种植和施肥方式对云南坡耕地氮素流失的影响

通过野外坡度为14.6°的径流小区进行实地观测,研究种植和施肥方式对云南坡耕地氮素流失的影响.结果表明,在等高种植+平衡施肥+等高植物篱条带组合农艺措施条件下,玉米吸收氮素达到流失总量的99.42%,土壤侵蚀流失氮为流失总量的0.48%,径流流失氮为流失总量的0.10%;顺坡种植+农民习惯施肥玉米吸收氮为流失总量的79.36%,而土壤侵蚀流失氮占到流失总量的20.22%,径流流失氮占流失总量的0.42%.等高种植比顺坡种植增加玉米吸收氮7.86%,减少土壤侵蚀流失氮74.30%,减少径流流失氮29.31%.等高种植+平衡施肥条件下,等高植物篱条带减少玉米吸收氮3.32%,减少土壤侵蚀流失氮86.61%,减少径流流失氮达56.10%;顺坡种植+习惯施肥条件下,等高植物篱条带减少玉米吸收氮4.48%,减少土壤侵蚀流失氮96.51%,减少径流流失氮60.94%.平衡施肥比习惯施肥增加玉米吸收氮41.28%,减少土壤侵蚀流失氮19.38%;减少径流流失氮9.38%.     

降雨和水保措施对无定河流域径流和产沙量影响

基于无定河流域降雨、泥沙、径流和水土保持措施的历年统计数据,根据M-K-S检验得到径流和侵蚀产沙序列的突变点,将研究期分为基准期(1957—1972年)和措施期(1973—1996年)。采用双累积曲线、经验公式和修正系数法,研究该流域降雨变化和水保措施对径流和产沙量变化的影响,并采用多元回归模型分离了降雨和水保措施对径流和产沙量变化的贡献。结果表明:与基准期相比,水保措施引起径流减少3.16亿～3.42亿m3,占基准期年均径流量的23.0%～24.4%;引起产沙量减少0.71亿～1.07亿t,占基准期年均产沙量的47.1%～57.3%。措施期降雨变化引起径流量减少0.46亿m3,产沙量减少0.13亿t,分别占措施期水、沙实际减少总量的11.6%和11.4%。水土保持措施建设是流域径流和侵蚀产沙减少的主要原因,其对水、沙减少的贡献率分别为80.3%和60.5%。其中,植被措施(林地+草地)对径流影响显著,引起径流量减少2.78亿m3,占径流减少总量的70.2%;工程措施(梯田+坝地)对产沙影响显著,引起产沙量减少0.46亿t,占产沙减少总量的40.3%。降雨变化、植被及工程措施对水沙量变化的影响表现出阶段性变化,主要原因在于降雨的丰枯变化和工程措施对水土流失防治功能的时限性。因此,在水保措施建设过程中,需合理配置工程和植被措施比例,重视对已建梯田、坝地等工程的维护和废弃工程的替换,以增强水土保持措施体系功能的持续性。     

种植和施肥方式对云南坡耕地氮素流失的影响*

 通过野外坡度为146°的径流小区进行实地观测,研究种植和施肥方式对云南坡耕地氮素流失的影响。结果表明,在等高种植+平衡施肥+等高植物篱条带组合农艺措施条件下,玉米吸收氮素达到流失总量的9942%,土壤侵蚀流失氮为流失总量的048%,径流流失氮为流失总量的010%;顺坡种植+农民习惯施肥玉米吸收氮为流失总量的7936%,而土壤侵蚀流失氮占到流失总量的2022%,径流流失氮占流失总量的042%。等高种植比顺坡种植增加玉米吸收氮786%,减少土壤侵蚀流失氮7430%,减少径流流失氮2931%。等高种植+平衡施肥条件下,等高植物篱条带减少玉米吸收氮332%,减少土壤侵蚀流失氮8661%,减少径流流失氮达5610%;顺坡种植+习惯施肥条件下,等高植物篱条带减少玉米吸收氮448%,减少土壤侵蚀流失氮9651%,减少径流流失氮6094%。平衡施肥比习惯施肥增加玉米吸收氮4128%,减少土壤侵蚀流失氮1938%;减少径流流失氮938%。     

