu Qiaogou Small Watershed in Fangshan of Shanxi Province
Wang Xiaoning 1,Jia Huihui 2,Zhao Tingning 1
(1College of Soil and Water Conservation,Beijing Forestry University,Key Lab.of Soil &Water Conservation and
Combating Desertification,Ministry of Education ,Beijing 100083;
2
College of Towm and Environment,Peking University ,Beijing 100871)
Abstract:Based on the rainfall observation with different elevation(1158m 、1270m 、1341m 、1407m),and different slop directions(peak 、positive slop 、shade slop 、positive chimb slop 、shade chimb slop)about 20observation station.The research results showed that without the influence of slop direction,the rainfall increases first and reduces then,in the same elevation the rainfall distributing rule of different slop directions
is shade chimb slop>shade slop>peak>positive chimb slop>positive slop,and the conditions of different elevation is the same.
Key words:landform-rain,rainfall with space distributing,hill and gully region,rainfall 中国农学通报2009,25(07):246-249Chinese Agricultural Science Bulletin
数通过研究有限点的数据之间的空间关系，包括降雨随海拔高度、坡度、坡向等因素的变化[1]。

笔者在此基础上以山西省方山县土桥沟流域为例，针对降雨与地形因素（高程、坡向）的关系展开分析，得出晋西黄土丘陵沟壑区降雨的地形分异规律。

1研究区概况
研究试验区地处山西省吕梁地区方山县峪口镇东南3km的土桥沟流域，位于山西省西部，吕梁山中段西侧，东与娄烦、交城为邻，西与临县接壤，北倚兴县、岚县，南与离石相接，属于黄河中游黄土丘陵沟壑区。

吕梁地区属暖温带大陆性气候区，秋季凉爽少雨，夏季降雨集中，多年平均气温7.3℃；多年平均降水量416mm，且年内分布不均，7—9月3个月的降水量占全年的60%以上。

境内地势北高南低，垂直变化明显，最高点海拔为2831m，最低点海拔987m，二者高差1844m，实验区域内流域平均海拔1200m左右。

土壤类型为山地棕壤、灰褐土和草甸土。

试验区属森林草原灌丛植被区，乔木主要有刺槐（Robinia pseudoacacia）、白榆(Ulmuspumila）、油松（Pinustabulaeformis）等，灌木主要有黄刺玫（Rosa xanthina）、沙棘（Hippophae rhamnoides）、虎榛子（Ostryopsisdavidiana）等，草本以菊科居多主要是铁杆蒿（Artemisiasacrorum）、茵陈蒿（Artemisia capillaris）、刺儿菜（Cephalanoplos.segetum）等。

2研究内容与方法
2.1降雨随高程变化规律
试验在观测降雨量随高程的变化规律时，在尽量保证其他自然条件基本相似的前提下，将测点设在周围没有遮蔽的不同海拔高度，坡向、坡度大致相同的具有代表性的山顶、高地和坡地上[2-3]。

野外考察共布设观测点20个，共分为4个高程布设，分别为1161、1270、1341、1407m，每个高程设有5个观测点，计算出每个高程点的平均降雨量。

2.2降雨随坡向变化规律
再观测不同高程点的降雨量数据时，将每个高程分为5个不同的分测点，分别布设在梁峁顶、阴坡、阳坡、阴沟坡（即阴坡下部）、阳沟坡（即阳坡下部）5个地形部位，根据观测数据在高程统一的情况下分析降雨随坡向变化的规律。

3结果与分析
3.1降雨随高程分布规律
虽然降雨量空间变化极为复杂，但总的趋势被认为与高程有关。

有的地区表现为雨量随高度增加而增大；有的地区反映出雨量随高度增加而增大是有一定限度的，当其超过了某一高度后又随高度的增加而减小[4-7]。

对于丘陵沟壑区的山地降雨，在不考虑坡向影响的情况下，从表1和图1可以看出，山地降雨量最初随海拔高度升高而增加，到某一高度降雨量达到最大值后开始随着高度的增加而逐渐递减。

