模拟降雨条件下北运河流域农田养分流失特征

为了解北运河流域农田养分流失特征,通过模拟降雨的情况下,分析了降雨量对径流雨水中养分含量、土壤养分和泥沙流失的变化特征。结果表明,北运河地区只有在暴雨情况下产生农田径流,暴雨后,农田径流雨水中总N浓度在4.7~11.3mg·L^-1,氨态氮和硝态氮占44.51%;总P浓度在0.66~1.35mg·L^-1,水溶磷含量占到总磷54.08%。养分的流失以表层为主,土壤表层总氮流失比例达到29.79%,氨态氮损失率达到52.09%,硝态氮损失10.21%,表层土壤总磷含量下降达到16.48%,水溶性磷损失5.27%。农田径流泥沙中总氮含量为0.66~1.27mg·g^-1,占总流失量的82.28%;总P浓度在14.73~20mg·g^-1,占到总流失量的99.89%;模拟降雨后土壤大团聚体减少8.8%,而微团聚体增加9.5%。     

模拟降雨条件下农田氮素径流流失特征研究

基于洱海流域农田径流总氮污染严重、入湖总氮负荷较高的特点,采用室外人工模拟降雨方法,研究了20、40、60 mm·h~(-1)三种雨强条件下农田径流产流过程和氮素流失特征。结果表明:农田径流的产生主要受降雨量控制,当雨量达到(20±2)mm时才会产生径流,雨强主要影响其产流后流量的增长速度以及稳流后流量的大小,雨强越大,产流增长速度越快,平稳后径流量也越大;径流中氮素流失量与降雨量呈极显著线性相关(P0.01),而且雨强越大,氮素流失速度越快,雨强60 mm·h~(-1)时线性拟合方程的斜率最大为1.28;三种雨强条件下均无明显的初期冲刷效应,不宜通过截留初期农田径流来控制农田径流氮污染;径流中氮素浓度随着降雨量增加先增大后减小,其浓度峰值受雨强影响较大,雨强大的浓度峰值高,且浓度峰值均出现在径流量趋于稳定时段附近;氮素浓度变化与悬浮物浓度变化呈极显著线性相关。建议通过加强水土流失管控及在湖周采取截蓄净化等措施有效控制洱海流域农田径流中的氮污染。     

模拟降雨条件下肥料氮素流失特征

为了解肥料中氮素流失特征,设计不同水肥处理,并对不同去向（径流、渗流和渗漏到泥沙）氮素进行了跟踪监测。结果表明：渗流水中肥料氮素含量最高,占总流失量的36.55％～42.86％,泥沙中肥料氮素含量占30.77％～40.00％,随径流水流失的肥料氮素量占23.45％～26.59％;径流、渗流水、泥沙中N O3- N含量与施氮量密切相关,施氮量越高,N O3- N浓度越高;渗流中的肥料氮素含量及N O3- N浓度均高于径流水,表明施用氮肥对地下水环境构成较大威胁。     

模拟降雨条件下太湖地区稻田氮素径流流失特征

为了解太湖水网地区稻田氮素径流流失特征,在不同施肥处理试验小区的不同时期,进行人工模拟降雨试验.结果表明,降雨后稻田总氮(TN)流失量随着施氮量的增加而增加,施氮初期是氮素流失高峰期.第一次施氮后5 d(降雨前有田面水),0、225、300和375 kg/hm~2 4种施氮水平的稻田TN流失量依次递增,依次相差均在0.15kg/hm~2以上;第二次施氮后15d(降雨前无田面水),施氮量对TN流失量影响不大,各施氮水平的稻田TN流失量依次相差均在0.05 kg/hm~2以下.氮素流失形态以硝态氮和铵态氮为主,在第一次施氮后3d的稻田径流TN中,铵态氮和硝态氮所占比例近50%.此外,在一次降水过程中,无论降雨前有无田面水,产生径流的初期都是氮素流失的高峰期.     

