模拟暴雨下红壤坡面产流产沙及养分流失特征研究

试验采用野外人工模拟降雨装置,分析了红壤裸坡面产流产沙及养分流失特征.结果表明,次暴雨过程中坡面产沙强度呈下降趋势,相应的径流含沙量随降雨时间的延长而减小;初始产流时间很大程度上是由降雨强度决定的;累计产沙量与产流量之间的相关关系呈抛物线型;高强度暴雨下的养分流失随降雨时间呈波形变化.     

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.     

草地坡面径流侵蚀产沙过程模拟试验研究

[目的]研究草地坡面径流侵蚀产沙过程模拟试验。[方法]通过放水冲刷模拟试验对内蒙古自治区达茂旗草原土壤侵蚀特性进行系列分析,研究土壤侵蚀产沙过程和机理。[结果]变坡径流平均流速随径流量和坡度的增大呈波动趋势增加;坡面径流平均输沙率和平均剪切力均随流量的增加波动增加,随坡度的增加而呈抛物线形式变化,临界坡度值出现在25°左右,流量对输沙率的影响大于坡度因素的作用;坡面径流平均输沙率与平均剪切力之间有良好的线性关系。[结论]该研究为建立我国草原区土壤侵蚀预报提供理论依据。     

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。     

竹节水平沟对红壤坡面土壤水分的影响

在江西省泰和县老虎山小流域选择了裸露地、水保林、水保林+竹节水平沟和水保林+竹节水平沟+枯落物覆盖4个坡面样地进行了全年取样试验,分析竹节水平沟对红壤坡面土壤水分的影响。结果表明：在土壤蓄水量上,竹节水平沟沟内的蓄水量相对更大,60 cm土层为138.1～237.3 mm,水保林下水土流失区域土壤蓄水量相对最小。从土壤含水量看,水保林土壤含水量较小,所有土层各月均在16%以下;水保林+竹节水平沟的土壤含水量基本在16%以上,说明在水保林中开挖竹节水平沟具有蓄积水分的作用;水保林+竹节水平沟+枯落物覆盖在月降雨量最小的9月,其土壤含水量仍然较高。对比各处理样地,土壤含水量最低的都是水保林,最高的是水保林+竹节水平沟+枯落物覆盖沟内样地或裸露地,水保林+竹节水平沟+枯落物覆盖样地沟内的土壤含水量比水保林样地高出79%～146%;同一处理样地的沟内土壤含水量基本大于沟外。竹节水平沟能起到蓄水保水的作用,对于防汛和抗旱都具有重要意义,是南方红壤侵蚀区调控水量的治本措施之一。     

浅沟坡面红壤水分季节变化特征及其影响因子

在2007年5月到2008年1月期间,供试土壤为红壤及坡面坡度为15°条件下,利用定位观测数据,探讨了天然降雨条件下浅沟侵蚀小区土壤水分季节变化特征,分析了降雨、土壤质地、等高绿篱、浅沟地形等四个因素对土壤水分动态变化的影响。结果表明,小区坡面0-45 cm土层平均土壤水分含量季节变化规律基本与降水变化一致,降水是影响浅沟坡面土壤水分变化的主要原因;绿篱对浅沟坡面土壤水分的影响因存在季节性的差异,雨季等高绿篱措施对提高浅沟坡面0-45 cm土层含水量作用显著,旱季则相反;土壤质地和浅沟微地形也是影响土壤水分变化的重要因素,但其影响都不如降雨和绿篱的影响显著,种植绿篱有利于保持坡面水分。     

模拟降雨条件下坡度对东北黑土区坡面侵蚀过程的影响

利用野外模拟降雨实验,分析了不同坡度(3°,5°,7°,9°,12°,15°)、不同降雨强度(70,100,120mm/h)条件下,黑土坡地产流和产沙特性随坡度和降雨强度的变化规律。研究结果表明:降雨强度小,产流时间长且坡度对产流时间影响小。降雨强度大,产流时间短且坡度对产流时间的影响明显;在坡度较小的条件下,降雨强度对坡面径流量的影响较小,较大坡度条件下,降雨强度对坡面径流量的影响较大;在同一降雨强度下随坡度的增加,侵蚀产沙率基本呈现增大的趋势;坡度对侵蚀产沙率的影响程度与降雨强度有一定关系;在12°~15°之间存在本试验条件下的临界坡度,超过临界坡度12°后侵蚀产沙率和总产沙量都大幅度下降。     

