长江三峡花岗岩坡面管流实验研究

该研究在湖北省秭归县花岗岩坡面下部开挖了一长度为 2 .9m ,深度为 2 .2 3～ 2 .6 0m的土壤剖面 ,经现场观察发现土管主要集中分布在B层 (花岗岩分化程度较高的层次 )和C层 (花岗岩分化程度较低的层次 )的过渡带附近 .在坡面下部坡脚部位垂直于坡长方向上 ,每米宽度大约分布有土管 5～ 7个 .近两个降雨季节的多场天然降雨及管流观测结果表明 ,只要有一定强度的降雨出现 ,土壤剖面中就会产生管流现象 .管流出现的时间、管流历时与降雨强度、降雨历时、土壤前期水分含量和土管所处的土壤剖面位置等因素有关 .土壤水分含量高、降雨强度大时 ,在降雨历时 1h前后即有管流出现 .不同土管的管流流量在一场降雨过程中具有相似的水文波形 ,即上升阶段的历时较短 ,其切线方程表现出较大的正斜率 .随降雨过程的停止 ,管流的水文波形呈缓慢的下降趋势 ,其切线方程表现出较平缓的负斜率 .管流流量对降雨雨强变化响应较为敏感 ,在一次降雨过程中 ,雨强的微小变化会导致管流水文波形的明显反映 .尤其是阵雨的出现 ,会使缓慢下降的管流流量水文波形下降得更为缓慢或转而产生小幅度的回升     

枫香麻栎混交林土壤优先流特征及其对碳运移的影响

为探究不同降雨强度土壤优先流的水文特性及其对碳运移的影响,以南京紫金山枫香麻栎混交林为研究对象,通过野外染色示踪法,阐明10 mm、25 mm、50 mm三种模拟降雨强度下,土壤优先流的发育情况;通过计算优先流路径贡献率,研究优先流对土壤有机碳、无机碳、水溶性有机碳、水溶性无机碳运移的影响。结果表明:①随着模拟降雨强度增加,土壤纵剖面土壤优先流区面积比及其深度增大。当模拟降雨强度为10mm、25 mm和50 mm时,土壤纵剖面优先流区面积占比最大分别为15.33%、37.01%和69.14%,土壤优先流最大深度为27.59 cm、35.83 cm和42.00 cm。②土壤优先流区面积比与模拟降雨强度存在显著正相关关系;与优先流对水溶性有机碳的贡献率存在显著正相关关系,优先流的发育对土壤中水溶性有机碳产生运移作用;与优先流程度评价指数呈显著负相关关系。③降雨强度的增加,可以增强优先流的发育程度,优先流对水溶性有机碳运移的贡献率为15.06%～64.04%。     

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.     

基于通径分析的陕北黄土坡面径流产沙影响因素

通过对陕北半干旱黄土区16场有径流产沙发生的次降雨数据进行收集,以径流量和产沙量为因变量,植被类型、植被盖度、坡度、坡向、降雨量、降雨历时、场均雨强、I5、I10、I15、I30、土壤密度、土壤稳渗率作为自变量,在进行逐步回归分析的基础上,对影响径流量及产沙量的主要因素进行通径分析,结果表明:1)植被盖度、降雨量、降雨历时、I30、稳渗率是影响径流量的主要因素,径流量、植被盖度、坡度、降雨量、场均雨强、I15、土壤密度为影响坡面降雨产沙量的主要因素;2)降雨历时、降雨量、I30对径流量起到决定性作用,且对径流量产生影响的直接影响因素排序为降雨历时I30降雨量植被盖度稳渗率,而间接影响排序为降雨量降雨历时稳渗率I30植被盖度,决定系数排序为d降雨量·降雨历时d降雨历时·降雨历时dI30·I30d降雨量·降雨量d植被盖度·植被盖度;3)径流量、降雨量、I15对产沙量起到决定性作用。对产沙量影响因素排序:从直接通径系数来看,径流量I15土壤密度降雨量场均雨强植被盖度坡度;从间接通径系数来看,降雨量场均雨强植被盖度I15土壤密度径流量坡度;从决定系数来看,d径流量·径流量d径流量·降雨量d径流量·I15dI15·I15d土壤密度·土壤密度d降雨量·降雨量。      

油松栓皮栎混交林降雨及其再分配过程研究

2001年4—10月,通过林内标准地观测,对北京西山地区1块31年生的油松栓皮栎 混交林的降雨及其再分配过程进行观测研究. 结果表明,在试验条件下,降水主要分布在树木的生长季节,尤其集中在6—8月3个月份,占全年降水量的80%以上;各次降雨在油松栓皮栎混交林内的运动过程均是不完全运动形式,降雨量与干流和透流均呈线性关系,当降雨量大于1.43 mm时,试验林分可发生干流,当降雨量大于0.4 mm时,发生透流;整个试验期间,降雨的第1次分配中3个分量占降雨量比例的顺序关系分别为透流量358.15 mm(69.84%)林冠截流量138.05 mm(26.92%)干流量16.60(3.24%). 在第2次分配中,土壤总入渗量（223.08 mm）枯落物的总截持量（149.94 mm）地表径流总量(1.73 mm).      