利用大型径流场研究太湖地区稻田磷素径流排放

2001~2002年利用大型径流场在太湖地区乌栅土上研究常规施肥条件下稻田径流磷排放情况。结果表明:稻季径流磷主要为颗粒磷,比例为50.1%~98.8%,溶解磷比例较低;磷素径流排放主要发生在水稻生育前期,稻季后期排放量较少;2001、2002年稻季径流输出总磷量分别为0.97、0.24 kg.hm-2,均低于同期降雨和灌溉输入总量,用磷浓度较高的水体灌溉稻田可能是减少周围水体磷总量的有效方法。研究该地区水体富营养化时不可忽视降雨输入磷。     

滹沱河上游径流演变及其影响因素分析

【目的】通过分析滹沱河上游流域的水文气象变化特征,从气候变化和人类活动两方面定量探讨径流变化的影响因素,为区域水资源的优化管理、规划和决策提供理论基础.【方法】采用Mann-Kendall趋势和突变检测法、流量历时曲线法和水文敏感性分析法.【结果】1957～2013年,滹沱河上游径流呈现显著的减少趋势,减少量0.15×10~(8 )m~3/a.径流的年际变化序列在1979年发生突变,突变前后年径流均呈减少趋势.与1957～1979年相比,1980～2013年径流的减少趋势有所减缓,仅为之前的38%,而多年平均径流的减少量超过50%.同时流量历时曲线存在明显下移,径流的年内分配更加趋于均匀,季节变化的差异减小.基于水文敏感性分析法,1980～2013年流域径流减少有26.7%归因于气候变化,而有73.3%归因于人类活动.【结论】1957～1979年,降水减少可能是引起滹沱河上游流域径流迅速减少的主要原因;而1980～2013年径流减少的主因则为工农业耗水和城镇生活用水的激增,即人类活动是滹沱河径流减少的主因.     

基于SWMM模型的漯河市雨水径流模拟分析

探究城市不同地表覆被下的径流过程,定量分析径流变化规律,以期实现未来城市建设对雨水径流的控制。以漯河市中心城区为研究对象,基于2016年3月的航拍影像提取城市土地覆被信息,结合ArcGIS软件与SWMM模型构建暴雨径流模型,模拟并量化研究径流变化规律。结果表明,径流总量与峰值随着重现期与不透水面积比的增大而增加;相邻重现期间内径流峰值增加量随不透水面积比的增大而增加,但径流总量的增加量随不透水面积比的增大而减少;计算消纳模拟中产生径流需要的绿地面积,可得新增绿地面积随现状的不透水面积比增加而增大。依据径流变化规律,在以后的城市建设中应减少城市不透水面积、提升绿地的质量并合理安排城市空间布局来缓解城市雨水径流。     

地膜覆盖对农田径流中氮磷流失的影响

[目的]减少农田氮磷的径流流失。[方法]研究3种不同地膜覆盖：塑料覆盖,秸秆覆盖和无覆盖方式对农田氮磷径流流失的影响。[结果]地膜覆盖增加了径流量,但减少了雨水对种植土壤的冲刷,降低了径流中氮磷的浓度,从而减少了径流中氮磷的流失;塑料薄膜覆盖地块增加的径流较多,但氮磷流失总量最少;秸秆覆盖地块产生的氮磷流失量略大于塑料薄膜覆盖地块,但作物产量高于塑料薄膜地块,同时不会产生二次污染[结论]秸秆地膜覆盖可以减少农田氮磷的径流流失,增加产量,且不产生二次污染,是较好的农作方式。     

