基于稳定同位素的土壤水分运动特征

土壤水分受降雨和地下水的共同补给作用,是陆地水循环的重要环节。通过模拟试验,结合土壤水同位素特征,以黄土高原黄绵土为研究对象,研究降雨入渗和地下水补给方式下土壤水分的运移变化特点。结果表明:土壤体积含水量随时间的延长而增大,最终趋于稳定,土壤水分的运移有明显滞后效应;土壤水氢同位素受补给水源、交换混合以及蒸发的影响,随时间的延长,补给水源的影响逐渐减弱,水分的交换混合和蒸发作用逐渐显现,土壤水最终达到动态平衡状态;两种补给条件下,土壤水运移方式均为活塞式推进,降雨入渗方式土壤水δD随土层深度的增加先减小后增大最终趋于稳定,表层0~5cm土壤水由于蒸发富集重同位素,5~20cm土壤水滞留时间最长,保水能力最强,地下水补给方式下土壤水δD随土层深度的增加而减小,上层土壤水δD由于蒸发富集重同位素,下层受地下水补给影响贫化;两种补给方式下土壤水δD与δ18O有良好线性关系,降雨入渗方式土壤水蒸发分馏作用大于地下水补给方式,地下水补给具有较好的保水效果。     

不同土地利用方式水土及养分流失响应机制研究——以鹦鹉沟小流域为例

以商南县鹦鹉沟小流域为研究对象,为分析天然降雨条件下坡面产流产沙及养分流失的变化规律,根据当地不同的种植作物,在野外建立标准径流小区进行试验。结果表明:坡度对径流影响不大,但不同坡度下产沙差异显著。草地小区的径流及产沙均低于其他耕地小区,表明了草地调节地面径流以及对于土壤的保持作用。随着径流的增加,各小区产沙量均变大,对于花生、辣椒和草地小区,坡度变大时含沙量也急剧增加,玉米缓坡小区径流含沙量较大,但其产沙总量仍小于陡坡小区。雨型和坡度对小区氮磷养分影响不同,其中短时阵型暴雨下全磷、速效磷和氨态氮易流失,坡度对全氮流失的影响较大;除草地外,陡坡小区硝态氮流失浓度普遍较低,而草地小区更利于氨态氮的保持。     

陕南低山区排土场水土保持防洪排导措施配置模式

为提出陕南低山区排土场防洪排导措施较为理想的配置模式，以陕西省镇安县东阳钨矿直沟排土场为例，应用汇水面积相关法和综合参数法分别对直沟排土场进行了水文计算，再根据计算结果对直沟排土场设计了三种不同的防洪排导措施配置方案，从造价、优缺点及施工难易程度等方面对三种方案进行了比选，结果表明：(1)直沟流域内通过汇水面积相关法计算的洪峰流量大于通过综合参数法计算的；(2)直沟排土场配套的防洪建筑物种类越多，施工越复杂，造价越高，其配套的排洪沟尺寸虽小，但渣场安全性高；(3)实际工程应用中，应选取较大的洪峰流量作为设计标准，防洪排导设施采用上游拦洪溢流坝+场内截排水沟+下游拦渣坝+出口处消力池模式，不仅能确保排土场稳定安全，而且造价适中，可在陕南低山区排土场工程中推广应用。