模拟降雨条件下纳米碳对黄土坡面养分流失的影响

基于野外人工模拟降雨试验,初步研究了90mm/h的降雨强度下,条施不同纳米碳含量(质量含量分别为0,0.01,0.05,0.07,0.10kg/kg)对黄土坡面水分及养分流失调控的影响。结果表明:(1)纳米碳含量对降雨入渗过程及坡面产流量有显著影响,随着纳米碳含量的增大,平均入渗率呈增大趋势,而径流量呈减小趋势。(2)与对照相比较,纳米碳的存在可显著缓解土壤侵蚀。纳米碳的质量比为0.01,0.05,0.07,0.10kg/kg的小区可分别降低坡面径流量40%,41%,68%和74%,降低坡面产沙量为27%,50%,68%和79%。(3)条施纳米碳可以有效保持黄土坡面土壤养分含量。与对照组相比较,纳米碳的质量比为0.01,0.05,0.07,0.10kg/kg的小区分别降低径流氮的流失量为47%,52%,74%和79%,降低泥沙氮的流失量为10%,60%,74%,87%;分别降低径流磷的流失量为63%,63%,88%和86%,降低泥沙磷的流失量为29%,56%,86%,83%;分别降低径流钾的流失量为43%,46%,81%和83%,降低泥沙钾的流失量为25%,62%,78%,87%。     

玉米季横垄坡面片蚀阶段产流及水动力学参数变化特征

为弄清玉米各生育期片蚀阶段的径流特征,采用人工模拟降雨与微小区试验相结合的方法,研究不同坡度下紫色土横垄坡面片蚀阶段产流及水动力学参数变化特征。结果表明:(1)15°坡面,拔节期和抽雄期片蚀出现时间在8min后,且与苗期和成熟期间达显著差异;20°坡面,拔节期和抽雄期片蚀出现时间在6min后,且与苗期、成熟期片蚀出现时间达显著差异。(2)15°坡面,径流总量和产流率均表现为成熟期苗期抽雄期拔节期,且成熟期径流总量和产流率分别为31.25L和1.04L/min;20°坡面,径流总量和产流率却表现为苗期成熟期抽雄期拔节期,且成熟期径流总量和产流率分别为34.62L和1.44L/min;径流总量和产流率总体表现为20°坡面显著高于15°坡面。(3)15°坡面,水流剪切应力在各生育期无显著差异,其它水动力学参数均表现为抽雄期最小,成熟期和苗期较大。20°坡面,单位水流功率在各生育期无显著差异,其它水动力学参数表现为拔节期或抽雄期最小,成熟期或苗期最大。断面单位能量和水流功率是试验条件下与横垄坡面片蚀产流率关系最密切的水动力学参数,可较好地表征横垄坡面产流特征。研究结果可为紫色土丘陵区坡耕地片蚀的有效防控提供理论依据。     

不同作物对坡耕地地表径流及氮素流失的影响

为了揭示坡耕地种植作物后径流和氮素流失间的差异,采用径流小区法对坡耕地种植玉米、莜麦和土豆3种作物后坡面径流、地面作物状况、氮素流失量及其关系进行了研究。结果表明:2014年7—9月6场侵蚀性降雨平均降雨量为31.49mm,径流量(Q)为Q_(莜麦-总)Q_(土豆-总)Q_(玉米-总),且与降雨量成线性关系;作物种类对径流中氮素浓度有显著影响,各形态氮浓度均值范围分别为:NO_3~-—N含量10.33~11.83mg/L,TN含量27.48~31.28mg/L,NH_4~+—N含量0.72~0.92mg/L,NO_2~-—N含量0.35~0.49mg/L;6次侵蚀性降雨全氮流失量(TNL)为TNL_(莜麦)TNL_(土豆)TNL_(玉米),均值分别为147.01,139.45,125.63mg;硝态氮流失量(NL_硝)占TNL的33.33%~43.14%,NL_硝和TNL与径流量之间存在线性关系;7—9月份,农作物进入生殖生长阶段,作物覆盖度变化较小,与降雨量和氮素流失量之间没有显著关系,不是影响坡面径流和养分流失的主要影响因素。     

自然降水条件下煤矸石坡土壤含水量及径流变化

为了防止矸石山水土流失,促进煤矿废弃地植被恢复,对自然降水条件下煤矸石坡面含水量及径流变化进行观测,研究降水量及风化年限对煤矸石坡面各层含水量及产流量的影响.结果表明:1)在小雨(＜10 mm/d)条件下,煤矸石坡地表、地下径流量接近;在中雨(≥10 mm/d,＜25 mm/d)及大雨(≥25 mm/d)条件下,降雨主要以地下径流的形式流失.在小雨情况下,煤矸石坡产生的地表径流、地下径流量均较少;中雨的发生频率和累计降水量最高,累计产生的地表径流量最高;大雨发生频率最低,累计产生的地下径流量和总径流量最高.2)地表径流量与降水量显著正相关,地下径流量与最大降雨强度、平均降雨强度显著正相关.3)由于风化程度增加,与2013年相比,2014年次小雨产生的地表径流、地下径流和总径流分别降低50％、100％、80％,次中雨产生的地表径流、地下径流和总径流分别降低88％、82％、97％.4)煤矸石具有一定的蓄水能力,20 ～ 30 cm含水量最高.随着风化程度增加,10 ～ 30 cm含水量增加.尽管10 cm风化程度高,但是由于表层蒸发,含水量较低.5)由于煤矸石颗粒粗大、渗透性强,在小雨、中雨、大雨条件下,矸石坡产生的地表径流量均小于土坡,分别为土坡的4％、26％、19％.     