不同造林抚育措施对桉树人工林坡面径流特征的影响

[目的]探讨桉树人工林坡面径流特征及其影响因素,促进桉树人工林科学经营.[方法]建立10个坡面径流小区,以采伐迹地灌草坡作对照(CK),研究萌芽更新、人工割灌割草清理林地和除草、施基肥和追肥,火烧清理林地、植苗更新、化学除草、施基肥和追肥,人工割灌割草清理林地和除草、植苗更新、只施基肥不追肥,桉树萌芽更新1代3年生林地4种不同造林抚育措施干扰下桉树林地的坡面产流量和泥沙流失量,探讨桉树人工林的科学栽培和可持续经营途径.[结果]火烧清理林地、植苗更新、化学除草、施基肥和追肥的林地坡面产流总量和泥沙流失总量分别为117.54 mm和1366.76 kg/ha,比人工割灌割草清理林地和除草、植苗更新、只施基肥不追肥的林地分别高15.61%和84.65%,比萌芽更新、人工割灌割草清理林地和除草、施基肥和追肥的林地高12.46%和68.13%;桉树萌芽更新3年生林分林地的坡面产流总量和泥沙流失总量分别为81.22 mm和263.50 kg/ha,比萌芽更新造林当年的分别低22.30%和67.60%,比对照低23.80%和62.60%;不同造林抚育措施的坡面产流量和泥沙流失量与降水量间均呈极显著线性正相关(R=0.743~0.953).[结论]火烧清理林地、植苗更新、化学除草、施基肥和追肥等耕作活动(造林抚育措施)及大量级降水是桉树人工林产生较高坡面径流量和泥沙流失量的主要原因.     

降雨和坡度对植烟坡耕地产流产沙的影响

[目的]本文探明了紫色土坡耕地产流产沙特征,为植烟土壤管理提供科学依据.[方法]对不同坡度(5°、10°、15°、20°、25°和30°)野外径流小区开展长期定位观测,研究坡面产流、产沙随降雨强度及坡度的变化特征.[结果]①通过近10年降雨资料分析,研究区域降雨年内分配极不均匀,6-9月降雨量占全年降雨量的80.2％～...     

上方汇水对黄土坡面侵蚀方式演变及侵蚀产沙的影响

【目的】定量评价坡面上方汇水对坡下方土壤侵蚀方式演变及侵蚀产沙的影响。【方法】利用由位于坡面上部的供水装置和位于坡面下部的试验土槽组成的试验系统,通过人工模拟降雨试验,分析不同降雨强度和坡度条件下,上方汇水对黄土坡面片蚀-细沟侵蚀-切沟侵蚀方式演变过程及侵蚀产沙量的影响。【结果】当坡面接受上方汇水后,各侵蚀方式演变速度明显加快,侵蚀产沙量迅速增大,且坡面侵蚀产沙增加幅度随上方汇水流量的增加而增大;在坡度和降雨强度相同条件下,坡面侵蚀产沙量和上方汇水引起的坡下方的净侵蚀产沙量,均随坡面上方汇水流量的增加而显著增大;受降雨强度、坡度和坡面侵蚀发育不同阶段的影响,坡面汇水引起的净侵蚀产沙量占总侵蚀产沙量的15.36%~78.15%。不同降雨强度和坡度条件下,坡面侵蚀产沙量与上方汇水流量呈幂函数关系。【结论】坡面上方汇水强度对坡面侵蚀方式演变和产沙过程具有重要影响,若能有效控制坡面上方汇水,将可有效减少坡面侵蚀产沙量,抑制沟蚀的发生和发展。     

温度梯度对非饱和土壤水分运动的影响

在土壤不同含水量条件下，研究了温度梯度对非饱和土壤水分运动的影响，结果表明：在同一含水量条件下，增温可提高土壤水势，呈现黄泥巴＞土＞黑垆土的顺序；在同一含水量条件下，３种土壤在低温区及高温区均随温度梯度增加，土壤水分通量和导水率增大，但土壤导水率随温度梯度变化幅度小于土壤水分通量；温度梯度和含水量相同时，高温区土壤水分通量和导水率大于低温区；土壤水分通量及导水率呈现黑垆土＞土＞黄泥巴的顺序。同一土壤随含水量增大，土壤水分通量和导水率增加。     

土壤溶质运移关键参数的确定方法评述

在溶质运移的基本方程的基础上,综合了国内外溶质运移参数确定的研究情况,对几种较新的参数确定方法从原理及应用上加以评述.     