模拟降雨条件下牛粪中氮素流失特征研究

在人工模拟降雨条件下对露天堆放的新鲜牛粪和腐熟牛粪氮素的流失特征进行研究,为农村面源污染防治提供依据。结果表明,径流的产生主要受降雨量影响,降雨强度的影响不明显。当降雨量小于10 mm时,无径流产生;当降雨量达到15 mm左右时,初始径流产生。一次完整的降雨过程中径流TN浓度呈明显山峰形,初始浓度为100~200 mg/L,当降雨量为30 mm时,新鲜牛粪出现浓度峰值约400 mg/L左右,降雨量为50 mm时,腐熟牛粪出现浓度峰值510 mg/L,且浓度峰早于流量峰约35 min出现;当降雨量达到25 mm时,新鲜牛粪和腐熟牛粪TN、NH_4~+-N、NO_3~--N流失量分别为11.79、4.17、3.02和18.58、0.65、12.99 g/t;降雨量达到50 mm时,新鲜牛粪和腐熟牛粪TN、NH_4~+-N、NO_3~--N流失量分别为51.75、22.75、11.63和96.87、4.78、85.30 g/t;腐熟牛粪氮素流失量高于新鲜牛粪约1倍。降雨量由25 mm增加为50 mm,氮素的流失总量增加4倍以上。新鲜牛粪氮素流失形态主要为NH_4~+-N、NO_3~--N,分别占51.3%、25.6%,腐熟牛粪氮素流失形态主要为NO_3~--N,占88.1%。1 t牛粪1次120 mm降雨径流流失的氮素占牛粪氮素总量的0.7%。     

海南岛三大流域农业土壤源污染物流失特征研究

采用径流场结合人工模拟降雨方式,研究了海南岛万泉河、南渡江和昌化江三大流域土壤中氮、磷、有机质等营养物质的流失特征.结果表明,三大流域土壤径流系数和泥沙流失速率的大小顺序为:暴雨>雨>雨;相同雨强条件下,万泉河的径流系数与南渡江相近,昌化江最小;泥沙流失速率大小顺序为:万泉河>渡江>化江;雨强对总磷(TP)流失速率的影响达到极显著水平,磷随径流流失以颗粒磷(PP)为主;氮在雨强较小时以可溶氮(DN)流失为主,当达到暴雨时则以颗粒氮(PN)流失为主;雨强越大,地表径流中COD、TN、DN和PN流失速率越高.三大流域区土壤养分随泥沙流失特征相似,不同雨强条件下,三大流域的总氮、总磷和有机质流失速率的规律一致,雨强越大,流失速率越高;在同一雨强条件下,三流域区总氮、总磷和有机质随泥沙流失速率为:昌化江>泉河>渡江.影响面源流失的主要因素为坡度、雨强、土质等.     

模拟降雨条件下不同堆放时间和方式畜禽粪便氮素流失特征

通过模拟降雨方法,对自然条件下不同堆放时间的猪粪进行降雨冲刷试验,同时对比分析了秸秆、土壤、裸露3种覆盖条件下,降雨对自然堆放条件下猪粪中不同氮形态径流流失的影响及其面源污染风险。结果表明,猪粪的氮素流失与降雨量密切相关,不同堆放时间猪粪径流中的总氮、氨态氮和硝态氮的浓度均随着降雨量的增加而逐渐下降;新鲜猪粪堆放7 d和堆放30 d的猪粪径流中氮素浓度和流失强度均较高,腐熟猪粪(堆放90 d)和堆放60 d的猪粪相比,其氮素更易通过径流流失;猪粪中氮主要是以氨态氮的形式流失,氨态氮和硝态氮平均流失强度分别为78.1 g/t和54.9 g/t;覆盖处理能显著降低猪粪氮素的流失强度,且土壤覆盖处理优于秸秆覆盖。     

淮北平原农田氮磷流失模拟降雨试验研究

以淮北平原农田为研究对象,考察2种类型土壤(砂姜黑土和黄潮土)通过人工降雨试验模拟下渗水量、壤中流TN、TP与土壤类型和土壤深度的相关性,结合野外采样调查分析测定区域水体的氮磷含量指标,分析区域农田氮磷养分流失特征,估算迁移比率.结果表明,壤中流TN、TP含量与土壤类型、土壤深度以及降雨持续时间存在一定的差异性;黄潮土...     

