人工模拟降雨条件下坡面产沙规律及侵蚀泥沙颗粒特征研究

利用室内模拟降雨试验,研究了坡面产沙规律及其与径流的相关关系,并对比分析了侵蚀泥沙与原土壤的颗粒特征。结果表明:1产流时间受降雨强度与坡度共同影响,降雨强度和坡度越大,产流时间越短,随降雨强度增加坡度对产流时间的影响越加明显。2不同降雨强度作用下,产沙量(4 min产沙量)均随降雨历时的增加呈现先增加后减少的趋势,但峰值不同,降雨强度越大峰值越大。3累计产沙量与累计径流量呈显著的幂函数关系,可用方程y=AxB来表达,相关系数R2均大于0.986,达极显著水平,系数A随降雨强度和坡度的增加而减小,系数B受降雨强度和坡度的影响无明显规律性变化。4不同降雨强度作用下的侵蚀泥沙颗粒级配不同,与原坡面土壤颗粒级配的差异程度表现为1.2 mm/min0.8 mm/min0.5 mm/min,随着降雨强度的减小,侵蚀泥沙中0.01 mm颗粒的相对含量有所增加,0.01 mm颗粒的相对含量减少,并且降雨强度越小,这种变化程度越明显。     

工程堆积体坡面侵蚀泥沙分选特性与运移机制研究

为揭示工程堆积体陡坡坡面在径流驱动下侵蚀泥沙颗粒分选特征及搬运机制,设计了3种上方来水流量(10,20,30 L/min)下的野外模拟径流冲刷试验,对杨凌弃土工程堆积体陡坡坡面(32°)侵蚀泥沙的颗粒分布特征进行分析。结果表明:侵蚀泥沙(分散前)中黏粒、细粉粒较原始土壤明显增加,易产生侵蚀;径流对团粒破碎作用影响侵蚀泥沙黏粒含量,当径流功率＜1.71 N/(m·s)时,黏粒含量与径流功率呈负相关,＞3.89 N/(m·s)时则呈正相关;侵蚀泥沙中细粉粒、粗粉粒主要以单粒的形式搬运,而黏粒以及砂粒多以团粒的形式搬运;侵蚀泥沙中黏粒表现为富集,砂粒表现为贫化;泥沙颗粒粒径决定其主要搬运形式,＜0.11 mm的泥沙颗粒以悬移/跃移搬运为主,＞0.11 mm的泥沙颗粒以滚动搬运为主;滚动搬运的贡献率随径流搬运能力的增强呈先增大后减小。研究结果将有助于揭示工程堆积体坡面水蚀过程机理,为提高工程堆积体陡坡坡面水蚀模型预测精度提供科学依据。     

侵蚀泥沙坡面沉积研究初报

利用元素示踪法的优点,对坡面侵蚀土体的颗粒在坡面上的运移、沉积状况进行了研究。通过对野外全坡面径流小区的试验、观测数据的分析,讨论了侵蚀泥沙在坡面沉积的分布特征及其影响因素,探讨了沉积对利用示踪法研究土壤侵蚀空间分布的影响程度。研究结果表明稀土元素示踪方法在坡面、沟道侵蚀泥沙的沉积研究中可望有广泛的应用前景。     

黄土高原的形成与整治对策

本文以雨土和雨尘等泥质“细粒团”的形成和细小矿粒楔入粗粒等现象,作为只有经过风力吹扬搬运才能形成的“专一”特征,来检查250万年以来黄土高原各期黄土后,发现黄土确系西来黄尘在黄土高原上空与东来湿气相遇不断降落、堆积增厚所成。这样堆积以颗粒支架式接触为主的黄土层,本来就具有良好的通透性能,后来因植被的繁生,尤其是禾本科草本植物根系的作用,而更加提高和巩固。这是在自然环境下,黄土高原堆积厚达100m以上完整的黄土——古土壤系列的唯一背景和根源。目前黄土高原水土流失剧烈进行,其主要原因就是人为活动对天然植被的无情破坏,从根本上破坏了土壤的入渗和抗冲性能。当前黄土高原整治的对策也只有按照“全部降水就地入渗拦蓄”为战略目标,采取“米粮下川上塬;林果下沟上岔;草灌上坡下坬”,并与社会经济需求紧密结合,来安排土地合理利用和具体生产措施。     