燕山水库入库径流演变规律及驱动力分析

【目的】揭示入库径流的演变规律,探讨人类活动对径流演变的影响。【方法】以燕山水库入库径流为研究对象,运用随机水文学和时间序列理论,对燕山水库1954~2001年近50年来的径流演变规律及其驱动力因素进行了全面分析。【结果】燕山水库入库径流的年径流量、汛期径流量均存在不太显著的减少趋势;径流演变呈现出7,11和19年丰枯交替的现象和阶段性特征;3个阶段人类驱动力对径流减少的贡献率依次为0%,3.2%和7.5%。【结论】入库径流和汛期径流减少的趋势受降水的影响逐渐减弱,而人类活动对径流演变的影响在逐步增强;工业、城镇居民大量用水和农业灌溉用水是影响径流减少的最主要驱动力。     

地表坡度对坡面溶质随薄层水流迁移特征的影响

通过上方来水模拟薄层水流冲刷试验,研究了地表坡度对红壤坡面产流、产沙及非吸附性离子(Br-)迁移过程的影响.结果表明:起始产流时间随地表坡度增大呈递减趋势;坡度对产流规律和产流总量影响并不显著.坡面径流泥沙含量随产流时间呈半正弦波衰减趋势;坡度越大,周期越短,波幅越大;泥沙流失总量与坡度呈幂函数递增关系.薄层水流冲刷作用下坡度对土壤溴迁移特性影响显著;随着坡度增大,径流澳浓度随之增大,澳的流失方式由淋溶损失为主逐步转变为径流流失为主.     

连续施用猪粪有机肥的高产稻田氮磷钾径流流失特征

采用大田小区试验,以南粳44为供试材料,设计不施肥(CK)、常规化肥(氮磷钾,NPK)、高量猪粪有机肥(150%PM)共3个处理,研究连续施用高量猪粪有机肥对水稻产量及农田养分地表径流流失的影响。结果表明,150%PM处理水稻产量最高,较常规化肥处理提高6. 28%;稻田地表径流水总量为1 708 m3/hm~2;常规化肥处理稻田氮、磷、钾地表径流流失总量分别为10. 07、0. 30、3. 10 kg/hm~2,流失率分别为2. 93%、0. 18%、0. 28%;虽然150%PM处理降低了稻田氮素地表径流流失总量和流失率,但极显著增加了磷、钾地表径流流失总量和流失率,分别达到常规化肥处理的14. 4、8. 3倍和4. 4、29. 3倍。表明在本研究条件下,施用猪粪有机肥氮达到常规化肥1. 5倍可实现有机水稻高产,但会大量增加稻田地表径流流失磷钾总量。     

我国农田总磷径流损失影响因素及损失量初步估算

农田磷素随地表径流向水体迁移导致磷肥利用率降低、生产成本上升、环境污染风险增加,收集近10年农田总磷径流损失的试验数据,并结合其对应的潜在影响因素进行统计分析,结果表明水田、旱地TP径流损失量与土壤全磷、粘粒含量百分比显著负相关,与施磷量、降雨量显著正相关。采用多元逐步回归方法,构建了单位面积水田、旱地总磷径流损失量估算模型。运用该模型对各省水田、旱地中TP径流损失量进行了估算,结果表明单位面积水田中TP径流损失量范围为0.585~3.015 kg·hm-2,单位面积旱地中TP径流损失量范围为0.045~0.473 kg·hm-2。2011年全国水田TP径流损失总量变化在3.554~5.875万t,平均值为4.715万t;全国旱地TP径流损失总量变化在0.951~2.347万t,平均值1.649万t;全国农田TP径流损失总量平均值为6.364万t。     

气候变化对黑龙江省七星河径流驱动的影响

利用1961—2013年保安和宝清气象、水文监测资料,基于水量平衡方程,采用相关、趋势和突变检测等方法,分析七星河流域中游区段降水、气温、蒸发及其对径流驱动的影响。结果表明,近53年来保安与宝清降水量变化基本一致;七星河与挠力河中游段两径流量变化趋势一致。降水成为驱动径流变化的主要因子之一,水稻种植面积扩大和水利工程发展也是驱动径流变化的另一原因。蒸发从1988年开始发生了转折性变化;蒸发对径流驱动的影响主要表现在1961—1987年。宝清气温与保安径流呈反向变化趋势;突变前(1961—1987年)为低温时段,突变后(1988—2013年)为较高时段;气温变化虽不能对径流变化直接产生驱动影响,但却能起到加速或减少蒸发的驱动作用。     

