山地丘陵区小流域次降雨产流产沙过程研究

为探究山地丘陵区小流域次降雨的流量与含沙量响应过程,选取四川省盐亭县万安小流域和其内嵌套的苏荣小流域为研究对象,分析了2018年7月12日次降雨过程中降雨-流量-含沙量的响应过程。结果表明:本次降雨的降雨量较小,流域面积较小的苏荣小流域流量峰值出现时间稍稍滞后于降雨量峰值出现时间,含沙量与流量响应迅速且变化趋势一致;面积较大的万安小流域,汇水速度较慢,径流携带泥沙能力较弱,表现出含沙量与流量无显著相关的特性;万安小流域径流输沙模数远小于苏荣小流域,苏荣小流域平均输沙模数为万安小流域的30多倍。     

长江三峡花岗岩地区优先流对渗流和地表径流的作用

为研究长江三峡花岗岩地区优先流对渗流和地表径流的影响,以长江三峡地区曲溪小流域作为试验用地,选择适当的土壤剖面作为观测剖面。采用自记流量计测量了优先流、渗流和降雨过程。在小流域出口处设置90°薄壁三角堰和水位计记录了地表径流过程,分析了优先流和渗流、地表径流之间的关系。结果表明,在同等降雨条件下,优先流晚于渗流出现,早于渗流停止。优先流流量在剖面渗流总量中的比例可达2.40%～48.72%。优先流水分通量最大可达剖面渗流水分通量的17200倍,会在很大程度上增加土壤水分运动通量。在同场降雨中,优先流的介入使得渗流流量峰值出现时间提前。优先流的出现导致地表径流峰值出现时间延迟,洪水历时过程延长。前期影响雨量及产流次雨量较小时,优先流与地表径流之间相互影响较大。     

沂蒙山区不同强降雨下土壤的氮素流失特征分析

为探讨不同自然强降雨氮素流失特征,实地观测沂蒙山区孟良崮小流域2010年汛期的降雨与径流过程,选取暴雨(汛期首场强降雨)、大雨(土壤水分相对饱和强降雨)和大暴雨(年最大雨强降雨)3场不同典型强降雨,分析降雨径流及氮素流失特征。结果表明,在首场暴雨条件下,除颗粒态氮外,其他形态氮含量在整个降雨过程中均呈现增加趋势;在大雨过程中,总氮含量在径流峰值前达到峰值,溶解态氮和硝态氮含量在径流峰值后达到峰值,并趋于稳定;在大暴雨条件下,总氮和颗粒态氮含量在径流峰值前浓度陡增到最大后迅速降低。总氮与颗粒态氮的流量加权质量浓度表现为大雨<暴雨<大暴雨,溶解态氮流失浓度百分比介于49.9265%～85.292%,且硝态氮在溶解态氮中占主导地位。不同形态氮和泥沙的平均流失率随着降雨强度的增强而增加,均表现为大暴雨>暴雨>大雨。该研究为沂蒙山区小流域水环境保护和非点源污染治理提供依据。     

薄层紫色土坡耕地胶体颗粒随地表径流及裂隙潜流迁移规律

为查明薄层紫色土坡耕地土-岩二元结构中胶体颗粒随地表径流和泥岩裂隙潜流迁移的规律,在2015年3场自然降雨事件中对1 500 m~2大型坡耕地径流场进行监测研究。结果表明:1)地表径流的产流方式主要受土壤前期水饱和度、降雨强度和历时影响;裂隙潜流则主要受降雨量控制,其峰值流量对降雨的响应滞后于地表径流30 min左右;坡中部和坡下部对地表径流、裂隙潜流的贡献明显高于坡上部。2)地表径流中胶体颗粒质量浓度数十倍于裂隙潜流,最高可达4 827 mg/L,单场降雨事件中地表径流胶体迁移总量可超过7 kg。3)地表径流和裂隙潜流中胶体迁移速度快于径流,胶体质量浓度峰值的出现早于径流量峰值;地表径流中的胶体颗粒质量浓度主要受土壤水饱和度和径流过程控制。该研究结果对于估算农田中胶体结合态污染物的迁移通量具有参考价值。     