侵蚀泥沙颗粒特征研究进展

侵蚀泥沙颗粒对深入理解和模拟泥沙及与之有关的化学污染物质输移至关重要。通过对国内外相关研究归纳整理、总结经验,重点围绕土壤水蚀的2个主要过程(细沟间和细沟侵蚀),对侵蚀泥沙颗粒输移形式、各级未分散颗粒的机械组成、不同粒径颗粒的富集规律和分选特征以及影响因素等进行综述与评价。纵观国内外的研究进展,侵蚀泥沙颗粒流失规律的研究已经较为全面和深入,取得了一些共识性成果:(1)未分散状态下的泥沙颗粒粒径分布更适合用来描述、模拟泥沙的输移行为和与之相关的营养污染物质迁移;(2)侵蚀泥沙粒径分布主要受降雨和径流能量的限制,能量小时,径流优先输移细颗粒,泥沙以细颗粒的富集为主;随着能量的逐渐增大,泥沙逐渐变粗;当能量足够大而产生细沟的时候,泥沙粒径分布趋向于接近原土;(3)团聚性好的土壤,其侵蚀泥沙粒径较团聚性差的土壤粗。     

农田暴雨径流侵蚀泥沙流失及其对氮磷的富集

利用室内模拟降雨径流试验(降雨强度72mm/h),研究侵蚀泥沙的粒径分布特征及其对氮磷的富集作用。结果表明,侵蚀泥沙的团聚体组成和原来土壤有很大差异,<0.25mm团聚体占侵蚀泥沙重量的81%,而在原土壤中只有16%;>0.25mm的团聚体只有19%,远远低于原土壤中的84%。颗粒态氮磷分别占径流流失氮磷的94%和91%以上,而78%的颗粒态氮和69%的颗粒态磷是通过小于0.25mm团聚体流失的;44%的颗粒态氮和32%的颗粒态磷是通过<0.045mm团聚体流失的。侵蚀泥沙氮磷富集系数随时间而下降,并与侵蚀泥沙累积流失量之间呈显著的对数线性相关。侵蚀泥沙中<0.25mm团聚体,尤其是氮磷含量较高的<0.045mm团聚体的富集是侵蚀泥沙对氮磷富集的原因。     

侵蚀泥沙研究的137Cs核示踪技术

^137Cs是上世纪50-70年代大气核试验产生的核尘埃，1963年产出量最大，半衰期30．1a。^137Cs主要伴随降水降落到地表，随即被土壤颗粒吸附，^137Cs以后的迁移主要伴随被吸附土壤颗粒的运移。上世纪80年代以来，^137Cs示踪技术已广泛应用于侵蚀泥沙研究中。简要介绍了^137Cs示踪技术的基本原理，和在黄土高原、长江上游等地侵蚀速率测定，泥沙来源调查，塘库沉积物断代等研究中的一些应用实例。     

农田暴雨径流侵蚀泥沙对氮磷的富集机理

在农田暴雨径流条件下 ,地表径流携带的侵蚀泥沙比原土壤有较高的养分含量 ,表现出对氮磷等养分的富集作用 ,富集系数 (ＥｎｒｉｃｈｍｅｎｔＲａｔｉｏ,ＥＲ)随侵蚀泥沙流失的增加而减少[1 ] 。大多文献把侵蚀泥沙对养分的富集归因于径流对土壤表面富含养分的有机质和粘粒的选     

农业土壤侵蚀泥沙的颗粒特性

模拟强度暴雨,分析了中南部和中西部集中种植作物的22种土壤侵蚀的泥沙(当土壤颗粒分散前后时的)颗粒特性.由于团聚体的作用,未分散泥沙往往粗于原生土壤颗粒.分散时,原始泥沙颗粒的大小分布,一般与分散土壤的那些颗粒相似;富含粉粒的土壤,其未分散的泥沙颗粒最小,富含砂粒的土壤较粗糙,而富含粘粒的土壤泥沙最粗糙;中等含量到富含粘粒土壤的大部分泥沙是由砂粒团聚体组成,这些粗糙团聚体含有较多的可蚀性粘粒.因而,分离粗糙泥沙的处理实践,对减少粘土颗粒的养分流失和污染有很大的可能性.     

泥沙搬运能力方程的比较分析

泥沙搬运是小流域土壤侵蚀、搬运和沉积过程中一个很重要子过程,搬运能力的定量研究是刻画土壤侵蚀过程和建立物理过程侵蚀模型的理论基础。对于目前被广泛采用的坡面漫流输移方程和沟道挟沙水流方程的试验条件进行了比较分析,探讨了其在黄土高原地区侵蚀模拟过程中的应用可能性和局限性。同时,表述了在黄土高原地区选择搬运能力方程需要考虑修正条件的必要性。