紫色土坡耕地农桑系统对土壤磷素流失的影响

为明确桑树篱配置对三峡库区紫色土坡耕地-桑树复合系统（农桑系统）地上、地下径流与磷素流失的影响，优化农桑系统配置、减少磷素流失，本研究建立野外15°径流小区（长9 m×宽3 m），设置等高种植的一带桑（T₁）、两带桑（T₂）、三带桑（T₃）与无桑树篱（CK） 4种处理，连续监测2020年9月至2021年8月径流小区地表径流（地上）、壤中流（地下）及磷素流失形态与数量。结果表明：三带桑、两带桑和一带桑处理下，地上与地下总径流量相比无桑树篱处理（286.6 mm）分别显著减少62%、33%和21%；壤中流总量相比无桑树篱处理（226.3 mm）分别显著降低69%、37%与26%，4种处理壤中流占径流总量比例为63%~79%。三带桑和两带桑地表径流相比无桑树篱处理分别显著减少33%与18%，一带桑与无桑树篱处理无显著差异。三带桑通过地上与地下径流损失的磷素总量相比无桑树篱处理（0.9 kg·hm^-2）显著减少61%，一带桑和两带桑与无桑树篱处理无显著差异；三带桑和两带桑通过壤中流损失的磷素相比无桑树篱处理（0.5 kg·hm^-2）分别显著减少78%和34%，4种处理经壤中流造成的磷素损失量占磷素损失总量的44%~69%；相比无桑树篱处理（0.4 kg·hm^-2），三带桑随地表径流损失的磷素显著减少40%，但一带桑和两带桑处理磷素损失量却分别增加21%和25%。从不同磷素流失形态来看，可溶性磷占比40%~53%，颗粒态磷占比47%~60%，不同处理可溶性磷与颗粒态磷量差异不显著。各桑树篱处理对榨菜经济产量均无显著影响；除一带桑处理外，两带桑与三带桑处理春玉米经济产量分别显著降低10%和13%。研究表明，壤中流是紫色土坡耕地径流的主要损失途径，坡耕地土壤磷素主要通过地表径流以颗粒态磷的形式流失。三带桑防治磷素流失效果非常突出且不影响榨菜经济产量，但小幅度降低了玉米经济产量。     

秸秆覆盖和绿肥种植对丘陵茶园氮磷流失的影响

采用野外天然降水径流监测试验，研究以千岛湖库区为代表的南方丘陵茶园的氮磷养分流失特征，以及覆盖秸秆和种植绿肥(鼠茅草，Vulpia myuros)对土壤氮磷养分流失的影响。结果表明，试验区茶园的降水径流主要产生在1—9月，其中，3—7月产流量较大，6月氮磷流失量最高。与常规种植处理相比，茶园覆盖秸秆和种植绿肥处理的径流水量分别显著(P<0.05)减少51.4%和62.0%,泥沙流失量分别显著(P<0.05)减少63.6%和75.8%。硝态氮是茶园土壤无机氮流失的主要形态，总氮的流失量高于总磷。茶园覆盖秸秆和种植绿肥的处理下，土壤氮磷径流流失量较常规种植处理大幅减少，铵态氮流失总量分别显著(P<0.05)下降68.6%和79.4%,硝态氮流失总量分别显著(P<0.05)下降66.2%和75.8%,总氮流失总量分别显著(P<0.05)下降63.4%和75.9%,总磷流失总量分别显著(P<0.05)下降60.7%和72.2%。此外，采用覆盖秸秆和种植绿肥的措施还可提高土壤养分含量，增加茶叶产量，是适于南方丘陵茶园的生态环境友好型耕作模式。     

