水流作用下疏松土壤材料中细沟的再生及其临界剪应力的实验研究

动态土壤侵蚀包括依赖于空间与时间的土壤剥离、细沟的形成、水流中过量泥沙的沉积、沉积泥沙中细沟的再生等物理过程。与泥沙从沉积区域再剥离相关联的细沟再生是细沟变窄加深过程中的一个重要的现象。该文介绍一种实验装置,用于测量类似于沉积土壤的疏松土壤材料细沟再生的力学参数。用一种沙壤土进行实验,测定了不同团聚体大小和坡度下细沟再生开始和停止所对应的临界水流量。计算出了与沟坡相关的临界剪切应力。这些结果有助于理解细沟的再生及其数量关系,以及临界剪切应力与坡度间的定量关系;对于发展由沉积土壤再生的细沟演化过程模型特别有用。     

流域土壤侵蚀研究方法与预报模型的发展

土壤侵蚀模型研究一直是土壤侵蚀学科的前沿领域和指导水土保持措施配置的有效手段。文章介绍了国内外常用的土壤侵蚀的研究方法和基本的土壤侵蚀模型,从而概述了目前国内外土壤侵蚀的研究手段和模型的发展进程,并指出了我国近期土壤侵蚀研究重点。     

湖南武水流域泥沙颗粒特性及分形规律研究

流域土壤流失的泥沙颗粒及其分布与流域土壤有关,影响流域土地质量和输沙过程。以武水流域天然河道的53次降雨径流输沙过程实测资料为基础,运用R-R(Rosln-Rammler)粒径分布函数法分析了泥沙颗粒级配特性及其分形规律。结果表明,流域多年均悬移质泥沙颗粒组成为粘粒11%、粉粒51%、细砂粒32%和粗砂粒6%,以粉粒和细砂粒为主体,占83%。1981年以后,悬移质泥沙颗粒中粘粒和粉粒含量相对减少,悬移质泥沙颗粒呈变粗的趋势。悬移质泥沙颗粒组成具有分形特征,分形维数D与小于0.005 mm粉粒及粘粒含量呈较显著相关,与中值粒径相关性较差。流域推移质泥沙颗粒中值粒径平均为0.874 mm,推移质泥沙以砂、石砾为主。推移质泥沙颗粒组成具有分形特征,分形维数D与小于0.3 mm细砂及粉粒含量呈显著相关。流域泥沙级配及其变化,有利于分析泥沙来源,采取相应的治理措施,控制泥沙。     

用水平土柱和修正的Green-Ampt模型确定土壤的入渗性能

土壤入渗能力和降雨产流过程及地下水密切相关。土壤入渗过程决定了灌溉/降雨过程中水分进入土壤的过程,影响了化肥、农药及其他污染物随水分迁移过程以及坡面水文与土壤侵蚀过程等。该研究根据水流在水平土柱中运动的能量要求以及实际测量得到的土壤水分分布,对Green-Ampt模型中含水率分布呈活塞运动推进(即湿润锋内部土壤水分为恒定值)的假定进行了修正。采用更符合实际的呈线性分布的土壤水分分布模型,基于水量平衡和土壤水动力学原理,提出了对应的土壤入渗性能的计算模型。给出了利用修正模型估计土壤入渗性能的方法,计算模型以及计算过程。结果表明,利用修正模型估算得到的土壤入渗性能回归的入渗水量与实际供水量的相对误差为0.66%,说明该修正模型和计算方法具有很高的精度。该文提出的修正模型很好地描述了水分在土壤中的分布,较Green-Ampt入渗模型中的活塞模型更符合土壤水动力学中关于土壤水分运动的分析。将该修正模型与水平土柱试验结合,可以大大地提高土壤入渗性能计算的精度,为以后的土壤水分运动,地表产流计算以及土壤侵蚀等方面的研究提供非常有效的工具。     

湿润速度和累积降雨对土壤表面结皮发育的影响

土壤表面强度和微结构显微照片是研究表土结皮的重要指标和直接表征。以两种典型的土壤(垆土和黑土)为研究对象,采用2mmh-1(慢速)和50mmh-1(快速)两种速度湿润后进行雨强为60mmh-1的降雨,研究不同湿润速度和累积降雨对结皮发育的影响。结果表明:湿润速度对垆土结皮发育过程的影响不明显,土壤表面强度主要由累积降雨打击夯实引起;快速湿润对黑土结皮发育有显著的影响,慢速湿润后黑土在60min降雨过程中没有明显的结皮,累积降雨的打击起次要作用;湿润速度和累积降雨的对结皮发育的影响取决于土壤团聚体稳定性。     

PAM防治水土流失的研究现状及评述

本文对国内外使用聚丙烯酰胺 (PAM )防治水土流失的研究过程、机理、效果及应用前景进行了简单的概括 ,认为PAM应用于黄土高原地区有待进一步研究     

调控亏水度灌溉对成龄桃树生长和产量的影响

自1988到1990年,在北京市林业果树研究所桃园17年生的桃树上进行了调控亏水度灌溉法(RDI-Regulated Deficit Irrigation)的试验研究。试验设有3个灌溉水平,即在果实细胞分裂完成后至快速膨大前的一段时间内果实的缓慢生长阶段(RDI期间),分别按80％(对照),40％,20％美国A级皿蒸发量补给。测得的各处理桃树的叶水势情况为:在RDI期间供水量少(处在水应力状态)的桃树,其叶水势较对照低(负的最值大);当RDI结束后各处理同样充分灌水,结果表明,此间曾经受过水应力作用的桃树的叶水势较对照(80％)高(负的量值小)。这种水应力作用的结果表现在对桃树生长量的影响上为:RDI期间,枝条的生长量明显为水势的降低所抑制;而在后期桃果实快速膨大时,经受过RDI的桃树上的果实因水势较高而膨大更快,收获时单果重更大,成熟果实略多,从而提高了产量。另外经受RDI的果树用水量明显减少,从而大幅度提高了水的利用效率。     

电容式传感器测量水流泥沙含量的研究

首次提出了电容法测量水流含沙量的测量方法 ,并研制了两种结构形式的电容传感器 ,尝试测量了水流中泥沙含量与传感器输出间的关系 ,以及温度、径流流速、土壤种类、土壤含盐量对传感器响应特性的影响。结果表明 ,水流泥沙含量与传感器的输出呈线性关系 ;传感器的输出随温度的升高而逐渐增大 ;流速、土壤种类、土壤含盐量对传感器的输出影响较小。     

用水平土柱与Green-Ampt模型方法测量土壤入渗性能的原理与误差

土壤入渗是自然界水循环中的一个重要环节。研究提出了一种新的方法，根据水量／物质平衡原理和水平土柱中土壤剖面含水率分布所遵循的Green—Ampt模型中的活塞假定，测量和计算土壤入渗性能。用天然容重下的风干砂壤土，通过室内水平土柱试验，说明了获取数据的实验方法、过程，并利用提出的数学模型计算得到土壤入渗性能曲线。利用测量得到的土壤入渗性能回归计算得到的入渗水量分别与实际供水量和由土壤含水率的实际分布计算得到的入渗水量进行对比，得到相对误差分别为11．5％、15．89％，而实际供水量与由土壤含水率实际分布计算得到的水量之间的相对误差只有1．02％，说明了该方法的测量精度以及方法精度有进一步提高的可能性。该方法与传统的土壤入渗率测量方法相比，可以测量出土壤初始很高的入渗率，而且试验操作简单，省水，省时，为相关研究提供了有力的工具。