太原市工业区不同下垫面降雨径流污染特征

[目的]揭示太原市工业区不同下垫面降雨径流的污染特征,为探明工业水体污染的来源以及工业水污染治理提供科学依据。[方法]基于研究区2类不同下垫面的降雨径流水质监测数据,计算场次降雨径流污染物的平均浓度(EMCs)。监测项目包括化学需氧量(CODcr),NH_3—N,NO_3~-—N,TN,TP,Cu和Zn。[结果]2种下垫面条件下降雨径流的CODcr,NH_3—N,NO_3~-—N,TN和TP的浓度均超出Ⅴ类国家地表水标准,重金属污染不明显;污染物负荷(EMC)与降雨历时呈现负相关关系,符合指数回归方程。[结论]研究区降雨冲刷效应显著,随着降雨历时的增加,污染物浓度趋于降低。同时,与国内其他城市工业区相比,太原市工业区的污染程度较轻。     

三峡库区小流域产流产沙试验研究

通过建立三峡库区小流域缩微模型,分别进行了3场人工模拟降雨试验(降雨强度分别为60,90,120 mm/h),对小流域产流产沙过程进行了研究。结果表明,3场降雨试验的产流量及产沙量均随降雨强度的增加而增加,但产流量的增加幅度远大于产沙量。产流量在3场降雨过程中均随径流时间呈现先增大后趋于稳定的趋势,但产沙量变化规律较为复杂。在各场次降雨下,累积产流量和累积产沙量均随降雨历时的增加呈线性函数规律变化。3场降雨产流的含沙量均呈波动形式变化。     

弱透水性下垫面降雨径流污染物输移特性

为了研究弱透水性下垫面降雨径流污染物的输移特性,选择兰州市作为典型城市,基于其降雨分布特点和面源污染特点提出了弱透水性下垫面径流污染物输移模型。通过对大学校园内屋面、路面及其他弱透水性下垫面组合形式下的天然降雨径流取样检测,分析了浊度,COD_cr,TN和TP等主要污染物浓度随时间的变化规律及污染物相关性研究,同时运用模型计算径流污染物初期负荷率。结果表明:校园弱透水性下垫面,降雨径流历时10～20 min各污染物浓度达到峰值。径流历时30 min内,降雨径流浊度,COD_cr,TN和TP的污染物负荷率可达到65%～85%。在中小降雨条件下,降雨径流过程中各污染物显著相关,径流污染物输移模型的适用性较好。     

紫色土丘陵区农业小流域暴雨事件磷素多尺度流失特征

为了揭示自然小流域尺度降雨、地形、土地利用结构等对泥沙和磷素输出的影响,根据丘陵区农业小流域自然地貌与土地利用特征,设计了不同尺度的小流域监测点,分别为苏荣、截流、大兴、万安,监测面积分别为3.0,34.6,480.3,1 236.4hm~2,并选择了降雨侵蚀力(R)分别为1 411.5,595.7,391.4 MJ·mm/(hm~2·h)的3场降雨事件监测小流域内磷素流失过程特征。结果表明:(1)以居民点集镇和耕地为主的苏荣和截流小流域水文响应速度较快,暴雨事件中径流峰值出现在降雨峰值后的5~10min,较大尺度大兴和万安小流域泥沙浓度峰值与径流峰值滞后于降雨峰值0.5~3h。(2)3场暴雨径流中泥沙与全磷、颗粒态磷均存在较一致的显著相关关系(R0.6,P0.01),泥沙、全磷流失负荷在源头小流域(苏荣、截流)最高,3场暴雨苏荣全磷平均流失负荷达到0.36kg/hm~2,万安小流域泥沙、全磷流失负荷最低,全磷平均流失负荷为0.009kg/hm~2。(3)小流域径流中颗粒态磷占全磷流失量50%以上。(4)多元回归分析结果表明,径流量和泥沙含量可用于进行磷素流失通量预测。坡耕地、林地与水田带状组合结构可显著降低小流域泥沙和磷素流失负荷。研究结果为计算丘陵区农业小流域暴雨过程中磷素多尺度流失负荷提供参考。     

