长江三峡花岗岩坡面管流在壤中流中的作用

 大孔隙中运动的水流称为管流,管流是优先流的一种形式。在花岗岩地区,管流是一种普遍现象。为研究管流在壤中流中的作用,在长江三峡花岗岩坡面 ,选择了受人为活动影响较小的天然次生马尾松林地作为试验场地,研究长江三峡花岗岩坡面管流过程和土壤渗流过程。结果表明:管流的出现较渗流出现时间迟 ,但其结束的时间较渗流早。管流与渗流峰值出现时间存在一定差异,在所研究的2场降雨中,管流达到峰值的时间比渗流提前约1～2h以上。同渗流一样 ,管流流量及其过程,主要受由降雨引起的下渗水分影响和制约,管流流量的大小变化,与渗流存在一定差异,但总体上,与渗流流量的变化趋势一致 ,即在管流产流时段,渗流流量增大时,管流流量也随之增大。管流水分通量远大于渗流的水分通量,它对于提高壤中流流量和水分通量,具有促进作用。在不同降雨过程中,管流对壤中流的作用也存在差异,即降雨量越多,降雨强度越大,管流的特性表现得越明显,对壤中流的贡献也越大。     

长江三峡花岗岩坡面林地优先流与地表径流关系

为研究优先流与地表径流的关系,在长江三峡花岗岩坡面,选择了一受人为活动影响较小的天然次生马尾松林地作为试验场地。采用自记流量计记录优先流过程,在小流域出口处设置90°薄壁三角堰和水位计记录了地表径流过程,并对不同层次土壤物理性质进行了测定。结果表明,优先流流量主要决定于产流次雨量及前期影响雨量。优先流峰值总是晚于地表径流峰值出现,从优先流与地表径流峰值出现时间的差异看,优先流的出现使得地表径流峰值出现时间推迟,历时过程延长。当优先流与地表径流流量过程线为双峰时,二者线性关系不明显。当优先流与地表径流流量过程线均为单峰时,二者存在一定的线性关系,其线性关系随着产流次雨量及前期影响雨量的不同而有所差异     

长江三峡花岗岩区坡面糙率系数研究

利用Ｍａｎｎｉｎｇ流量公式基本理论，探讨了花岗岩地区５种不同土地利用类型下的糙率系数ｎ值，研究结构表明：松栎混交林下的ｎ值为０．２２８，其次为马尾松纯林地、灌草坡面、农耕地和裸地，ｎ值分别为０．１８０６，０．１３２，０．０７２３和０．０５４５。研究还表明：糙率系数ｎ值较大的地表，其渗透性能亦较好，我国南方花岗岩风化壳上形成的土壤影响糙率系数ｎ值的因子较多，而且其关系较为复杂。     

长江三峡花岗岩地区林地优先流时间特性分析

根据试验观测资料,从降水历时、降水量、优先流出流历时及流量出发,分析了长江三峡花岗岩地区林地优先流的时间特性.研究发现,优先流为季节性周期出流,每年汛期都能观测到明显的优先流现象;优先流具有滞后性,体现在优先流出流一般滞后于降水过程,出流时间滞后于渗流过程,以及同一剖面较深路径的优先流出流时间滞后于位于上部的其他优先流;优先流也具有超前性,体现在单场次优先流出流的结束时间早于渗流结束时间,优先流末次出流超前于枯水期.     

长江三峡花岗岩坡面管流与渗流实验研究

以优先流形式运动的土壤水分运动过程不遵从达西定律，管流是优先流的一种形式。为研究管流对土壤水分运动的影响，在长江三峡花岗岩坡面，选择了一受人为活动影响较小的天然次生马尾松林地作为试验场地。采用双环渗透筒法分层测了不同层次土壤的水分渗透特性，用自记流量计测定了管流过程和土壤渗流过程，同时进行了降雨过程的观测。对数场降雨、管流及渗流过程数据分析结果表明，由花岗岩风化而成的土壤水分入渗性能较好，在所划分的7层土壤水分渗透过程中，地表层0-10cm的土层水分渗透性最差，可能是由于地表层的黏粒含量较高，土壤质地较细所至，不透水层距地表深度约为150～200cm．坡面渗流主要产生于该深度之上。在降雨初期，渗流以非饱和流的形式流动，土壤大孔隙通道内无法形成快速连续的水流，因此不能产生管流。随降雨历时延长，土壤水分含量逐渐达到饱和状态，开始有管流产生，因此，相对于坡面渗流，管流总是于其后产生。可以推断管流的产生需要有更高的土壤水分含量。     