小陇山林区强降雨径流过程分析

为探讨在小陇山林区强降雨过程中地表径流的形成过程及其变化特征,利用实际观测资料分析了2次强降水径流过程。结果表明,由于2次降雨量和降水强度的不同,测流堰水位和流量有所不同,洪峰出现时间也不同。第1次降雨量为68.0mm,降雨历时9.50h,水位最高1.039m,集水区径流最大值滞后于降雨峰值2.66h,该集水区共计降水97 043.698m3,通过测流堰流出73 908.525m3;第2次降雨量为121.0mm,降雨历时7.00h,水位最高1.321m,集水区径流最大值滞后于降雨峰值5h,该集水区共计降水178 389.2m3,通过测流堰流出158 735.73m3。     

鹫峰国家森林公园不同林分下土壤优先流现象研究

优先流是土壤中普遍存在的一种水分和溶质运移现象,为初步了解土石山区植被下的土壤水分运动,用亮蓝野外染色示踪试验研究了位于北京西北部的鹫峰国家森林公园不同林分下土壤中的优先流。从染色结果来看:在3种不同林分下的土壤中均存在较明显的优先流现象,且不同林分下土壤优先流的表现形式不同。染色面积的百分比显示了示踪剂在剖面上的分布,反映出部分水分通过优先流直接进入到土壤下层。优先流的存在对土石山区降雨条件下的水文过程产生重要影响。     

长江三峡花岗岩区降雨特性对管流的影响

根据天然降雨和管流观测资料的分析结果，长江三峡花岗岩区降雨类型基本上可分为均匀型、递降型、突发型和峰值型4种雨型，管流过程和降雨过程相对应；不同降雨类型的管流出现时间各有差异，峰值降雨型降雨产生的管流出现时间最早，其次是突发降雨型、递减降雨型、均匀降雨型；影响长江三峡花岗岩区管流产流的降雨量在26mm(24h降雨量)以上，平均降雨强度为0.0078～0．0537mm／min。在相同条件下，管流量与降雨量呈线性正相关。降雨产生管流后，降雨过程中雨强的微小变化会导致管流水文波形的明显反映，尤其是阵雨的出现，会使缓慢下降的管流流量水文波形下降的更为缓慢或转而产生小幅度的回升。     

樟子松人工林对降雨的再分配规律

对东北东部山地的19年生樟子松人工林的降雨分配规律进行了2a的观测。结果表明，樟子松人工林的林冠截留量为0．4—9．5mm，占总降雨量的百分率为5．1％—91．7％。林内雨量为0.1—72．2mm，占降雨量的百分率为8.3％—87．7％。林冠截留量、林内雨量均与降雨量和降雨强度呈显著的线性相关。林冠截留比率随降雨量的增加逐渐下降，而林内雨量比率随降雨的增加而增加。林内地表迳流与当日的降雨量和当日降雨强度显著相关，与前2天的降雨量相关不显著；林外地表迳流只与当日降雨量显著相关。随降雨量的增加，林外地表适流增长的幅度大于林内，林内地表这流增长的幅度大于林外。在樟子松人工林内产生的地表迳流很小，测得的最大适流量为0．186mm，大部分降雨进入了土壤之中。     

太岳山不同郁闭度油松人工林降水分配特征

利用2011年5-9月生长季观测的30场降雨数据,分析了山西太岳山不同郁闭度下油松人工林林冠截留、穿透雨以及树干茎流与降雨量的关系,以及林冠截留过程的特点.结果表明:(1)实验观测期间,该地区降雨总量为634.79mm,单次平均降雨量为21.16mm,单次最大降雨量为58.15mm,单次最小降雨量为0.54mm.其中,8月份的降雨总量最大,为190.77mm,6月份的降雨总量最小,为41.81mm.(2)郁闭度为0.8的油松人工林林冠截留量与降雨量呈一元线性关系,郁闭度为0.7、0.6和0.5均呈幂函数关系;对于各郁闭度的油松人工林,其林冠截留率与降雨量均呈对数函数关系;穿透雨量、树干茎流量与降雨量均呈明显的一元线性关系,穿透雨量和树干茎流量都随着降雨量的增加而增加.(3)不同郁闭度油松人工林之间林冠截留、穿透雨和树干茎流不同,总的趋势为随着郁闭度的减小,林冠截留量减小,穿透雨量增大,树干茎流量增大.林冠截留量与郁闭度表现出正相关关系,而穿透雨量、树干茎流量都与郁闭度表现出负相关关系.(4)各郁闭度林冠截留量、穿透雨量和树干茎流量的月动态变化与总降水量的月变化基本一致.     