模拟降雨条件下坡度对茶园红壤氮素流失影响

以新安江流域茶园红壤为研究对象,采用人工模拟降雨方法,研究其在五种不同坡度(0°、5°、10°、15°、20°)下的产流和氮素流失的特征。结果显示,径流以壤中流为主,地表径流中的氮素在流失过程中表现出了很强的初期冲刷效应,壤中流的氮素流失量随着降雨的持续而逐渐增大;在各种坡度下,氮素均以壤中流流失为主;地表径流中总氮、硝态氮、氨氮的流失量y与坡度x的回归方程分别为y=1.03e0.06x-0.88(R2=0.99**)、y=0.37e0.06x-0.36(R2=0.98**)、y=0.002x+0.004(R2=0.94**),壤中流中总氮、硝态氮、氨氮的流失量y与坡度x的回归方程分别为y=-5.65e0.06x+30.49(R2=0.91**)、y=-0.17e0.16x+14.92(R2=0.98*)、y=0.77e-0.18x+0.13(R2=0.92*)。随着坡度的增大,地表径流中氮素的流失呈增大趋势,壤中流中氮素的流失呈下降趋势。     

自然降雨条件下淮北平原农田氮素流失特征研究

[目的]研究自然降雨过程中农田氮素径流流失特征。[方法]基于淮北平原区1次典型的自然降雨,分析降雨强度、径流量及排水中TN、PN、NH_4~+-N和NO_3~--N的质量浓度变化。[结果]自然降雨条件下,降雨强度和径流量变化趋势基本一致,但产流时间较降雨时间以及径流量较降雨强度的变化均有一定滞后效应;随着径流量增大,排水中TN、PN和NH_4~+-N的质量浓度快速增大,且达到峰值的时间较径流峰值时间提前,峰值过后三者质量浓度快速下降,降雨停止后随着径流减少TN趋于稳定,PN和NH_4~+-N继续降低,NO_3~--N质量浓度与径流量呈反向变化特征;随着雨强和径流量的变化3种形态氮素比例动态变化,且降雨时颗粒态氮大于溶解态氮,降雨停止后PN和可溶态NH_4~+-N减少,可溶态NO_3~--N增加;相关性分析表明,降雨强度与径流量、NH_4~+-N、PN和TN呈正相关关系,与NO_3~--N呈负相关关系;整个径流过程TN、PN、NH_4+~-N和NO_3~--N质量浓度均值分别为11.50、6.58、2.11和2.88 mg/L,均超出了地表水Ⅴ类水的标准。[结论]自然降雨径流过程中农田排水给周围水体带来较大的环境风险,该研究为该区域氮素流失特征研究及面源污染控制提供理论基础。     

模拟降雨试验在云南坡耕地治理中的应用

引进了具有经济性、便捷性、可操作性、重现性等优点的模拟降雨试验系统,在云南省坡耕地水土流失综合治理水土保持监测中进行实践和运用,研究坡耕地土壤产汇流规律和侵蚀规律。根据人工模拟降雨试验产汇流情况,统计张毕山、吉科等5个小流域坡地试验小区和坡改梯后梯地试验小区共59场次模拟降雨试验数据,分析坡改梯水土流失综合治理效果。结果表明,坡改梯后梯地土埂发挥了拦蓄雨量作用,强化了降雨入渗,提高了土壤含水量,降低了暴雨地表径流形成,土壤流失量和侵蚀强度得到了明显的缓减,蓄水保土效果较为显著。     

