宁南山区不同降雨强度下坡地的产流产沙特征分析

采用人工模拟降雨方法,分设3种不同的降雨强度,研究了宁南山区人工草地和坡耕地的产流产沙特征。结果表明：人工草地与坡耕地的径流量最高分别为14.55、14.21 mm;侵蚀模数坡耕地最高为15.5 t/km^2,人工草地最高为10 t/km^2。人工草地和坡耕地的径流量、侵蚀模数均随降雨强度的增加而增加,并与降雨强度呈指数函数或幂函数。     

松土对坡耕地产流产沙的影响研究

[目的]为了研究不同坡度、松土位置及松土深度组合处理对坡耕地产流和产沙的影响。[方法]本试验采用人工降雨方法,在吕梁市方山县沙沟观测站的径流小区内进行。[结果]结果表明坡耕地的产流量、产沙量与坡度、松土位置显著相关,产流量与松土深度显著相关,产沙量与松土深度关系不明显。在各坡度上,产流量随坡度的增加而增加,产流量与各松土位置的关系为松土中部<上部<下部,产流量随松土深度的增加而减少;产沙量随坡度的增加而增加,产沙量与各松土位置的关系为松土中部<上部<下部。各坡度上,中部松土比上部及下部松土分别减少产流13.1%~16.1%、31.6%~37.8%,减少产沙3.3%~8.1%、40.5%~53.1%。[结论]综合考虑蓄水拦沙效益及坡耕地的耕种要求,坡地开荒应选择在坡面的中上部,且松土深度以20cm为宜。     

不同扰动带设置对坡耕地产流产沙的影响

为研究减小坡耕地水土流失的方法,试验在5°,10°和15°的径流小区内沿等高线设置扰动带(长条形翻耕扰动区域,投影宽度30 cm),研究其对坡耕地产流产沙的影响。通过改变扰动带的位置(小区上方或下方)、坡度(水平状或原坡状)和覆盖情况(有覆盖或无覆盖)对小区进行处理,并与CK(未设置扰动带的小区)进行比较。结果表明,设置扰动带可延迟产流时间,扰动带的位置变化对产流时间的影响最明显,其中,设置于小区下方水平有覆盖的扰动带延迟产流效果最好,产流时间延迟6.4～8.1 min;所有扰动带均有减流效果,设置于下方水平有覆盖的扰动带减流效果最好,与CK相比产流量减少42.81%～43.74%;扰动带的减沙效果与覆盖条件有关,有覆盖的扰动带具有明显的减沙效果,无覆盖的扰动带减沙效果不明显,甚至造成产沙量增加,其中,设置于下方水平有覆盖的扰动带减沙效果最好,与CK相比,产沙量减少32.47%～44.14%。     

降雨对不同坡比边坡产流产沙过程的影响

为了给侵蚀沟植被边坡防护提供理论基础,通过野外径流小区试验,观测次降雨对1:1.5和1:1.2坡比边坡7种植被配置产流产沙的过程特征。结果表明：产流量主要随降雨量变化,大于其受植被影响,产沙量主要集中于前期强降雨,15 mm雨量为阈值,高于15 mm雨量产沙量大幅度增长,植被生长后期产沙极少;不同时间段次降雨减流减沙优势植被配置不同,紫花苜蓿草种前期减流减沙效果好,无芒雀麦和早熟禾草种后期减流减沙效果好;坡度变陡,产流量随植被生长由相近逐渐提高,产沙量只在强降雨下明显升高。在侵蚀沟陡坡防护时紫花苜蓿混播比例要高,提高前期对强降雨的承受能力。     

黑麦草对黄土坡面降雨产流产沙过程的影响

为研究草地对土壤侵蚀过程的影响,选用黄绵土人工种植草地,采用室内模拟降雨试验研究黑麦草不同覆盖度（0、25%、50%和75%）对3种降雨强度（60、90和120 mm/h）坡面产流产沙过程的影响。结果表明：黑麦草覆盖可以显著减小侵蚀产沙。在坡面土壤预饱和的条件下,坡面产流、产沙与时间呈线性关系;累计产流量随降雨强度线性增加;同一降雨强度条件下,草地覆盖度对累计产流量影响不显著;草地坡面水流含沙量、输沙率、次降雨产沙量均随覆盖度增大而降低,随降雨强度增大而增加;3种降雨强度条件下,无黑麦草覆盖坡面水流含沙量差异不显著,次降雨产沙量和输沙率随着降雨强度的增加而增大。研究结果可为土壤侵蚀预报模型建立及水土保持措施的制定提供理论参考。     

