山地丘陵区小流域次降雨产流产沙过程研究

为探究山地丘陵区小流域次降雨的流量与含沙量响应过程,选取四川省盐亭县万安小流域和其内嵌套的苏荣小流域为研究对象,分析了2018年7月12日次降雨过程中降雨-流量-含沙量的响应过程。结果表明:本次降雨的降雨量较小,流域面积较小的苏荣小流域流量峰值出现时间稍稍滞后于降雨量峰值出现时间,含沙量与流量响应迅速且变化趋势一致;面积较大的万安小流域,汇水速度较慢,径流携带泥沙能力较弱,表现出含沙量与流量无显著相关的特性;万安小流域径流输沙模数远小于苏荣小流域,苏荣小流域平均输沙模数为万安小流域的30多倍。     

川中丘陵区小流域非点源氮素迁移的季节特征——以中国科学院盐亭紫色土农业生态试验站小流域为例

通过分析川中丘陵区典型小流域主排水沟不同部位氮素浓度随季节变化的特征,结果表明NO3--N和NH4 -N浓度随季节变化特征明显,但浓度变化波动大。NH4 -N浓度春季最高,达到2.11 mg/L,NO3--N浓度秋季最高,达到7.12 mg/L,与总氮浓度有显著相关关系。TON浓度随季节变化特征不明显,受人类活动影响大,TN浓度随季节变化波动较小,从上游到出口处经过河流自净作用能明显降低。     

川中丘陵区典型小流域土壤氮素空间变异特征及影响因素研究

根据94个样点表层土壤(0—20 cm)氮素的化验数据,在ArcGIS 9.0平台上运用地统计学方法研究了川中丘陵区清流河流域土壤全氮和速效氮的空间变异特征及其影响因素。结果表明,研究区土壤全氮和速效氮含量总体水平较低,二者平均值分别为(0.85±0.03)g/kg和(63.8±25.4)mg/kg。土壤全氮含量总体上呈条带状或斑块状分布,高值区(>1.12 g/kg)主要分布于东部大清河下游的石子镇、苏家、互助一带,并以此为中心向北和向西逐渐降低,向西南呈现出先逐渐降低至沱江流域后又有所上升的趋势,低值区(<0.88 g/kg)主要分布于北部的大冶乡、凤天乡、双桥乡以及西部的安全、靖民、郭北一带;研究区土壤速效氮含量空间分布特征和全氮基本一致。研究区土壤全氮和速效氮含量与土壤母质、地形、土地利用方式、灌溉方式、土壤侵蚀、土壤pH和土壤质地等因素密切相关,其中在不同土壤母质、地形、土地利用方式、灌溉方式、土壤侵蚀状况和土壤质地下土壤全氮和速效氮含量差异达极显著或显著水平。     

川中丘陵区典型小流域农田生态系统氮素收支探析

对川中丘陵区典型小流域农田生态系统N素收支分析表明,紫色土丘陵区农田N肥施用量较大,旱地、水田N肥年施用量分别为363.5kg/hm2和161.8kg/hm2,化肥N占小流域农田N素投入的76.65%。除作物收获外,小流域农田生态系统N素年损失量为129.67kg/hm2,且以气态损失为主,旱地农田通过径流、淋洗和泥沙等途径损失的N素年均44.34kg/hm2。小流域农田生态系统N素年均盈余66.8kg/hm2,农田N素盈余加剧了N素损失,并已造成小流域农业非点源N污染。     

