山丘区输变电工程侵蚀环境及水土流失特征

输变电工程在施工过程中扰动地面,造成土壤侵蚀,而山丘区自然条件复杂水土流失尤为严重。为明确山丘区水土流失特征,以山丘区输变电工程为研究对象,通过资料收集整理与实地勘测,探讨了其侵蚀环境、不同建设阶段、不同侵蚀单元水土流失特征及其影响因素。结果表明:在侵蚀动力系统中,输变电工程以人为扰动为主,塔基区和站区、施工道路及弃土(渣)场是输变电工程的主要侵蚀单元; 施工期的水土流失量可达自然恢复期的1.3～16.1倍,施工期的侵蚀模数是自然恢复期的1.5～25.3倍; 站区和塔基区施工期的水土流失量占比均高于其他侵蚀单元,山丘区土壤侵蚀模数均大于平原区域,是平原区的1.2～1.9倍; 在众多建设区域中以变电站建设、塔基开挖、线路施工临时道路为重点,着重山丘区输变电工程水土流失的防治。山丘区输变电工程不同建设期、不同侵蚀单元水土流失特征差异显著,进行水土保持措施配置时应工程措施、植物措施、临时措施有机结合。     

黄土区薄厚层浮土土质道路降雨侵蚀过程差异

土质道路经长期碾压产生了大量浮土,加剧了道路侵蚀。本文通过人工模拟降雨试验,研究不同雨强及坡度条件下薄层1.0 cm和厚层4.0 cm浮土土质道路的产流产沙特征。根据侵蚀物质的差异,将浮土道路侵蚀过程分为单独浮土侵蚀阶段和浮土、道路混合侵蚀阶段。结果表明:(1)浮土侵蚀阶段、混合侵蚀阶段薄层浮土平均径流率为厚层浮土的1.01倍~1.52倍、1.26倍~2.44倍。2.5 mm·min^–1雨强时3个坡度下的平均次降雨产流量为43.44 L,较1.0~2.0 mm·min^-1雨强提高37.36%~82.05%;(2)混合侵蚀阶段16°坡面平均含沙量均值为227.30 g·L^-1,为4°和8°的2.14倍和1.37倍。小雨强(1.0、1.5 mm·min^-1)时厚层浮土次降雨产沙量为薄层浮土的1.39倍~2.14倍;大雨强(2.0、2.5 mm·min^-1)时薄层浮土次降雨产沙量为厚层浮土的1.14倍~1.67倍。1.0 mm·min^-1雨强时3个坡度下的平均次降雨产沙量为2.08 kg,占1.5~2.5 mm·min^-1雨强的23.57%~68.59%;(3)混合侵蚀阶段及次降雨过程薄层浮土含沙量与径流率相关性较厚层浮土均增强。结果可为黄土区浮土道路侵蚀防治工作的开展提供科学依据。     

两种驱动力作用下植被调控堆积体坡面减水减沙效益

定量分析侵蚀驱动力的变化对于植被调控堆积体坡面水文和产沙过程的影响,对于深刻理解植被防护堆积体侵蚀及其水土保持效益具有重要作用。该研究以陡坡工程堆积体(30°)作为研究对象,采用野外模拟降雨和降雨+上方汇水试验研究苜蓿对工程堆积体侵蚀过程的影响及其减水减沙效益。结果表明:1)两种驱动力下苜蓿对工程堆积体坡面减沙和减流效益分别为57.28%～98.51%和13.17%～83.11%,加入上方汇水后减沙和减流效益分别减少17.01%和68.74%;2)降雨条件下苜蓿对堆积体坡面减流减沙效益随降雨强度增大降低,而加入上方汇水后减沙效益随降雨强度增大而增大,但减流效益减小。显著性差异分析表明降雨强度对裸坡和苜蓿堆积体的径流和产沙均有显著影响(P0.01),且上方汇水的作用大于降雨;3)两种驱动力下裸坡堆积体侵蚀速率总体随产流历时减少,而苜蓿堆积体在降雨条件下侵蚀速率总体增大。加入上方汇水后裸坡及苜蓿堆积体坡面侵蚀和径流随产流历时的波动性显著增强;4)裸坡堆积体在降雨和降雨+上方汇水条件下产流前期的平均侵蚀速率是后期的1.06～2.90倍,苜蓿堆积体在降雨条件下产流前期平均侵蚀速率小于后期。研究成果可为生产建设项目工程堆积体水土流失防治和植被措施布设提供科学指导,具有显著的科学意义和工程实践指导价值。     

