塿土坡面降雨水沙运移实验研究

黄土高原是我国植被破坏与水土流失最为严重的地区。本文基于室内坡地降雨实验,分析了塿土坡面降雨入渗补给系数的变化,对比了不同雨强影响下径流泥沙含量和累积泥沙含量的时间变化趋势,并将侵蚀与入渗结合,分析了同时段产沙量和入渗率的变化关系,研究表明:入渗补给系数随雨强增大而逐渐减小,两者可描述为线性关系,雨强越小,入渗补给系数越高;降雨初始产沙值最大,在产沙10 min内变缓。雨强大的,初始产沙量和稳定沙量都稍大,但总体差异不大,产沙量分布曲线形状与入渗率曲线极为相似;不同雨强下累积泥沙量与降雨历时之间存在明显的幂函数关系,且幂函数的指数部分基本随降雨雨强增加而逐渐增加;不同雨强下入渗率和累积泥沙量的变化趋势相反,当累积泥沙量增加,相应的土壤入渗率减小,两者变化趋势随雨强增大而趋于明显。

黄土高原林草水土保持有效盖度分析

根据黄土高原绥德、延安、安塞和离石等地林、草地径流小区降雨侵蚀资料，对不同降雨和坡度下林、草地水土保持有效盖度进行了分析，建立了林地、草地水土保持临界有效益度与降雨及坡度的关系式。在土壤和植被类型相对稳定的条件下，林、草地的有效益度随着降雨和坡度的增大而增大，当临界有效益度达到一定程度时，降雨和坡度的影响减弱；在其它条件相同时，同一水土保持作用所要求的有效盖度草地比林地大。并结合降雨频率分析，得出了林、草措施抵抗不同年遇暴雨时的临界有效盖度。

黄土区考虑滞后作用的坡地水量转化模型

建立了考虑滞后作用的坡地水量转化数学模型，并对模型不同情况下的定解条件进行了分析。利用陕西长武王东沟小流域坡地天然降雨－入渗－产流的实测资料对模型进行了系统检验，结果表明该模型具有较高精度，考虑滞后作用时的模拟值更加接近实测值。在降雨入渗过程中，滞后作用对土壤含水率、入渗速率、径流过程、产流量都有相当大的影响。

人工降雨条件下秸秆覆盖减少水土流失的效应研究

采用人工模拟降雨试验,研究秸秆不同用量对径流、入渗和土壤侵蚀的影响。结果表明:秸秆覆盖有增加入渗和减少水土流失的作用;覆盖率大于40%条件下能有效地控制水土流失,但当覆盖度低于40%时对控制水土流失的作用不明显。在土壤含水量10%,降雨强度120 mm/h的雨强条件下,秸秆覆盖能推迟起流时间1~15min,增加累积入渗量37%~113%,减少径流总量3%~40%,减少土壤侵蚀10%~80%。

黄绵土不同形态有机氮径流流失规律

利用不同坡度径流小区 ,在自然降水条件下 ,研究侵蚀泥沙不同形态有机氮的流失规律 ,结果表明 :在 4次产流泥沙中 ,除氨基糖氮含量减少外 ,其它有机形态氮均存在增加趋势 ,以氨态氮含量增加最为显著。随坡度的下降 ,水解全氮、氨态氮和氨基酸氮含量呈增加趋势 ;泥沙中水解全氮、氨基酸氮、氨态氮、非酸水解氮均存在不同程度的富集 ,其富集率随坡度的下降而增大 ,以氨基酸氮富集程度高 ,泥沙中氨基糖态氮反而无富集现象存在 ;当坡度分别为 2 5°、2 0°、15°、10°和 5°时 ,水解全氮流失量分别为 1135 .0、76 3.7、485 .5、313.0和 15 4.4kg/ km2 ,而氨基酸氮流失量则为 2 34.8、182 .7、12 1.1、76 .8和 33.9kg/ km2 ,占水解全氮的 2 0 .6 %～ 2 4.9%。氨态氮流失量为 742 .5、5 0 3.3、32 2 .2、2 0 8.9、97.4kg/ km2 ,占水解全氮的 6 3.1%～ 6 6 .7%。氨基糖氮占酸水解氮 1.1%～ 2 .9%。非鉴别氮占水解全氮的 5 .8%～ 12 .6 %。而酸水解氮与非酸水解氮之比分别为 ...

地下供水条件下雨强对土壤养分流失的影响

为揭示土壤养分随径流流失的内在机制,采取地下供水方式使土壤入渗强度降低和人工降雨的方法,进行了雨强对土壤养分流失影响的试验研究。结果表明:供试土壤中养分的流失量随降雨强度的增大而增大,而在土壤内部养分迁移量很小;幂函数模型与指数函数模型相比,能更好地模拟黄土区坡面径流溶质浓度变化过程。

坡面土壤养分与降雨、径流的相互作用机理及模型

坡地土壤养分流失过程实际上是表层土壤养分与降雨、径流相互作用的过程 ,土壤养分流失的多少主要受相互作用的限制。从分析土壤与降雨、径流相互作用入手 ,分析了土壤养分与降雨、径流相互作用过程及机理 ,并对相互作用模型进行了探讨。