亚热带农业小流域水体氮素及其稳定同位素分布特征

为控制流域氮素养分流失、改善流域水体环境,以亚热带典型农业小流域脱甲河为研究对象,对表层水体铵态氮(NH_4~+-N)、硝态氮(NO_3--N)浓度和水体硝态氮δ~(15)N(δ~(15)N-NO_3-)、沉积物有机质δ~(15)N(δ~(15)N-Org)浓度进行了连续试验观测,分析氮素浓度及其稳定同位素值的时空特征,探讨影响氮素分布的环境因子及水体NO_3-和沉积物有机质氮素的可能来源。结果表明:水体NO_3--N浓度明显高于NH_4~+-N,均值分别为1.62 mg·L~(-1)和0.90mg·L~(-1),并且分别在6月、8月及冬季较高;城镇区和农田区水体NH_4~+-N浓度与其他类型区差异显著(P0.05),并且显著高于其他水体;NO_3--N浓度在城镇区、农田区及山间林地区较高,水库区较低。支流NH_4~+-N浓度高于干流,均表现为冬季春季夏季秋季;干流、支流NO_3--N浓度分别表现为冬季夏季秋季春季、秋季冬季夏季春季。源头和出口处水体均表现为NO_3--N浓度高于NH_4~+-N,源头处氮素浓度低于出口处。水体δ~(15)N-NO_3-及底泥δ~(15)N-Org值分布范围分别为-19.87‰~8.11‰和-0.69‰~6.51‰,水体δ~(15)N-NO_3-最高值在Ⅲ级河段,最低值出现于Ⅳ级河段,各级河段间水体δ~(15)N-NO_3-11月差异较小,而1、2月差异明显;河流底泥δ~(15)N-Org最高值也位于Ⅲ级河段,而最低值则在Ⅰ级河段,Ⅲ、Ⅳ级河段δ~(15)N-Org值随时间变化趋势较为一致,Ⅰ、Ⅱ级河段δ~(15)N-Org最小值出现于1月。总之,脱甲河水体存在氮素污染现象且以外源输入为主,水体氮素来源主要为土壤有机质、人工合成肥料及陆源有机质,开展流域氮素分布及来源研究对认识流域尺度氮污染物的源解析具有一定科学意义。     

降雨特征对低山丘陵区典型小流域水土流失的影响

[目的]探究降雨特征对南京市低山丘陵区典型小流域水土流失的影响,为低山丘陵区尺度上产汇流分析及水土保持综合治理提供理论支撑。[方法]以南京市低山丘陵区桥头小流域为研究对象,利用2015—2018年156场降雨事件的水文泥沙数据,运用K-均值聚类法对降雨类型进行划分,采用LSD多重比较法分析不同雨型的特征,建立主要指标的多元拟合回归方程,探讨不同降雨条件下小流域产流产沙特性。[结果](1)降雨量、30 min最大雨强(I_(30)),降雨侵蚀力是桥头小流域产流产沙的重要影响因素,小流域的156场降雨事件中,主要以降雨量75 mm,I_(30)20 mm/h且径流系数0.2,含沙量1 g/L的水沙特征为主。(2)降雨类型分为Ⅰ(小雨量、小雨强),Ⅱ(大雨量、中雨强),Ⅲ(中雨量、小雨强),Ⅳ(中雨量、大雨强),Ⅴ(小雨量、中雨强)5种,Ⅰ雨型发生频率最高,Ⅳ雨型发生频次最低。(3)Ⅱ,Ⅳ雨型的产流产沙能力均高于其他雨型,Ⅲ雨型次之,Ⅰ,Ⅴ雨型最小。Ⅰ,Ⅲ,Ⅴ雨型的产水产沙特性差异不显著。(4)产沙模数和洪峰流量多元回归方程拟合效果较好,拟合回归系数R~2都在0.75以上且通过显著性检验,回归方程可用于相关指标的定量计算。[结论]降雨量,I_(30),降雨侵蚀力是桥头小流域产流产沙的重要影响因素;不同雨型的降雨特征差异性显著,Ⅱ,Ⅳ雨型是区域产流产沙的主要雨型;利用多元回归方程可以进行指标定量计算。     

黄土丘陵区小流域土壤水分入渗特征研究

 为给森林对流域减流减沙效益的预测和评价提供科学依据,采用“环刀法”,在流域的横断面上设点,对黄土丘陵区森林小流域和荒坡草灌小流域土壤水分入渗特征进行了研究。结果表明:森林小流域林地土壤入渗速率显著高于荒坡草灌小流域。在2种小流域类型中,阴坡的土壤入渗速率一般高于阳坡,其中森林小流域阴、阳坡的差异较小,仅在坡上部表现明显,稳定入渗速率分别为7.8mm/min和7.0mm/min;荒坡草灌小流域阴坡的土壤入渗速率高于阳坡,这与阴坡植被发育较好有关。在坡位上,表现出从坡上部到坡下部,土壤入渗速率随坡位下移呈逐渐降低的趋势,即其空间特征为坡上部>坡中部>坡下部。据分析,这是上部产生的径流挟沙而下,在下部沉积,堵塞土壤孔隙,并在表层形成一个致密层的结果。根据黄土丘陵区的土壤特性,其土壤入渗过程以方正三方程拟合精度最高,如将其与A.Kostiakov方程结合使用 ,则可更好地说明土壤的初始入渗速率和稳定入渗速率。     