长江三峡花岗岩地区坡面产沙及沟道输沙规律

运用砂粒粒组分析方法，对长江三峡花岗岩地区下岸溪流域的坡面产沙及沟道输沙规律进行了研究。结果表明，〈２．００ｍｍ砂粒的累积含量松栎混交林和马尾松林地最多，荒草坡地居中，农坡地和梯田最少，农坡地和质量不高的梯田是花岗岩坡面侵蚀产沙的主要来源：坡面各级砂粒在沟道各断面都有分布，主沟道泥沙输移比接近于１。     

长江三峡花岗岩地区降雨因子对优先流的影响

为研究降雨对优先流的影响,在长江三峡花岗岩地区,选择了一受人为活动影响较小的天然次生马尾松林地作为试验场地。采用自记流量计记录了优先流过程,同时对降雨过程进行测定。降雨过程中分别测定了降雨总量、降雨历时、前期降雨、>20 mm/h降雨量及最大降雨强度5个因子,优先流过程中测定了优先流流量、历时、对降雨响应的滞后时间、峰值流量4个因子。分析结果表明,降雨对优先流的制约关系十分明显。影响优先流流量的主要是降雨总量,影响优先流历时的主要是降雨历时和降雨总量,影响优先流峰值流量的主要是降雨总量。采用强迫引入法,建立了优先流因子与降雨因子回归方程。     

长江三峡花岗岩区不同地类土壤流失量研究

 研究长江三峡库区泥沙来源,并以此为依据开展水土保持工作,对于保障长江三峡水利枢纽工程安全运行和效益发挥,具有重要意义。在长江三峡花岗岩地区选定的典型小流域内,采用土壤剖面法及土壤侵蚀调查、坡面径流小区等方法,分析不同土地利用现状下的土壤物理特性及其与土壤侵蚀的关系,不同土地利用坡面及沟道的土壤侵蚀量。结果表明:研究区域不同土地利用状况土体内,土壤颗粒特性与土壤流失程度密切相关。随着土壤流失程度的增大,流域不同土地利用状况下的A层土壤颗粒粒径分选系数降低。不同土地利用状况下,土壤颗粒粒径组的对称性均较低;长江三峡花岗岩区的泥沙,主要来源于坡面土壤侵蚀;坡面侵蚀的泥沙主要来源于坡耕地,25°以上陡坡耕地侵蚀的泥沙量,约占坡面产沙总量的50%。     

长江三峡花岗岩区林地优先流影响因子分析

为了研究三峡地区花岗岩林地优先流影响因子，在长江三峡地区曲溪小流域内选定的实验坡面下部，垂直开挖了一个长度为2．9m、深度为2．60m的土壤剖面。在降雨过程中观察优先流过程，分析降雨对优先流的影响。同时对该地区的土壤物理性质和土壤渗透特性进行了测定，分析其对优先流的影响。分析结果表明，影响长江三峡花岗岩区优先流产流的降雨量在26mm（24h降雨量）以上。长江三峡库区的降雨可分为递减降雨型、均匀降雨型、突发降雨型及峰值降雨型4种类型，不同降雨类型对应的优先流过程都表现出相应的降雨过程特征。不同降雨类型的优先流出现时间也各有差异，峰值降雨型降雨产生的优先流出现时间最早，其次是突发降雨型、递减降雨型、均匀降雨型。当一场降雨中的最大降雨强度〉0．075mm／min时，就有可能产生优先流。非毛管孔隙比例较大的土壤中容易形成优先流。研究区林下土壤中粗颗粒含量呈现出由上层至下层逐渐增多的趋势。对于较深层次土壤来说，它们含有的较粗颗粒有利于优先流的形成。优先流的存在使距地表83～110cm土层中土壤稳渗速率较其他土层得以大幅度提高，土层内快速运动的水流又加速了优先流的形成与发展。     