前期含水量对坡耕地产流产沙及氮磷流失的影响

土壤前期含水量是影响土壤入渗、产流以及溶质迁移、淋失的重要因素之一。通过人工模拟降雨实验,对5%、9%、13%、17%和20%这5个不同前期含水量水平下的黄土高塬沟壑区黑垆土坡耕地土壤侵蚀及氮磷流失情况进行了研究。结果显示:在同一雨强和坡度条件下,随着土壤含水量的增加,坡面达到稳定入渗率的时间缩短,开始均匀产流时间也减小;在5%~17%前期含水量的范围内,径流量、泥沙量随前期含水量增加而增加,17%~20%时径流量和产沙量为递减的变化趋势;产沙量与径流量呈显著的线性关系,相关系数为0.889。前期含水量为17%时,径流中水溶性磷、硝态氮、铵态氮浓度最大,总流失量最大,3种养分在湿润层内发生积累的深度随含水量增加而减小,前期含水量17%是影响径流中养分浓度变化的一个临界值;在前期含水量范围为5%~9%时,养分流失量变化不大,且流失量较小;硝态氮平均流失总量最大,分别是铵态氮和水溶性磷的1.32和2.46倍。该项研究结果可为当地农业生产、减少水分损失、提高水分和养分利用率提供有效的指导。     

降雨径流对农田面源污染物产出的影响

试验通过模拟降雨的方法,探索降雨与农田土壤泥沙产出量的关系。试验表明,10%坡度条件下的泥沙累积量普遍高于相同降雨指数情况下5%的泥沙累积量,在坡度相同的条件下,泥沙累积量随着降雨量的增加而增加,在坡度为10%降雨量为150mm·h-1条件下,泥沙累积量最大,30min时,泥沙累积量可达到350kg。试验还对数据进行了回归分析,得到了相关的拟合函数。     

间歇降雨条件下黄土坡面土壤溶质的迁移特征

 【目的】研究间歇降雨条件下黄土坡地水分溶质迁移特征,为减少汛期坡耕地肥料流失率和水土流失量提供理论依据。【方法】以黄土坡地为研究对象,采取表层喷施和拌施两种施肥方式,通过两场间隔24 h的室内模拟降雨试验,从降雨-径流-土壤相互作用角度,研究间歇降雨条件下坡面水土流失和土壤溶质（NO3-、Br-和PO43）的迁移特征。【结果】第二次降雨的稳定产流强度、径流量和侵蚀泥沙量均大于第一次降雨,初始产流时间和产流强度达到稳定的时间也比第一次降雨提前。与第一次降雨平稳阶段NO3-和Br-的浓度相比,第二次降雨开始产流时浓度明显偏大,但其平稳阶段浓度又均小于前者,而吸附性PO43-的第二次降雨浓度高于第一次降雨稳定期浓度。非吸附性NO3-和Br-易随入渗水迁移,导致表层土壤溶质含量显著减少,第二次降雨地表总流失量小于第一次降雨,而PO43-受土壤侵蚀因素影响很大,喷施和拌施条件下PO43-第二次降雨的总流失量分别为第一次降雨的2.93和1.77倍。【结论】对于土体疏松易侵蚀的黄土地区,受降雨间歇期表层土壤溶质含量和土壤抗蚀性变化的影响,第二次降雨的径流溶质浓度过程线不能视作第一次降雨的简单延续,多次降雨会加剧吸附性土壤溶质的地表流失风险。在雨季里,首次降雨应时该采取必备的截流措施,减少非吸附性土壤养分的大量流失;对后期降雨的关注重点则是涵养水土,防范吸附性土壤养分的流失风险。     

不同耕作管理措施对坡耕地降雨入渗的影响

利用人工模拟降雨试验,研究了不同耕作管理措施对坡耕地降雨入渗的影响,并采用有限差分法对入渗过程进行了数值模拟。结果表明,土壤入渗速率的计算值与实测值吻合较好,且耕作管理措施可明显增加坡面土壤的水分入渗,在相同入渗时间情况下,土壤稳渗速率大小排序为等高耕作>人工掏挖>人工锄耕>直线坡,在中小坡度和中小雨强条件下,这种特征表现更为显著。     