人工模拟降雨条件下不同土壤抗侵蚀特征的分析

[目的]开展水动力条件下径流和产沙特征对于探索土壤抗侵蚀特征有着重要的意义。[方法]应用室内人工模拟降雨试验,在同等试验条件下对黄土、黑土、紫色土、红壤坡面产流及产沙特征进行了对比研究。[结果]在同等条件下4种土壤抵抗侵蚀能力大小顺序为黄土黑土紫色土红壤。[结论]在制订保土措施时,应结合不同土壤的侵蚀特征,选择适当的方法,以达到理想的效果。     

雨前土壤含水量对紫色土坡耕地地表产流过程的影响

[目的]为紫色土侵蚀的相关研究提供参考。[方法]试验在盐亭站7个不同坡度、不同土层厚度的径流小区进行,每小区进行两种土壤含水量(10%和20%)的降雨试验,研究雨前土壤含水量对紫色土坡耕地地表产流过程的影响。[结果]当雨前土壤含水量较高时,地表产流较快且径流上升较快,在降雨6 min后开始产流,产流10 min后地表径流达到稳定;而土壤含水量较低时,降雨10 min后才开始产流,产流25 min后地表径流达到稳定;当产流稳定后,2种土壤含水量条件下的稳定入渗率差异不明显,相对偏差小于10%。雨前土壤含水量较高时,地表径流量较大。[结论]雨前土壤含水量对地表产流过程的影响主要体现在降雨初期。     

小滦河谷地土壤侵蚀速率的定量测算

野外调查和地貌学、生物学分析表明,发生水土流失的坡面上生长的独树或树丛定点记录了坡面水土流失的全过程,可以作为定量测算坡面侵蚀速率的标志.因坡面侵蚀而悬空的树干基部高出当前地面的垂直距离,即为其生长期间坡面侵蚀的厚度;而树木的年轮记录提供了时间尺度.据此,测算出河北省承德市小滦河谷地无成片森林覆盖的亚黏土坡面,在1681～2010年期间的平均侵蚀速率为2.1 mm/a;而有冲沟发育的风沙土坡面,在1961～2010年期间的平均侵蚀速率达24.0mm/a.     

大渡河流域开发中水土保持问题研究

大渡河流域水力资源丰富 ,具有水电开发的良好条件 ,但流域水电开发期间水土保持问题值得特别关注。分析了流域水土流失的背景条件和现状 ,提出了流域水电开发期间和开发后水土保持的措施 ,客观地分析流域开发和水土保持的相互影响关系 ,探讨兼顾流域水电开发和水土保持的可持续发展问题     

渭河流域陕西段农业非点源污染研究

农业非点源污染是当今环境污染的重要来源之一。针对渭河流域的农业非点源污染,分析了2005年该流域陕西段的水土流失、化肥污染、生活污水污染、禽畜粪便污染、农膜污染等主要污染源,基本摸清了该地区的农业非点源污染源和污染情况,并提出发展绿色农业是治理该地区农业非点源污染的战略性措施。     

基于RUSLE的沂沭泗河流域水土流失强度研究

基于RUSLE对沂沭泗河流域的土壤侵蚀进行定量研究,确定土壤侵蚀风险区域。研究结果表明:该流域土壤59.297%为微弱侵蚀,15.65%为中度侵蚀,主要分布于沂沭泗河流域土壤侵蚀的重点风险区域和重点治理区沂蒙山区;人类合理的活动在减少土壤侵蚀中发挥重要的作用。研究结果为该区域控制水土流失提供了基础数据。     