翻耕和覆盖对坡耕地产流产沙的影响

为了研究减小坡耕地水土流失的方法,本试验在人工降雨条件下,研究坡度、土壤容重和秸秆覆盖3种因素对产流和产沙的影响。试验结果表明:3个因素中坡度对产沙量影响最大,15°坡以内,随着坡度增大,总产流量增大,总产沙量迅速增大。翻耕可以有效增加降雨入渗,但总产沙量随着容重的减小而增大。小于10°的坡耕地翻耕至容重1.2g·cm~(-3)时保水效果明显而产沙量增加不大。增加秸秆覆盖可以有效减小总产流量和总产沙量,且坡度越大减沙效果越明显。坡耕地尽量选择缓坡地;小于10°坡耕地翻耕至容重1.2g·cm~(-3)为宜,大于10°坡耕地免耕;在秸秆覆盖率不超过80%的前提下尽量增加秸秆覆盖。     

红壤坡面产流产沙与养分流失特征研究

在自然降雨条件下，研究了有、无植被覆盖径流小区红壤坡面周年内产流、产沙及养分流失特征。结果表明：径流小区产流、产沙量的高峰期与降雨量的高峰期相一致。降雨侵蚀力与降雨量季节分布的不均匀性是由于不同时期的降雨特征和降雨侵蚀力构成因素决定。坡面流失泥沙悬移质养分浓度均高于推移质中的养分浓度。顺坡种植油菜—花生处理，坡面流失泥沙钾、磷养分浓度高于休闲裸坡处理。红壤坡面养分以泥沙结合态流失为主，但磷、钾以水溶态流失也是一个重要的养分流失途径。流失泥沙悬移质和推移质都有明显的养分富集现象，坡面有、无植被覆盖会使流失泥沙养分富集率发生变化。     

贵州喀斯特地区侵蚀性次降雨产流产沙特征研究

为研究喀斯特地区侵蚀性次降雨与产流产沙特征,选取贵州省关岭县蚂蝗田小流域坡面径流小区监测资料,采用经验频率统计法、快速聚类和判别聚类法、降雨侵蚀力简易计算法进行研究。结果表明：5—9月为侵蚀降雨主要集中月份,占侵蚀降雨总量9808%,占降雨总量4883%,6月是侵蚀降雨最多的月份;喀斯特地区侵蚀性次降雨雨量和雨强标准为1449mm和151mm/h;侵蚀性次降雨划分为A （大雨量、长历时、小雨强、低频率）、B （小雨量、短历时、大雨强、高频率）、C （中雨量、中历时、中雨强、高频率） 3种降雨类型;B类型的产流产沙能力远大于A、C,是喀斯特地区最易产流产沙的降雨类型;次降雨侵蚀力R的计算公式中将PI30替换为PI后,更能反映喀斯特地区侵蚀性次降雨产沙的变化特征。     

天然降雨条件下裸坡、植被坡的产流产沙过程分析

[目的]分析天然降雨条件下,裸坡、植被坡的产沙产流特征。[方法]以10°、15°裸坡和植被坡为试验对象,分析了裸坡、植被坡在天然降雨条件下的产沙产流特征,以及裸坡与植被坡的降雨量与产沙量关系。[结果]裸坡与植被坡的产沙量、产流量都与降雨量、坡度、坡面植被有关。各坡面累积产沙量、产流量的大小关系均为15°裸坡〉10°裸坡〉15°植被坡〉10°植被坡。天然降雨情况下,各坡面产沙量与降雨量均呈幂函数关系。[结论]在相同坡度条件下,植被坡的产沙量、产流量都比裸坡要小,说明其具有较好的水土保持效应。     

鲁中南山区侵蚀性降雨及典型作物对坡面产流产沙影响研究

为研究降雨量、降雨历时、降雨强度等降雨因素及典型作物对坡面产流产沙的影响，基于K-均值聚类分析法对山东省泰安市东周小流域2014-2020年77次侵蚀性降雨进行分类，并进一步分析不同降雨类型下不同作物产流产沙特征及对各降雨指标的响应.结果表明：(1)研究区侵蚀性降雨可以分为Ⅰ型(小雨量、短历时、大雨强)、Ⅱ型(大雨量、长历时、小雨强)、Ⅲ型(中雨量、中历时、小雨强)3类.各降雨频率为67.53%,3.9%,28.57%,占研究期内总降雨量的44.2%,14.02%,41.78%.(2)各径流小区产流和土壤流失量从大到小依次为大豆、裸地、地瓜、花生，花生和地瓜对径流和泥沙的削减效果相对较好.在Ⅱ型条件下，各小区产流产沙量最大，Ⅲ型次之，Ⅰ型最小；但当Ⅰ型和Ⅲ型雨频率较高时，产流产沙量也较大.(3)对坡面产流产沙影响最大的因素为降雨量，当作物种类不同时，影响次之的因素有所差别.径流对降雨因素的响应程度高于土壤流失量，控制产流发生可在一定程度上有效降低土壤流失量.     