桂北喀斯特峰丛洼地橘园土壤入渗特征

广西(桂)是我国柑橘果园面积和喀斯特峰丛洼地分布最广的省份。目前,对广泛分布的喀斯特峰丛洼地橘园土壤的入渗特征还缺乏了解。为了更好的支撑喀斯特峰丛洼地柑橘产业与生态可持续发展,本文以桂林地区典型白云岩峰丛洼地小流域为研究对象。采用改进的表置式环式入渗仪结合染色(亮蓝)示踪方法开展土壤入渗试验,定量刻画了洼地和梯田橘园土壤基质入渗与优先流入渗特征。结果表明:(1)基质入渗是该地区橘园水分入渗的主要方式;(2)基质稳定入渗速率差异显著且表现为洼地橘园(91.60~145.75 mm/h)大于梯田橘园(35.02~44.78 mm/h),优先流稳定入渗速率差异同样显著且表现为洼地橘园(79.78~118.30 mm/h)大于梯田橘园(12.63~23.18 mm/h);(3)优先流入渗在空间上具有很强的变异性,土壤染色面积并不是随土层的深入而递减;(4)梯田染色深度(17.4 cm)显著小于洼地(25.5 cm),梯田染色区域主要集中在表层土壤,0~5 cm范围内的染色面积占总染色面积的61.23%,洼地相同范围内染色面积仅占38.95%;(5)梯田与洼地相比,优先流路径更少,优先流发育程度更低,潜在的增加了橘树对土壤水分的可利用量。本研究结果有助于了解喀斯特峰丛洼地橘园的水文过程,并为峰丛洼地橘园的土壤水分管理提供借鉴。     

土壤结皮对西南横断山区土壤坡面产流产沙及养分流失的影响

采用人工降雨方法,模拟在无结皮和有结皮不同发育程度下,研究结皮对横断山区土壤坡面产流形成、侵蚀过程及养分流失过程的影响.结果表明,结皮促使坡面产流提前发生,但对坡面产流量的影响不甚明显;对坡面产沙量却有明显的作用;5°坡面有结皮处理的坡面产沙量较无结皮减少54％,而10°坡面有结皮处理的坡面产沙量则增加16％,表明土壤结皮对坡面侵蚀的影响与地面坡度有密切关系.坡面土壤磷钾流失过程均呈幂函数衰减趋势,无结皮坡面衰减速率较快,随着结皮不断发育,钾素流失形式以浸提态为主,逐步被溶解态所取代,磷素始终以泥沙浸提态流失占优势;与无结皮相比较,结皮坡面K+流失总量降低62.39％,径流样溶解态磷(DP)、泥沙浸提态磷(SEP)和泥沙浸提态钾(SEK)的流失总量分别降低33.33％ 、37.10％和78.36％.土壤结皮具有减少土壤养分流失和延缓坡面土壤质量退化的作用.     

黄土丘陵区丰水年产流产沙特征分析

设置标准径流小区进行长期定位监测,探讨天然降雨条件下,流域内不同土地利用方式对坡面产流产沙的影响,以期为该流域土地利用规划、水土流失综合治理、生态环境改善提供理论依据.基于汾河上游阳坡小流域内2种坡度、6种不同土地利用方式的8个径流小区,开展自然降雨观测、径流泥沙观测.结果表明:(1)试验期降雨超过多年同期平均雨量,属...     

黄麻土工布控制红壤坡面侵蚀的研究

采用长期室外径流观测和人工模拟降雨的方法,在第四纪红色粘土母质发育的红壤上进行黄麻土工布保持水土的研究,结果表明：黄麻土工布具有很好的水土保持效果,能推迟初始产流时间,减少径流,防止沟蚀产生,与裸地相比,保水效益高达７５％,保土效益达９９％。黄麻土工布覆盖并结合营造植物,可更提高水土保持的持续效果。     

江西红壤缓坡地壤中流影响因素分析

针对地表植被覆盖、死地被物敷盖、裸地3种类型的坡面,采用径流小区试验方法,研究江西红壤表层(距地表30 cm)、底层(距地表60 cm)壤中流及地下径流(距地表105 cm)特征,运用数理统计方法分析壤中流流量、流速、历时与降雨、径流因子的相关关系。结果表明:1.与裸地相比,百喜草覆盖、死地被物敷盖显著增加壤中流量,2种措施都延长壤中流历时;2.壤中流量与雨量、雨强、降雨历时、初渗雨量呈正相关关系,覆盖、敷盖小区壤中流量受雨量影响较大,而裸地小区壤中流量受雨强影响较大;3.表层壤中流历时与降雨因子有较好相关性,而底层壤中流历时与降雨因子相关性很差;降雨历时对壤中流历时影响最大,降雨量影响最小;4.壤中流流速与因子的关系受措施及土层深影响,在植被覆盖、死地被物敷盖小区表层与雨量相关性最好,在裸地表层与雨强相关性最好。在各小区底层流速均与降雨历时相关性最好;5.裸地地表径流量与壤中流量相关关系不显著,在采取2种措施后,地表径流量与壤中流量呈线性正相关关系。随地表径流量的增大,覆盖措施壤中流量增大幅度大于敷盖措施。