典型山地丘陵区农业小流域氮素迁移特征

为探讨山地丘陵区农业小流域氮素迁移特征,对典型山地丘陵区农业小流域降雨—径流事件、水体氮素形态与浓度、时间变异特征及其迁移通量进行了全年观测研究。结果表明:(1)小流域水体氮素浓度存在显著季节变异特征,全年总氮(TN)平均浓度为2.14 mg/L,硝态氮(NO_3~-—N)平均浓度为0.77 mg/L,铵态氮(NH_4~+—N)平均浓度为0.25 mg/L,溶解性有机氮(DON)平均浓度为0.51 mg/L,其中NO_3~-—N是氮素迁移的主要形态;(2)小流域春季(3—5月)对全年氮素迁移通量贡献最高(43.56%),而秋季(9—11月)贡献率最低(3.70%);(3)降雨—径流事件和施肥等农事活动是小流域氮素迁移及其通量的重要驱动因子。     

合肥市城区流失水土污染特征研究

利用降雨一径流过程中的采样与监测,研究道路面、草坪地和灌丛地径流中固体颗粒物、氮、磷等污染物浓度的变化特征.结果表明,城区降雨径流中初期污染物浓度明显高于后期,但不同下垫面上径流污染物变化规律有所差异.道路面径流污染物(SS,N,P)浓度在初期很高且下降幅度很大,末期则较低且趋于稳定;草坪地和灌丛绿地径流污染物从初期到末期基本呈平稳下降趋势.试验结果还表明,城区径流中输出的磷污染物以颗粒态为主,颗粒吸附态磷(PP)达到70%以上;氮污染物中颗粒态明显低些,但颗粒吸附态氮(PN)在40%～60%.     

内蒙古沙尘天气生态环境背景遥感分析

沙尘暴是中国北方地区,特别是沙漠及其临近地区特有的一种自然灾害。据研究,内蒙古中西部地区已成了中国北方主要的沙尘中心和源地。内蒙古地区多属干旱、半干旱气候,生态环境脆弱,由于长期不合理的生产和生活活动,生态环境迅速恶化,水土流失、风蚀沙漠化、盐渍化以及草场退化等问题日益严峻。加之全球气候变化的影响,近年来沙尘天气肆虐该地区,受影响的地区遭到不同程度的危害。利用2000年5～10月份TM假彩色合成影像,解译并获取土地利用现状、植被状况和土壤侵蚀等信息和数据基础上,较全面分析了内蒙古沙尘源地的生态环境背景,并提出了整治对策。     

西部输油管道工程水土保持监测及防治对策

西部输油管道工程是独特的大型线状建设工程,途经新疆、甘肃2个省份的多种地貌类型,工程建设会大面积扰动地表和产生大量弃土弃渣,水土流失的类型、成因非常复杂。沿途包括典型的干旱气候风力侵蚀和半干旱水—风复合侵蚀区,尤以风力侵蚀为主。对工程建设期土壤侵蚀过程进行了监测分析,并提出了相应的防治措施。     

新疆南疆农业灌溉对生态与环境影响

南疆是一个极端干旱的内陆荒漠区,生态环境十分脆弱。水分对生态环境影响很大,合理开发利用水资源,甚为重要,即要建设灌区绿洲生态系统,又要考虑保护下游塔里木河干流的生态环境。这是保护灌区生态环境的根本要求。根据实地调查和有关资料,分析了南疆农业灌溉对环境的影响,探讨了改善生态环境的措施。     