基于SWMM情境模拟的外源雨水型公园绿地雨洪调控效果研究

公园绿地相对其他城建区拥有大面积的透水性下垫面,可以配合城市管网接纳外源雨水,有效地参与城市雨洪调控。本文以迁安市滨湖东路东侧绿化带为研究对象,对研究区域进行合理概化,并在区域内建立公园绿地的低影响开发(LID)模式和传统开发模式,根据项目要求引入外源雨水,运用SWMM模型模拟不同重现期(1年一遇、2年一遇、5年一遇、10年一遇、20年一遇)1 h降雨下的两种开发模式,对比分析排放口的径流总量、峰值流量和峰现时间,以及2年一遇1 h降雨下各单项LID设施对径流的调控效果。结果表明:1)SWMM模型可以量化模拟LID设施对雨水径流的控制效果,为城市进行低影响开发建设提供技术支持和理论依据;2)在进行制定径流控制目标时,应结合场地现状情况,规划外源汇水面积;3)LID设施对城市雨洪具有良好的调控效果,可以减少径流总量,降低径流峰值,推迟峰现时间。采用LID模式建设的外源雨水型公园绿地在1年一遇至20年一遇的降雨条件下,对径流总量的削减率为100%~37.69%,对峰值流量的削减率为100%~40.55%,峰值消失或出现时间迟滞135~24 min。各项LID设施对径流总量削减的效率排序为:下沉式绿地＞组合型＞植草沟＞生物滞留池＞透水铺装;对峰值流量消减的效率排序为:下沉式绿地＞组合型＞生物滞留池＞植草沟＞透水铺装;对推迟洪峰出现时间的效率排序为:组合型＞下沉式绿地＞生物滞留池＞植草沟＞透水铺装。4)公园绿地在进行LID设计时,应考虑防灾避险等其他功能需求。      

渭河流域气候变化与人类活动对径流影响的定量分析

【目的】定量分析渭河流域人类活动和气候变化对径流的影响,为该流域水资源可持续利用与管理提供理论依据。【方法】采用累积距平法和Mann-Kendall法诊断渭河流域径流序列变异位置,以径流变异之前时间段为基准期,变异点之后时间段为计算期,采用累积量斜率变化率比较法定量分析气候变化和人类活动对径流的影响。【结果】渭河流域径流序列分别在1971、1991年发生变异,1972-1991年气候变化对径流减少的贡献率为14.60%,其中降水、蒸发所占比例分别为24.55%和-9.96%,人类活动的贡献率为85.40%;1992-2005年,气候变化对径流减少的贡献率为30.37%(降水占25.00%,蒸发占5.37%),人类活动对径流减少的贡献率为69.63%。【结论】人类活动对渭河流域径流的减少有决定性影响,平均贡献率接近80%。     

晋西黄土区流域景观格局对径流及其组分的影响

【目的】在气候变化与人类活动共同作用影响下黄土高原地表植被覆盖情况发生了显著的变化,探究不同流域景观格局对水文过程和水分循环要素分配的影响,为优化流域植被空间配置与加强水资源管理提供理论依据。【方法】以蔡家川小流域主沟道及其内部4个子流域为研究对象,通过遥感影像解译土地利用现状,并基于2016-2019年5个小流域场次暴雨径流数据,采用偏最小二乘回归和皮尔逊相关分析,探究流域景观格局变化对径流组分的影响。【结果】（1）不同土地利用方式对径流形成的作用不同,相较农地（旱地）,乔木林地、灌木林地、草地和果园的增加将减少流域产流。（2）流域径流总量与斑块密度、边缘密度和香农多样性指数呈显著正相关（P <0.05）,与聚集指数、蔓延度指数和斑块凝聚度指数呈显著负相关（P <0.05）,景观破碎程度减小或连通度与聚集度的提高,对流域径流总量具有明显削减作用。（3）不同土地利用方式的面积占比、斑块和景观水平的景观格局指数,均与流域基流指数间未见显著相关性,景观格局对流域基流影响较小。【结论】景观格局变化对流域径流总量具有较强调控作用,但对径流中的基流影响较弱。研究成果可为流域景观格局优...     