基于特征线法的畦灌施肥地表水流溶质运移模型研究

为实现畦灌施肥技术参数的优化组合,建立合理的模型工具至关重要.基于零惯性量模型和一维对流弥散方程ADE作为畦灌施肥水流和溶质运移方程,分别利用有限差和特征线法进行求解,建立基于特征线法的畦灌施肥地表水流溶质运移模型.以隐式有限差解法为对照,对特征线法引入的数值误差状况进行评价.结果表明,相对于隐式有限差解法,采取特征线法求解ADE时引入的数值震荡和数值弥散有显著减少,基于特征线法的畦灌施肥地表水流溶质运移模型更合理.     

非饱和土壤水与溶质迁移参数间的关系分析

土壤溶质迁移的研究已成为土壤学、生态学、水资源学以及资源与环境科学等相关学科的基础和前沿研究领域。人们试图通过发展简单数学模型来描述土壤溶质迁移过程,以及影响溶质迁移特征因素间内在关系。通过对非饱和土壤水分与溶质迁移参数间的关系分析,探寻简单方法确定相关迁移参数。分析结果表明,参数估算是可行的,可以用该参数进行模型预测。     

坡度、坡长变化与水土流失量之相关性分析

通过对天然径流小区的观测试验,研究了坡度、坡长与水土流失间的关系。结果表明试验区径流冲刷量、养分流失量、农作物产量与坡度和坡长存在着密切的关系。同时对该地区水土流失的成因进行了一定的分析,并提出了一系列水土流失防治措施,以便为当地的水土流失整治工作提供一定的科学依据。     

鹫峰国家森林公园土壤溶质运移特征研究

溶质在土壤中的运移受土壤结构、质地、水分含量、地被植物等因素的影响。在室内条件下,采用恒定水头法研究亮蓝在鹫峰地区土壤中的运移规律,得到同一样地不同深度下的亮蓝穿透曲线。研究结果表明:在鹫峰地区,溶质在土壤中存在明显的优先运移现象,土壤容重、孔隙度和饱和导水率均能影响溶质在土壤中的运移。     

Se在一维风沙土土柱中的运移规律研究

在室内条件下,采用垂直土柱易混置换法,就同一坡面不同坡位及不同深度的风沙土对SeO23在土壤中的运移规律的影响进行了研究。结果表明,土壤空隙度较大的坡中对应的运移阻滞因子R较小;土壤溶质运移的溶液流速为表层土壤〉深层土壤,当v的变异系数大于14.1421时,R随流速增大而减小。     

土壤水文过程与溶质迁移转化研究进展

总结和概括了土壤水与溶质、能量研究的发展历程,介绍了土壤水与溶质、土壤热耦合运移研究的基本理论和模型发展,分析了当前水土系统理论和应用方面存在的难点和尚未解决的问题,展望了在大气-植被-土壤系统研究基础上进一步在土水系统中研究水文质耦合理论,提出构建分布式耦合模型系统亟待解决的关键技术问题。     

基于人工神经网络的土壤溶质运移模拟与预测

在土壤质地、土壤容重和含水量一定的情况下．把土壤溶质运移时间和运移距离看作影响土壤溶质运移的主要参数，建立2个输入单元和1个输出单元的三层BP网络．对一维垂直土柱Cd^2 的穿透试验进行了模拟和预测。其预测结果同数值解相比，R^2=0．949，精度基本一致。可见BP网络预测模型反映了溶质穿透过程中，土壤溶质含量与运移时间和距离的动态关系；用BP网络预测土壤溶质含量的时空变化具有可行性，而且不需要建立具体的数学模型；工作量大大减小，不需要测定水动力弥散系数、阻滞系数等，具有很强的实用性。