吉林省西部地区的风蚀灾害和防治措施

吉林省西部地区风沙很大。其中主要的12个县市,解放后经过多年努力,已治理风蚀面积约44.4万公顷,占原风蚀面积的82%。这对减轻该区的风沙危害,改善生态环境和提高农业生产水平,都起了重要的作用。不幸的是,这个地区经历了3年经济困难时期的破坏,长期“左”倾错误的折腾和十年内乱的干扰,使风蚀面积从解放初期的54.2万公顷剧增到近几年的140多万公顷。除去前两年停耕严重风蚀地近22万公顷外,还有亟待治理的沙荒面积119.5万公顷。这些风蚀面积,多数是流动沙丘。它们每年以20米的速度向村镇涌进。许多庄户人家的庭院内堆沙1米多高,掩埋了大门。由于“三料”奇缺,当地居民生活非常穷困。主要治理措施如下: 1、合理利用土地,改广种薄收为精耕细作; 2、大力植树种草,积极发展农村能源,全面防治风沙危害,有效地改善生态环境; 3、推广户包治理,认真落实政策,提高防治风沙的效益,加快治理风沙速度。     

基于土壤粒度和大风日数的风蚀风险预报

为寻求一种较为简便、广泛适用的土壤潜在风蚀风险评价方法体系,选取内蒙古中西部的吉兰太戈壁、乌兰布和半固定沙地、毛乌素沙地、武川农田和希拉穆仁草原5种典型风蚀试验区,基于数字图像技术,获取地表不可蚀颗粒含量,结合地区大风日数资料,建立土壤潜在风蚀风险指数方程,并进行实地验证。结果表明:吉兰太戈壁、灌丛地表已经处于粗化过程后期,抗风蚀能力较强,平均抗风蚀指数分别为91.40%和81.40%。由于灌丛群落的存在,乌兰布和沙漠半固定沙地土壤颗粒空间分布差异明显,导致土壤抗风蚀能力呈现不同程度的差异。毛乌素沙地风成沙物质颗粒较细,抗风蚀指数仅为13.40%,极易起沙。应用土壤潜在风蚀风险方程实地表征所得结果与实际情况吻合,与人类活动关系最为密切的农田、草原土壤潜在风蚀风险最高。研究结果可实现科学、有效地预测地表潜在风蚀风险,为干旱、半干旱地区风蚀荒漠化监测提供理论依据和技术支撑。     

黄土高原水蚀风蚀交错带和神木试区的环境背景及整治方向

黄土高原土壤侵蚀最强烈地区出现于年降水量为400mm左右的水蚀风蚀交错地带,本区气候变化剧烈,植被稀疏,土壤侵蚀全年进行,为典型的脆弱生态环境区。春季风蚀强烈,夏秋暴雨侵蚀频繁,两者交替进行,相互促进,年均侵蚀模数多在10000t/km²以上,境内的晋陕蒙煤田开发区为强烈侵蚀的中心,又为黄河下游河床粗泥沙的主要来源区。鉴于治黄和煤田开发的紧迫需要,神木试区即设于该地区,建立该试区进行环境整治的试验示范研究具有广泛的实际指导意义。综合分析神木试区的优势和劣势。以小流域为单元,探讨工副业与农业相结合,生态效益与经济效益同步发展,农林牧副业生产走向商品化,走向市场的新途径。     

Environmental conditions and soils of natural oases in the Alashan Gobi Desert,Mongolia

Environmental conditions and soils of nine natural oases in the Alashan Gobi Desert of Mongolia are characterized. All these oases are allocated to the zones of tectonic faults, where the discharge of slightly saline groundwater takes place. The absolute heights are about 1500 m a.s.l. The oases are found on piedmont plains or in hilly areas occupied by true deserts with fragments of extremely arid deserts. With respect to geomorphological conditions, four types of oases can be distinguished: isolated (isle-type) oases, oases in large mesodepressions, oases formed in naturally ponded areas, and oases within terraced valleys. Each of these types is characterized by specific soil cover patterns controlled by the geomorphological features of the territory, the character of parent materials, and the groundwater depth. At the same time, some common soil properties are typical of all the oases. Hydromorphic soils—peat meadow-swampy soils, dark-colored nonsaline meadow soils, oasis solonchaks that developed in areas with shallow nonsaline groundwater, solonchaks with different degrees of hydromorphism that developed from mottled-colored salt-bearing Cretaceous and Paleogene deposits, and soddy alluvial (floodplain) soils—predominate in the central parts of the oases. Under conditions of deep groundwater, takyric and sandy desert soils are formed. The oases are encircled by desert ecosystems with gray-brown desert and extremely arid soils and with poorly developed stony soils that formed on the low residual mounts. In the period of the study (1991), irrigated farming was only developed within one of the studied oases. The main part of the land was used for pasturing. In some cases, the high grazing pressure led to degradation (desertification) of oasis ecosystems. A comparison of the oases studied in the Alashan Gobi with the Ekhiin-Gol oasis in the Transaltai Gobi attests to the similarity of their nature.     