湘中丘陵区典型小流域治理前期水土流失规律研究

通过对湘中丘陵区典型小流域———黄塘小流域治理前期的气象、实测水文资料的分析 ,研究了治理前期小流域内降水量年内分布对产流、产沙量的影响程度 ,降雨强度与产流量量、产沙量之间的关系 ,采用回归分析方法分析了治理前期两个试验区产流量与降雨量、产沙量与产流量之间的关系及其变化。结果表明 ,小流域径流量和土壤流失量随降雨量和降雨强度的增大而增加 ,治理前期产流量与降雨量、产沙量与径流量之间的关系为一元幂函数关系 ,且该关系受到植被覆盖度的影响 ,随着植被覆盖度的增加 ,产流量和产沙量逐年减少     

南方丘陵区不同尺度下土壤氮素含量的分布特征

利用GPS和GIS技术,研究了江西省兴国县潋水河流域小、中和大3种尺度下土壤氮素的空间分布特征。结果表明,土壤全氮和有效氮在小、中和大3种尺度下呈正态或对数正态分布,但二者均值随研究尺度的扩大而增加。其中,土壤全氮平均含量分别为0.60 g kg-1、0.73 g kg-1和0.83 g kg-1,有效氮含量为64.8mg kg-1、66.3 mg kg-1和80.2 mg kg-1。这3种尺度区土壤全氮和有效氮含量的空间变异函数参数和空间分布特征并不相同。因此,二者空间变异表现出明显的尺度效应。网格抽样和分层抽样相结合的采样方法均适合丘陵区小、中和大3种尺度下土壤氮素分布的研究。它们的合理采样数在90%置信度下分别为原采样方案样点数的82.6%、71.2%和58.1%,在95%置信度下分别是原采样方案样点数的95.7%、94.2%和89.2%。     

我国亚热带山地丘陵区特征及开发中的有关问题

我国亚热带山地丘陵区，山多地少、人口众多、经济基础薄弱，生态环境严重恶化，障碍着区内经济的发展，区内开发应按照以下几个方面搞好：１、协调山－林－地－人的关系；２．调整粮食－林牧－融渔关系；３．改善生产－生活－生态环境。４．提高生态－经济－社会效益。     

基于过程监测的典型小流域径流氮磷含量变化特征分析

以沂蒙山区沂河上游典型小流域——孟良崮小流域为研究对象,利用野外原位定点连续监测试验,获取2010年7月至10月基流状态与降雨条件下的水质与水文过程数据,分析径流不同形态氮、磷含量变化特征。结果表明,在整个监测过程中,总氮（TN）和硝态氮（DNN）的含量均表现为跳跃式变化,铵态氮（DHN）呈波动性变化,次降雨后增加明显;TN的含量普遍高于2mg.L-1,其中DNN占TN的比例均大于50%,DHN所占比例不足7%。总磷（TP）和磷酸盐磷（PO34--P）的含量次降雨出现后均有所增加,且在汛期后基流状态下有明显增加趋势,TP的含量最小值为0.031mg.L-1,其中PO34--P所占比例为6.341%～91.904%。径流中颗粒态氮（PN）和颗粒态磷（PP）的含量在次降雨过程中均表现为短时间内在径流量峰值后达到最大,之后迅速降低,且PN和PP的含量与泥沙含量呈显著正相关。     

辽西易旱区典型小流域农业非点源污染形成的规律

以土壤水文界面过程理论为基础 ,研究土壤与其它环境介质之间的物质交换 ,尤其是土壤中的农业化学物质跨介质转换造成的非点源污染现象。以典型农业小流域为例 ,借助于模型 ,分析了辽西易旱区农业非点源污染形成的规律。着重分析了降雨—地表径流—土壤三者之间的相互作用 ,以及土壤水与地下水的相互作用。该研究对防治农业非点源污染具有重要的理论和实践意义。     

紫色土丘陵区农业小流域暴雨事件磷素多尺度流失特征

为了揭示自然小流域尺度降雨、地形、土地利用结构等对泥沙和磷素输出的影响,根据丘陵区农业小流域自然地貌与土地利用特征,设计了不同尺度的小流域监测点,分别为苏荣、截流、大兴、万安,监测面积分别为3.0,34.6,480.3,1 236.4hm~2,并选择了降雨侵蚀力(R)分别为1 411.5,595.7,391.4 MJ·mm/(hm~2·h)的3场降雨事件监测小流域内磷素流失过程特征。结果表明:(1)以居民点集镇和耕地为主的苏荣和截流小流域水文响应速度较快,暴雨事件中径流峰值出现在降雨峰值后的5~10min,较大尺度大兴和万安小流域泥沙浓度峰值与径流峰值滞后于降雨峰值0.5~3h。(2)3场暴雨径流中泥沙与全磷、颗粒态磷均存在较一致的显著相关关系(R0.6,P0.01),泥沙、全磷流失负荷在源头小流域(苏荣、截流)最高,3场暴雨苏荣全磷平均流失负荷达到0.36kg/hm~2,万安小流域泥沙、全磷流失负荷最低,全磷平均流失负荷为0.009kg/hm~2。(3)小流域径流中颗粒态磷占全磷流失量50%以上。(4)多元回归分析结果表明,径流量和泥沙含量可用于进行磷素流失通量预测。坡耕地、林地与水田带状组合结构可显著降低小流域泥沙和磷素流失负荷。研究结果为计算丘陵区农业小流域暴雨过程中磷素多尺度流失负荷提供参考。     