模拟强降雨条件下硝态氮在土壤剖面的累积及淋溶研究

[目的]为了探讨硝态氮在土壤中累积和淋溶水平。[方法]采用野外冬小麦田间试验,选定不同降雨强度和施肥水平,分析土壤不同深度水分含量和硝态氮含量。[结果]降雨强度和土壤施肥水平是有效影响土壤氮素在土壤中运移和淋溶的重要因素,表现在:土壤降雨强度越大,施肥水平越高,会造成土壤中主要氮素类型硝态氮明显的流失。此外,土壤质地类型也是造成土壤氮素流失的重要因素,表现为土壤质地砂性越强,其淋溶效果越明显。[结论]土壤施肥水平和降雨强度是影响土壤氮素流失的重要因素。     

模拟条件下不同耕作措施和雨强对地表糙度的影响

【目的】研究不同耕作措施和降雨强度下地表高程和糙度的空间分布特征以及降雨前后二者的变化,以探讨不同耕作措施和降雨强度对坡耕地地表糙度的影响。【方法】人工降雨条件下,模拟人工锄耕、人工掏挖、等高耕作3种耕作措施和对照组直型坡,测量、计算并分析了各坡面高程信息和地表糙度的空间分布特征以及降雨前后二者的变化。【结果】降雨前坡面的高程空间分布在不同耕作措施之间具有显著性差异。直型坡高程的统计方差最小,高程分布最集中;与直型坡相比,等高耕作坡面高程的统计方差最大,高程分布最离散;其次是人工掏挖和人工锄耕坡面。雨前地表糙度大小为等高耕作＞人工掏挖＞人工锄耕＞直型坡。降雨能显著改变地表糙度值的大小,并呈现同一耕作措施随雨强增大地表糙度值改变越多的规律。降雨后等高耕作、人工掏挖和人工锄耕这三种措施的地表糙度均呈减小趋势,同一雨强下,等高耕作糙度减小最多,人工掏挖次之,人工锄耕糙度减小最少。直型坡的地表糙度在雨后却有所增加,在60、90和120 mm·h^-1雨强下,直型坡雨后糙度分别增加了10.9%、22.5%和36.5%。雨后各措施地表糙度值均改变,但仍为等高耕作＞人工掏挖＞人工锄耕＞直型坡。【结论】耕作措施是形成坡耕地地表糙度的主要原因,不同的耕作方式造成地表起伏状态的差异,使不同耕作措施下的地表糙度具有空间异质性。降雨作用会减小各耕作坡面的地表糙度,增加对照组的地表糙度,且随降雨强度增大,地表糙度变化越剧烈。耕作措施造成的地表初始糙度越大,降雨对糙度的减小作用越显著。但人工锄耕、人工掏挖和等高耕作3种耕作措施对地表糙度的影响大于降雨对地表糙度的影响。     

雨强和地下孔(裂)隙度对喀斯特坡耕地养分流失的影响

【目的】研究不同降雨强度和地下孔(裂)隙下,喀斯特区坡耕地表和地下土壤养分流失途径及流失规律,为喀斯特坡耕地土壤养分流失控制和农业面源污染防治提供理论依据。【方法】以喀斯特区坡度为15°的坡耕地为研究对象,通过模拟其地表形态和地下孔(裂)隙特征,设置不同雨强(30、50、70、90 mm·h^-1)和地下孔(裂)隙度(1%、3%、5%)交叉试验共36场降雨,探索喀斯特坡耕地地表和地下养分流失特征。【结果】(1)雨强对喀斯特区坡耕地产流产沙影响显著(P<0.05),地表、地下产流产沙量随雨强增大而增加,其产流产沙从地下过渡到地上的临界雨强可能在30—50 mm·h^-1;随地下孔(裂)隙度增大,地下产流产沙量增加,地表呈相反的规律。(2)喀斯特坡耕地径流养分主要通过地表流失,小雨强下通过地下孔(裂)隙流失;径流中全氮(TN)、全磷(TP)、全钾(TK)流失量和流失模数均随雨强增大而上升,雨强对各径流养分流失浓度影响不明显。地表养分流失量和流失模数随地下孔(裂)隙度增加而下降,地下反之。地下孔(裂)隙度的增加使地下径流养分流失占比逐渐增加。(3...