不同土地利用背景下土壤侵蚀空间分布规律研究

在 RS与 GIS技术的支持下 ,对不同土地利用背景下的土壤侵蚀空间分布规律进行了定量研究。具体表现为通过空间分析 ,对不同土壤侵蚀下的土地利用类型、不同地貌特征下的土壤侵蚀状况、不同土地利用结构下的土壤侵蚀进行了动态分析。研究结果表明 :我国的土壤侵蚀以水力侵蚀为主 ,其次为风力侵蚀和冻融侵蚀。我国的水力侵蚀以微度水力侵蚀为主 ,随着侵蚀强度的增加 ,侵蚀面积在逐渐减少 ;我国的风力侵蚀以剧烈风力侵蚀为主 ,随着侵蚀强度的增加 ,侵蚀面积逐渐增加 ;在冻融侵蚀区以微度冻融侵蚀为主 ,随着侵蚀强度的增加 ,侵蚀面积逐渐减小。对我国威胁最大的是风力侵蚀 ,因此 ,研究如何防治风力侵蚀 ,阻止土壤沙漠化 ,在目前是一项十分紧迫的任务。     

中国长城沿线生态破坏的特点及保护对策

中国长城沿线位于暖温带与温带的过渡地区,自东向西分别为半湿润气候、半干旱气候、干旱气候;地形地貌又多变化;因此生态脆弱。由于各种原因,中国长城沿线生态破坏严重,其中东段以水土流失为主,生态破坏的比较严重;中段则水土流失和风沙并重;生态破坏严重,西段以风沙侵蚀为主;生态破坏很严重。中国长城沿线生态保护应以科学发展观为指导,因地制宜,保持水土及防沙治沙,宜林则林,宜草则草,工程措施与生物措施相结合,人工治理与自然恢复相结合。     

半干旱草原潜在土壤风力侵蚀空间格局研究

中国绝大多数的干旱半干旱地区遭受着严重的风力侵蚀。风蚀可导致土壤流失、肥力下降,最终导致土地荒漠化。半干旱草原区的荒漠化问题日益突出,由此带来的沙尘暴等灾害天气增多,给人们的生产生活带来诸多不便。从影响土壤风力侵蚀的风速、干燥度、植被盖度、地形起伏度、土壤可蚀性以及放牧压力6个方面出发,借助GIS技术,通过主成分分析研究半干旱草原区达茂旗土壤风力侵蚀的空间分布格局。结果表明:达茂旗潜在土壤风力侵蚀指数由南向北呈高—低—高趋势。达茂旗北部地区土壤风蚀主要受风速、干燥度和植被指数影响;中部地区风力侵蚀主要受地形起伏度的影响,地形起伏对风的消减作用增强,使得风力降低,加之该地区土壤可蚀性和干燥度相对较低,风力侵蚀指数低;南部土壤风力侵蚀主要受放牧压力影响,春季正是牧草返青季节,植被盖度低,且牲畜密度相对较大,放牧对草场的压力大,土壤风力侵蚀严重。风力侵蚀各影响因子的时空异质性是导致半干旱草原风力侵蚀空间异质性的主要原因。干旱草原风力侵蚀空间异质性的主要影响因素是风速、干燥度和植被指数,其次受地形和土壤可蚀性的影响,而放牧压力是半干旱草原区土壤风力侵蚀的主要人为因素之一。