两种森林集水区径流量及其径流过程初步分析

研究桉树林和马尾松林集水区的径流量及其径流过程,为科学评估森林的水源涵养功能提供参考依据。于2013年8月—2014年7月运用小流域径流监测方法和自动采集数据,对桉树林和马尾松林集水区的径流量进行定位观测,并分析强降雨和连续降雨对径流过程的影响。结果表明:桉树林集水区的年径流深和径流系数分别为107.7 mm和8.2%,马尾松林的依次为319.4 mm和24.2%。在前期没有径流情况下,一次强降雨过程（降水量147.5 mm）,两种森林集水区的径流历时、径流最大值滞后于降雨峰值的时间和总径流深都存在明显差异,桉树林的分别为13.8 h,0.2 h和35.6 mm,马尾松林的依次为35.5 h,0.7 h和28.5 mm。一次连续7 d的降雨过程（降水量125.0 mm）,桉树林集水区只产生4 d径流,总径流深仅3.8 mm;马尾松林集水区则连续产生13 d径流,总径流深达10.1 mm。综上所述,马尾松林的水源涵养功能明显优于桉树林。     

天山中段南北坡典型流域基流及其影响因素

采用滤波估算方法,对位于天山中段南北坡的开都河与玛纳斯河流域1958—2007年50 a的实测日径流资料进行基流分割,分析两流域基流变化特征。并利用两流域气象资料,分析气温和降水对两流域基流的影响。结果表明:两流域基流50 a来比较稳定,呈微弱的上升趋势。气温和降水在春季、夏季和秋季对两流域基流影响较为显著。气温对春季和秋季两流域基流影响均大于降水。气温和降水是开都河与玛纳斯河流域基流的重要影响因子,以雪冰融水为主要补给源的河流,气温是流域基流的决定性影响因素。     

新疆开都河流域近50a径流量年际年内变化及其对气候变化的响应分析

应用新疆开都河流域巴音布鲁克气象站和开都河大山口水文站近50a的逐月数据资料,通过Mann-Whitney阶段转换检验,不均匀系数等不同的方法,对开都河径流量年际年内变化及其对气候变化的响应进行了分析,结果表明:(1)近50a来,开都河径流量年际变化呈现出增长趋势,经历了三次显著的跳跃式波动,但变差系数很小,所以流量多年变化相对稳定;年径流量主要集中在汛期;四季中以冬季增长最为显著,该流域雨水和积雪融水对流量的补给在相对减少。(2)降水量是影响开都河流量的最主要的因子;夏季降水量与夏季流量的正相关性十分显著。夏季流量的增加最终决定了年流量的增加。(3)开都河流域气温的升高会使冰雪融水增加,导致非汛期流量增加,尤其秋季表现出显著的增长。     

冬雨型河流河川径流量对气候变化的响应

为能够较好的认识气候变化对冬雨型河流河川径流量的影响,更好的指导冬雨型河流水资源的合理开发利用,基于收集的水文气象资料,在分析研究区水文特性及气候变化规律的基础上,通过构建的三水源新安江水文模型及设定的不同气候情景,探讨了冬雨型河流河川径流量对气候变化的响应。结果表明:瓦赫什河降水主要发生于冬春季,夏季降水量偏少,降水对径流影响不大,气温的高低直接决定着瓦赫什河的河川径流量;山区与平原区降水均呈弱的增加趋势,气温均呈升高趋势,相对而言,平原区气温升高趋势比山区更明显;通过所构建水文模型及设定不同的气候情景可以看出,对于冬雨型河流在区域研究区气温的变化比降水量变化对河川径流量影响更加敏感,气温升高河川径流量增多明显;逐月平均径流以4月、5月和10月对气候的变化最为明显,其中以4月和10月增多最显著,以5月径流减少最明显。     

基于AnnAGNPS模型的三峡水库生态屏障区径流与土壤侵蚀的变化

利用调查统计和生态产业化工程建设数据,基于GIS技术和AnnAGNPS模型预测三峡水库生态屏障区7条典型农林小流域4种情景模式下径流和土壤侵蚀的变化。结果表明,与2000年相比,2020年7条流域地表径流量将平均减少40.7 mm,土壤侵蚀量将减少5.41 t·hm^-2;流域径流量与坡度呈显著正相关性(p<0.05),与林地面积比率呈显著负相关性(p<0.05),与农地比率相关性不显著; 土壤侵蚀量与林地面积呈显著负相关性(p<0.05),与农地面积呈显著正相关性(p<0.05),土壤侵蚀量空间变异系数均值为160%,为径流量的4.35倍,土壤侵蚀影响因素的不确定性远多于径流量;三峡水库屏障区实施退耕还林和生态产业化工程建设后,水土保持功能持续增强。利用AnnAGNPS模型输出的方法能较为客观地计量流域尺度径流量和土壤侵蚀量,但该方法所需数据量庞大,可能会限定其他地区的推广。     

鲁中南山区坡面草业用地水土流失预测经验模型研究

以临朐、蒙阴、曲阜三个水土保持试验站不同草本植物、不同坡度、不同盖度条件下径流小区内的不同降雨量、不同降雨强度所产生的径流量和侵蚀量观测资料进行分析.结果表明:在相同坡度不同草本植物、不同坡度相同盖度、不同盖度相同坡度条件下,草本植物径流小区内的降雨量与径流量、降雨量与侵蚀量均呈线性回归关系,降雨强度与径流量、降雨强度与侵蚀量均呈对数关系,径流量和侵蚀量均随降雨量和降雨强度的增大而增大;得出在综合因子影响下的鲁中南山区坡面草业用地径流量预测经验模型和侵蚀量预测经验模型.