黄土区薄厚层浮土土质道路降雨侵蚀过程差异

我国黄土高原地区普遍存在用于农业和矿业生产运输的土质道路，土质道路因长期遭受人畜踩踏、车胎碾压产生了大量浮土，加剧了道路侵蚀。基于野外调查与室内人工模拟降雨试验，研究了不同雨强及坡度条件下不同浮土厚度（薄层1.0 cm、厚层4.0 cm）的土质道路降雨侵蚀产流产沙过程及水沙关系。根据侵蚀物质的差异，将浮土道路侵蚀过程分为单独浮土侵蚀阶段和浮土、道路混合侵蚀阶段。结果表明：（1）浮土侵蚀阶段、混合侵蚀阶段薄层浮土平均径流率变化范围为0.84~2.26、0.96~2.72 L·min-1，分别是厚层浮土的1.01倍~1.52倍、1.26倍~2.44倍。2.5 mm·min-1雨强时3个坡度下的平均次降雨产流量为43.44 L，较1.0、1.5和2.0 mm·min-1雨强分别增大82.05%、68.69%和37.36%。平均径流率和产流量与坡度之间的相关性均不显著；（2）混合侵蚀阶段16°坡面平均含沙量均值为227.30 g·L-1，是4°和8°的2.14倍和1.37倍。小雨强（1.0、1.5 mm·min-1）时厚层浮土次降雨产沙量较高，是薄层浮土的1.39倍~2.14倍；大雨强（2.0、2.5 mm·min-1）时薄层浮土次降雨产沙量较高，是厚层浮土的1.14倍~1.67倍。1.0 mm·min-1雨强时3个坡度下的平均次降雨产沙量为2.08 kg，分别占1.5、2.0和2.5 mm·min-1雨强的68.59%、27.50%、23.57%；（3）混合侵蚀阶段和次降雨过程薄层浮土含沙量与径流率相关性较厚层浮土均增强。浮土侵蚀阶段和混合侵蚀阶段薄厚层浮土道路产沙率和产流率相关性均达到显著水平，次降雨薄厚层浮土道路产沙量与产流量相关性均达到极显著水平。结果可为我国黄土区浮土道路侵蚀防治工作的开展提供科学依据。     

黄土高原沟壑区沟头植被根系垂直分布及其对土壤抗侵蚀性的影响

【目的】探明沟头植被根系垂直分布及其对土壤抗侵蚀性的影响,为沟蚀防治中植被措施优化配置提供理论依据。【方法】以不同植被覆盖(杂草(农地)、冰草、铁杆蒿、苜蓿)沟头为研究对象,通过原状土冲刷试验明确沟头土壤抗冲性特征。采用扫描分析法、ZJ型应变控制式直剪仪等分析和测定根系特征及根-土复合体力学、理化性质。【结果】(1)各植被沟头根系在土壤中分布特征差异明显,根系特征指标(根重密度、根长密度、根表面积密度、根体积密度)总体上呈现冰草地最大,其次为苜蓿地、铁杆蒿地,农地最小;垂直深度上,农地沟头土壤中根系各指标均随土层加深而减小,冰草、铁杆蒿和苜蓿地沟头土壤中根系各指标整体上则表现为先减小后增大的变化趋势。各植被根系以<0.5 mm径级根系为主。(2)各植被沟头土壤容重变异性较小,在1.17—1.37 g·cm^-3之间变化。>0.25 mm水稳性团聚体含量呈现出农地和冰草地大于铁杆蒿地和苜蓿地。(3)各植被沟头土壤黏聚力平均值苜蓿地为12.75 kPa、冰草地9.05 kPa、铁杆蒿地8.60 kPa、农地7.25 kPa;在垂直深度上,农地、冰草地和苜蓿地...     

不同坡度坡位下滇中烤烟地土壤呼吸的变化特征

以云南省玉溪市典型烤烟农田生态系统为研究对象,采用动态密闭气室红外CO2分析仪(LI-6400-09)对平地、15°上坡位、15°中坡位、15°下坡位、30°上坡位、30°中坡位、30°下坡位7种处理的烤烟地生长季的土壤呼吸速率及其影响因子进行了测定和分析.结果表明:(1)烤烟农田土壤呼吸具有明显的时间变化,呈双峰型变化趋势;坡度的增加显著降低了平均土壤呼吸速率(降低6.4μmol·m~(-2)·s~(-1)),且减缓了移栽后烤烟伸根期的土壤呼吸速率;(2)不同坡位的土壤湿度差异显著,坡位的升高显著降低了平均土壤呼吸速率(降低2.6~3.5μmol·m~(-2)·s~(-1));(3)土壤温度是引起土壤呼吸变化的关键因素,土壤呼吸温度敏感系数Q10在1.01~1.39之间,且随着坡度的升高而增大,坡度的升高还会导致土壤温度对土壤呼吸的高相关性由中、下坡位转变为上坡位;(4)在该研究区内土壤湿度对于土壤呼吸的作用大于土壤温度,下坡位土壤呼吸对湿度的敏感性大于中坡位和上坡位.综上,坡面类型的变化能显著改变土壤温度与水分状况,进而影响烤烟地土壤呼吸作用.