模拟降雨条件下覆沙坡面产流产沙过程研究

【目的】分析不同覆沙条件下坡面降雨的产流产沙过程,为揭示黄土高原水蚀风蚀交错区风水复合侵蚀机制奠定基础。【方法】采用3个雨强(0.5,1.0,1.5mm/min)和3种覆沙方式(全坡、半坡、无覆沙)在室内进行模拟降雨试验,分析不同雨强和覆沙条件下坡面的产流产沙特征。【结果】坡面覆沙与无沙坡面(裸坡)相比延长了降雨初始产流时间1~30min;坡面覆沙后使得坡面的产流产沙过程复杂化,出现多峰多谷现象;坡面的累计径流量和累计产沙量均与降雨历时呈显著线性相关,相关系数在0.9以上;累计径流量与累计产沙量之间呈函数相关性,相关系数在0.90以上。【结论】坡面覆沙在一定程度上加剧了侵蚀的发生。     

红壤坡面产流产沙与养分流失特征研究

在自然降雨条件下,研究了有、无植被覆盖径流小区红壤坡面周年内产流、产沙及养分流失特征.结果表明径流小区产流、产沙量的高峰期与降雨量的高峰期相一致.降雨侵蚀力与降雨量季节分布的不均匀性是由于不同时期的降雨特征和降雨侵蚀力构成因素决定.坡面流失泥沙悬移质养分浓度均高于推移质中的养分浓度.顺坡种植油菜-花生处理,坡面流失泥沙钾、磷养分浓度高于休闲裸坡处理.红壤坡面养分以泥沙结合态流失为主,但磷、钾以水溶态流失也是一个重要的养分流失途径.流失泥沙悬移质和推移质都有明显的养分富集现象,坡面有、无植被覆盖会使流失泥沙养分富集率发生变化.     

闽东南花岗岩侵蚀区的土壤侵蚀与治理 Ⅰ.降雨参数对土壤侵蚀的影响

闽东南花岗岩侵蚀区的侵蚀性降雨集中分布于5～9月份。产生水土流失主要是大于20mm的降雨,尤其是50.1～80和大于100mm的降雨所引起的土壤侵蚀量和径流量占总量的55％。降雨量仅对顺坡抛荒区的土壤侵蚀量产生极显著的影响,同时与顺坡抛荒区、顺坡草区、中耕作物区和灌丛区的径流量成显著的正相关。30min瞬时雨强与顺坡抛荒区和中耕作物区的土壤侵蚀量和径流量成显著的正相关,也与顺坡草区的径流量成显著的正相关。平均雨强对各处理区的土壤侵蚀量和径流量均无显著影响。     

黔北浒洋水侵蚀性次降雨对地表径流产沙的影响

为研究黔北小流域侵蚀性降雨与产沙的关系, 以遵义浒洋水水土保持监测站2009—2012年降雨实测资料为基础, 在4个径流小区各28场降雨的降雨量、降雨强度、最大30 min雨强、降雨侵蚀模数等数据统计的基础上, 采用次降雨侵蚀力、覆盖度的回归模型及多元非线性回归方法, 分析浒洋水小流域的次降雨径流侵蚀产沙规律。结果表明:流域内5-7月份总径流量、总产沙量分别占全年总量的64.05%和62.62%。当次降雨侵蚀力 < 20, 降雨侵蚀模数与降雨侵蚀力呈幂函数正相关关系, 降雨侵蚀模数与覆盖度呈二次函数负相关关系; 当降雨侵蚀力>20, 降雨侵蚀模数与降雨侵蚀力呈一次函数正相关关系, 降雨侵蚀模数与覆盖度呈幂函数负相关关系。通过二元非线性回归, 建立并验证次降雨侵蚀力、覆盖度与降雨侵蚀模数之间的适用公式。     