产生最大降雨量的高度随地区和季节的不同有所差异，一般是气候愈潮湿、大气愈不稳定，最大降雨量的高度愈低[8-10]。

试验区的最大降雨量发生在海拔1280m左右。

表1实测数据汇总表
地貌部位峁顶阳坡阴坡点号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
经纬度
N
37°43′40.3″
37°43′30.4″
37°43′23.6″
37°43′18.8″
37°43′29.7″
37°43′30.29.7″
37°43′23.8″
37°43′22.9″
37°43′37.8″
37°43′30.2″
37°43′23.3″
37°43′19.9″
E
111°13′27.2″
111°14′20.9″
111°14′51.0″
111°15′9.5″
111°13′28.7″
111°14′21.5″
111°14′50.0″
111°15″12.2
111°13′25.8″
111°14′20.1″
111°14′50.0″
111°15′9.4″
海拔/m
1158
1270
1341
1407
1158
1270
1341
1407
1158
1270
1341
1407
坡度/°
10
10
10
15
27
41
45.5
21
26
39.5
12
平均降雨量/mm
153.64
165.22
151.05
147.10
121.90
160.02
164.39
127.22
147.37
165.30
177.68
140.86王晓宁等：晋西黄土丘陵沟壑区降雨地形分布规律研究·
·247
中国农学通报
考虑到在山脉统一坡向上的降雨量和海拔高度关系比较好，分别就峁顶、阳坡、阴坡、阳沟坡、阴沟坡五个特征地形展开分析。

实验区不同坡向降雨量随高程分布如图2所示，从图中曲线可以看出，各个坡向的平均降雨量随高程变化，均为先增加后减少。

由于不同地形部位受风向等作用影响，出现最大雨量出现的高
程不尽相同。

其中，阴坡出现最大雨量的高程最大。

产生这样的结果是因为，对于丘陵山地类的地形，在起伏地形的向风面，特别是高地的顶部，风速较大，有上升分速度，雨滴的降落速度慢，大量雨滴被吹到了背风面，因此当高度达到一定时降雨量随着高程的增加而减少。

地貌部位阳沟坡
阴沟坡
点号13
14151617
181920
经纬度
N
37°43′40.3″37°43′29.9″37°43′23.7″37°43′18.6″37°43′36.5″37°43′32.0″37°43′22.9″37°43′20.9″
E
111°13′27.2″111°14′22.7″111°14′52.0″111°15′6.7″111°14′28.7″111°14′29.7″111°14′51.0″111°15′9.0″
海拔/m 11581270134114071158127013411407
坡度/°820194315522931
平均降雨量/mm
150.37163.81134.79139.82148.66177.08174.22153.90
图1平均降雨量随高程变化图
图2不同坡向降雨量随高程变化图
3.2降雨随坡向分布规律
通过对峁顶、阳坡、阴坡、阳沟坡、阴沟五种地形在不同高程下的平均降雨量的分析（如图3），可以看出平均降雨量随坡向的变化情况为阴沟坡>阴坡>峁顶>阳沟坡>阳坡。

研究区地处晋西黄土高原，夏季季风
风向以西南风为主，即西南向坡为迎风坡，东北向为背风坡。

从阴阳坡的划分标准而言，南向坡为阳坡，即迎风坡；北向坡为阴坡，即背风坡。

因此，从上述的分析结果可以推出背风坡降雨量>迎风坡降雨量。

此外，在相同高程情况下，如图4也可以看出，阴坡降雨量多
(续表
1)
·
·248
数大于阳坡降雨量。

产生上述结果时因为，在统一高程下，背风面风速较小，有下降分速度，雨滴加速下落，使得降雨量在背风增加，不同高程下的阴阳坡降雨量情况亦是如此，总体趋势是阴坡降雨量大于阳坡降雨量。

4结论与讨论
对于丘陵沟壑区的山地降雨，在不考虑坡向影响的情况下，降雨量基本随着高程的增加，先增加后减少；在统一高程，不同坡向情况下降雨量的分布规律为：背风坡>迎风坡，即阴坡>阳坡，峁顶降雨量适中；经过进一步研究分析在不同高程情况下降雨量也遵循阴坡>阳坡地规律。

该研究是在一定的时期内，通过收集不同高程的一些相对独立的观测点的数据进行分析，由于数据量比较小，对得出的分布规律只能做定性分析，无法得到定量结果，这就需要后期不断进行数据补充和研究分析。

另外，空间降雨分布是一个比较复杂的过程，此文只是针对高程和坡向这两个地形因素进行分析，其他方面的影响因素也有待于进一步的研究和分析。

参考文献
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