长江中上游地区土壤入渗规律研究

利用双环法对长江中上游水土流失严重区的37个县（市）进行原位测试,对其典型土壤的入渗规律进行了系统的研究。结果表明．在长江中上游地区,利用蒋定生公式和Horton公式对土壤入渗过程拟合的精度高于Philip方程和Kostiakov经验公式;土壤稳渗速率与容重呈负相关,与孔隙度、〉0．25mm土壤水稳性团聚体含量、有机质含量以及粉／黏呈正相关关系;不同类型土壤特性不同．而使土壤稳渗速率随土类发生有规律变化．黄壤系列土类最大．然后是石灰土、紫色土．红壤系列土类稳渗速率最小;土壤稳渗速率住长江中上游地区呈现规律性的地域分异。四川盆地以及毕节地区是稳渗速率极高值区,陕南和陇南地区、三峡库区以及丹江口库区是稳渗速率高值区。金沙江下游地区以及湘东赣南红壤丘陵区是稳渗速率一般区．土壤稳渗速率的空间分异与长江流域目前的重点产沙区相对应。     

长江三峡花岗岩地区优先流对渗流和地表径流的作用

为研究长江三峡花岗岩地区优先流对渗流和地表径流的影响,以长江三峡地区曲溪小流域作为试验用地,选择适当的土壤剖面作为观测剖面。采用自记流量计测量了优先流、渗流和降雨过程。在小流域出口处设置90°薄壁三角堰和水位计记录了地表径流过程,分析了优先流和渗流、地表径流之间的关系。结果表明,在同等降雨条件下,优先流晚于渗流出现,早于渗流停止。优先流流量在剖面渗流总量中的比例可达2.40%～48.72%。优先流水分通量最大可达剖面渗流水分通量的17200倍,会在很大程度上增加土壤水分运动通量。在同场降雨中,优先流的介入使得渗流流量峰值出现时间提前。优先流的出现导致地表径流峰值出现时间延迟,洪水历时过程延长。前期影响雨量及产流次雨量较小时,优先流与地表径流之间相互影响较大。     

Optimizing Fertilizer Nitrogen for Winter Wheat Production in Yangtze River Region in China

Excessive nitrogen (N) application has been considered as one of the reasons for restricting yield increases in rice-wheat rotation system in the Yangtze River area. From 2007 to 2009, field experiments were conducted to evaluate the effects of optimized N management on grain yield, nitrogen use efficiency (NUE) and N surplus of winter wheat in Jianghan Plain (Hubei province, China). Results indicated that grain yield and crop N uptake of treatments with reducing fertilizer N (N₁₃₅₍₂₎ for the first year and N₁₂₀₍₃₎ for the second season) did not significantly reduce yield compared to farmers’ practice (FP). Under the same amount of N application, three-time splitting improved grain yield and enhanced NUE as compared with two-time splitting. The optimized N treatment of N₁₃₅₍₂₎ and N₁₂₀₍₃₎ was observed with higher NUE parameters, i.e. recovery efficiency (RE_N), agronomic efficiency (AE_N) and partial factor productivity (PFP_N). Positive correlation between SPAD value and leaf N concentration provided the effective tool to evaluate N status during the growth season. The optimized N rate and top dressing frequency could reduce the residual N retained in the 0–20 cm soil layer after harvest, which could reduce the possibility of soil N loss to the environment. This paper provides insights into N management strategy based on farmers’ practices, which could be regarded as a guideline to improve agricultural management for wheat growth season.     

花岗岩侵蚀区坡面工程措施的研究

选择水平台地、反坡地、水平沟、撩壕四种坡面工程措施与未采取工程措施进行5×5拉丁方设计。对各小区的植物生长状况,0～60cm上壤含水量统计分析及多重比较,结合各自的拦蓄效果的研究,认为实施水平沟是花岗岩侵蚀区治理的最佳工程措施,撩壕效果较佳,采取的反坡地和水平台地其效果不如水平沟和撩壕好。