模拟降雨条件下坡度对石灰岩坡面土壤侵蚀的影响

[目的]揭示坡度对石灰岩坡面径流的影响。[方法]通过室内模拟降雨试验,研究了坡度对石灰岩坡面产流过程和侵蚀过程的影响。[结果]在5°～25°范围内,石灰岩坡面径流总量和动态径流量随坡度的增大而增大,临界坡度接近或大于25°。径流泥沙含量也随坡度的增大而增大,同一坡度下泥沙含量在产流初期迅速达到峰值,随后的20 min内持续下降直至稳定。径流系数、径流深随着坡度的增大而增大,呈现良好的线性关系。[结论]该研究为建立石灰岩土壤侵蚀预报模型和实现石灰岩区的综合治理提供理论依据。     

次强降雨下不同植被类型产流产沙对比分析

设置径流观测场,观测次强降雨下不同植被恢复5年后产流、产沙特征。结果表明,苦竹＋牛鞭草植被类型在此次强降雨106.3mm下,产流、产沙量占其全年的15.24%和17.07%,调节降雨和抑制土壤侵蚀的能力最强;农耕地产流、产沙量占其全年的22.05%和31.65%,其中产沙量达其他3种植被类型的4.6～13.3倍,水土保持能力最弱;桦木＋牛鞭草、杂交竹＋牛鞭草植被类型因桦木生长和杂交竹间歇性采伐的原因水土保持能力居于中等水平。对比农耕地来说,3种植被恢复后土壤侵蚀得到了有效控制,但此次强降雨下地表径流控制程度还较弱,需继续加强对土壤和植被的培育。     

耕作活动对坡耕地径流及产沙的影响

通过对西峰、长武、耀县、彬县、淳化等水土保持试验站农地径流场多年观测资料的统计分析,研究了黄土高原沟壑区不同耕作措施及生物措施情况下坡面径流量、径流系数、下渗量以及产沙量,发现不同措施对坡面径流及产沙量的影响不同。以水平犁沟等高垄作,点播,低杆作物或高中杆与低杆作物间作或套作为最好。其保土效益依次为：≤３°缓坡地,耕作方法＞播种方式＞牧草＞作物种类;≤２０°陡坡地,牧草＞播种方式＞耕作方法＞作物种类。     

自然降雨条件下不同施肥模式和耕作方式对坡耕地紫色土肥力质量的影响

为探讨自然降雨条件下不同施肥模式和耕作方式对坡耕地紫色土肥力质量的影响,通过采集监测时长为9年的径流小区径流和土样,测定了径流量、有机质、全氮、全磷、全钾、速效磷、硝态氮和铵态氮等指标,运用灰色关联法建立了土壤肥力质量评价指标体系,分析了土壤肥力水平与施肥模式、耕作方式之间的关系。结果表明：5种不同试验处理下,各土壤肥力因子均有不同程度下降,其中土壤硝态氮和铵态氮含量减少最为显著;评价土壤肥力的关联度逐年减小,横坡耕作单施化肥处理的多年平均关联度表现最大,对应的多年平均径流量最小;顺坡耕作方式下,农家肥和化肥配施处理的多年平均关联度最大,对应的多年平均径流量最小,对照处理则相反;多年平均径流量与多年平均关联度之间满足线性函数模型y=-0.000 2x+0.762 8（R²=0.748 4）,随着径流量的增大,土壤肥力质量显著下降,二者呈负相关关系。横坡耕作下农家肥和化肥配施处理对于维持土壤肥力水平以及减少地表径流量效果最优。     

鲁中南降雨因子对不同种植下坡耕地产流产沙影响的灰色关联分析

[目的]探讨鲁中南山区影响不同种植下坡耕地产流产沙的主要降雨因子。[方法]通过对鲁中南山区不同种植下降雨因子与径流泥沙量的灰色关联分析,研究不同种植下不同降雨因子对径流量、泥沙量影响的主次关系。[结果]不同种植类型下,不同降雨因子对径流量和泥沙量影响的关联序并不一致。降雨量是影响径流量的主导因子,而在自然草地径流小区,PI30对径流量的影响最大;降雨强度是影响泥沙量的主要因子,而在沙打旺径流小区,PI对泥沙量的影响最大。在花生径流小区和自然草地径流小区,复合因子对径流量、泥沙量的影响最小;在沙打旺径流小区,降雨强度对径流量的影响最小,而复合因子对泥沙量的影响最小。[结论]该研究为当地坡面水土流失综合治理以及土地的优化利用和可持续发展提供了理论依据。