黄土区土壤结皮和垄高对坡面产流产沙的影响

通过室内人工模拟降雨方法,研究不同坡面处理(有结皮、无结皮)和垄高(7、10和13 cm)产流产沙情况,为黄土区等高耕作水土流失治理提供理论依据。结果表明,同一垄高下,土壤结皮使坡面初始产流时间提前,径流强度增大,径流总量增加;同一坡面处理下,随垄高增加,坡面径流总量和泥沙总量减少。垄高通过蓄积雨水能力影响土壤结皮对坡面泥沙总量作用。垄高7 cm时,蓄积雨水能力较小,坡面径流量较大,土壤结皮增大坡面产沙量,相比无结皮坡面增加38.70%;垄高为10 cm和13 cm时,蓄积雨水能力较强,坡面径流量较小,土壤结皮减少坡面产沙量,相比无结皮坡面分别减少21.10%和65.70%。坡面土壤侵蚀过程中,土壤结皮首先抑制坡面产沙,但随着降雨历时增加,土壤结皮促进坡面产沙。因此,在黄土区等高耕作中,应合理设置垄高,抑制结皮,以降低土壤侵蚀程度。     

大伙房水库入库径流演变规律及驱动力分析

入库径流同时受自然及人为因素影响,为了更好的调控径流,更加合理的利用水资源,采用1959~2011年53a大伙房水库入库径流及降水资料,借助Mann-Kendall法、有序聚类分析、Morlet小波分析等方法分析大伙房水库入库径流年际、年内变化规律,探讨降水及人类活动对入库径流的影响。结果表明:53a来大伙房水库入库径流年径流、汛期径流、非汛期径流均呈不明显减少趋势,且存在6a和28a的丰枯交替现象和阶段性特征;入库径流年内分配极不均匀,最大月入库径流可占年入库径流的67%以上。降水对大伙房水库入库径流的影响逐渐变小,而人类活动对入库径流的影响呈递增趋势,1959~1975年和1976~2011年两个阶段中人类活动对入库径流减少的贡献率分别为3.1%和9.6%,说明人类活动为大伙房水库入库径流减小的主要驱动因子。     

氮掺杂碳纳米子施用对稻田氮素径流和渗漏损失的影响

为明确氮掺杂碳纳米粒子(N-CNPs)在田间条件下对单季稻田氮素径流和渗漏损失的影响,采用田间小区实验,对不同用量N-CNPs和双氰胺(DCD)配施尿素时稻田径流液和渗漏液中总氮(TN)、铵态氮(NH_4~+-N)和硝态氮(NO-3-N)的动态和损失总量进行研究。结果表明:与单独施用尿素(Urea)处理相比,N-CNPs配施尿素能降低稻田径流NH_4~+-N浓度和渗漏液中NO-3-N浓度;基肥后第1次自然降雨产流时,15‰N-CNPs处理径流液中NH_4~+-N浓度较Urea处理降低30.33%,基肥后第7 d渗漏液中NO-3-N浓度较Urea处理降低了27.22%。在水稻全生育期内,15‰N-CNPs处理径流总氮损失量为8.15 kg·hm~(-2),占该处理总施氮量的4.08%,较Urea处理减少2.04 kg·hm~(-2),降幅达到20.02%;TN渗漏总量为16.59 kg·hm~(-2),占施氮总量的8.30%,较Urea处理减少8.83 kg·hm~(-2),降幅达到34.73%,其径流和渗漏TN损失量较5%DCD处理分别降低5.67%和15.70%。研究表明,尿素配施N-CNPs能显著减少稻田氮素径流和渗漏损失,达到提高氮肥利用效率、控制农田非点源污染范围和强度的目的。