丘陵半干旱区小流域入渗产流特征研究

为了探索我国丘陵半干旱区小流域入渗产流规律,为该地区雨水径流集蓄利用和区域生态环境治理提供依据,通过人工模拟降雨和自然降雨入渗产流试验,对小流域坡耕地、林地、草地和荒地的降雨入渗产流特征进行了系统研究。结果表明,农林草地比荒地具有明显的拦蓄地表径流和减少土壤侵蚀的效果,比荒地拦蓄地表径流效率增加35.7?.0%,拦蓄泥沙效率增加46.2?.6%;利用Philip入渗理论和逐步回归分析方法对入渗产流试验结果处理分析,建立了小流域坡耕地、林地和荒地土壤的入渗产流及其相关因子数学模型;小流域产流系数与降雨小区地形坡度、降雨强度、植被盖度、土壤雨前含水量和土壤孔隙度等因子显著相关。     

京郊小流域森林景观格局变化分析

利用景观分析软件Fragstats3.3和半城子水库流域2000年、2005年的遥感影像解译结果,分析了2000-2005年间流域森林景观格局时空变化特征.结果表明,2000-2005年期间,半城子水库流域始终以林地为基质,且针叶林、阔叶林、混交林的优势度较高,斑块问面积分布不均匀;在景观异质性方面,针叶林的异质性显著增高,林地类型的斑块复杂性也高于其余景观要素类型,各景观要素的斑块数目增多,分布更为均匀;在空间相互关系方面,景观破碎化程度增加,景观水平上整体空间聚集性降低.     

小流域治理的景观规划原则与方法

景观生态学的设计观点虽然尚未被广泛地推广应用于小流域治理实践,但在小流域治理规划中引入景观理念必然成为今后的主流趋势。小流域景观生态规划应遵循因地制宜综合治理的水土保持原则、景观多样性原则与稳定性原则等,规划方法主要包括斑块法、廊道法等5种,小流域景观生态包括农业生态景观、林业生态景观等诸多形式。建议加强景观小流域评价标准研究,以便应用景观生态学理论管理小流域,把水土保持生态工程建设同人文创造有机结合起来,使小流域的生态重建与经济发展更为和谐统一。     

黄土丘陵沟壑区小流域水蚀预报模型构建

根据黄土丘陵沟壑区侵蚀产沙垂直分带性规律,提出小流域土壤侵蚀方式发生部位界定方法。基于黄土丘陵沟壑区侵蚀环境特点,设计了GIS支持下的小流域分布式水蚀预报模型结构,模型考虑的侵蚀过程包括雨滴击溅侵蚀、片蚀、细沟侵蚀、浅沟侵蚀、切沟侵蚀以及沟道侵蚀。同时。提出模型各模块的计算方法,根据动态物质平衡原理。完成了流域侵蚀产沙过程演算。     

黄土丘陵区小流域暴雨时空变化特征分析

了解黄土丘陵区暴雨时空变化特征,有利于深入研究土壤侵蚀机理。利用雨量站控制条件较好的桥沟小流域资料,统计分析了该流域30min、60min、120min和150min时段降雨及次降雨空间变化的关系,时段降雨分布同次降雨分布的内在联系以及次降雨的时空变化过程。结果表明,当分析时段达到一定长度以后,时段降雨对次降雨分布具有一定的代表性;降雨空间变化程度的相关距离关系随距离的增加而减弱,从时间上看,暴雨中心位置是不断变化的。     

小流域生态安全景观指标的提取方法研究

景观指标是生态安全指标的重要组成部分,以小流域为单元的生态安全景观指标体系的构建以及指标提取方法是区域生态安全评价的基础。基于GIS、景观结构分析软件fragstats,制作了小流域土地覆盖景观图。基于数字地形技术实现了小流域的划分,提取了秦皇岛市84个小流域的生态安全景观指标。对小流域土地覆盖景观制图、小流域生态安全评价景观指标体系的构建和提取方法进行了探索。