人工草地在黄土高原水土保持中的减水减沙效益与有效盖度

根据黄土高原绥德、延安 、离石、安塞等地的草地径流小区资料，分析不同次降雨条件下，人工草地的减水减沙效益和水土保持有效盖度。结果表明，当降雨指标小于坡耕地侵蚀性降雨标准时，草地并不发挥水土保持作用，减水减沙效益为零，当降雨指标大于坡耕地侵蚀性标准时，其减水减沙效益随着降雨指标的增大而减小。在土壤相对稳定的情况下，要使土壤侵蚀模数小于某一定值， 降雨、地形和植被覆盖因子三者之间存在着一定的相互制约关系，即草地的盖度随着降雨和坡度的增大而增大，当盖度达到一定程度时，降雨与坡度对其的制约影响减弱。建立草地的减水减沙效益指标体系，及草地水土保持临界有效盖度与降雨坡度的关系式，并结合降雨频率的分析，得出草地抵抗不同年暴雨的临界有效盖度。

黄土丘陵林区开垦地人为加速侵蚀与土壤物理力学性质的时间变化

以子午岭土壤侵蚀与生态环境演变观测站长年观测的径流泥沙资料为基础 ,分析了林地及其开垦地不同侵蚀年限土壤的颗粒组成、>0 .2 5 mm水稳性团粒含量、抗剪强度和容重等土壤物理力学性质与土壤侵蚀强度的关系。研究结果表明 ,>0 .2 5 mm水稳性团粒含量对土壤侵蚀强度影响最大 ,其偏相关系数为 0 .972 8,其次为土壤的粗粉粒含量和抗剪强度。最后对 >0 .2 5 mm水稳性团粒含量和抗剪强度与土壤侵蚀强度的关系进行了分析 ,表明林地开垦后侵蚀第 1年和第 7年为土壤侵蚀强度加剧的转折点 ,说明了森林植被在防治黄土高原土壤侵蚀方面的作用。

上方来水来沙对细沟侵蚀产沙过程的影响

利用双土槽系统径流小区 (供沙土槽和试验土槽 ) ,定量研究了不同上方来水含沙量和不同降雨强度下 15°坡面上方来水来沙对坡下方细沟侵蚀产沙过程的影响。结果表明 ,坡上方来沙量不但被径流全部搬运 ,且坡上方来水在坡下方细沟侵蚀槽引起另外的侵蚀产沙量 S。坡面细沟侵蚀过程以侵蚀—搬运过程为主。上方来水对细沟侵蚀产沙的贡献受上方来水含沙量和降雨强度的影响。降雨强度的增加或上方来水含沙量的减少 ,使 S值的增加更为显著

黄土区坡地降雨入渗产流过程中的滞后效应

利用黄土高原沟壑区典型小流域坡地天然降雨入渗 -产流的实测资料分别对考虑滞后效应与不考虑滞后效应的情况进行了模拟研究 ,结果表明 :在降雨入渗 -产流过程中 ,滞后效应加快入渗速率 ,减少径流量 ;滞后模型使土壤含水量、产流过程更加接近实测值。由此可见 ,土壤水滞后效应对土壤含水量、入渗速率、产流过程及产流量都有相当大的影响 ,因此在水量转化研究工作中考虑滞后效应的影响是必要的

黄土高原森林植被水土保持机理研究

土壤侵蚀是造成环境退化的一个主要因素。长期以来因不合理的利用自然资源 ,日积月累的结果使得植被生存的环境受到极大的破坏 ,导致植被衰退 ,引发了严重的水土流失 ;水土流失的不断加剧 ,破坏了土地的生产力 ,土壤肥力降低 ,土壤蓄水能力减弱 ,植被生存的环境进一步恶化 ,如此以往使生态环境陷入恶性循环状态。黄土高原严重的水土流失与该区植被覆被率低有密切的关系。据“七五”统计 ,主要水土流失区现有森林面积约 2 5× 1 0 6ｈｍ2 ,其中人工林占 40 %左右 ,有林地森林覆盖率仅为 9 3% ,而且能发挥水土保持功能的森林覆被率仅为 7 0 % ,这些覆被率高的地区 ,地处六盘山、乔山、黄龙山等地 ,该区域人口密度较低 ,人为活动轻微 ,水土流失小 ;在黄土高原水土流失严重的地区 ,森林覆被率更低 ,仅 5 9% ,即使发挥水土保持功能 ,在宏观范围内仍然难以体现出保持水土的效益 (中共陕西省委研究室等 ,1 999;吴钦孝等 ,1 998)。森林植被有强大的水土保持功能 ,体现在下列几个方面 :植被冠层及地被物的截留作用 ,使大气降水的损失量较大 ,减小了产生径流的净雨量 ;地被物层对汇流的延长作用 ...

区域尺度降雨径流估算方法研究Ⅰ-算法设计

径流是区域水土流失的基础。基于已有试验研究和观测数据,结合GIS空间分析功能,初步提出了区域径流计算的基本思路,并对降雨径流产生的各个环节做出了算法设计,考虑的过程包括降水、植被截留、入渗、微地形存储、地表径流等。基于DEM将流域划分为规则网格并以此为基本计算单元,将月降水过程划分为若干时段作为计算迭代的基本单元,本算法可以计算出区域内每一网格单元任一时段末的地表径流量,为进一步建立区域水土流失模型奠定了基础。

Interactions Between Exogenous Rare Earth Elements and Phosphorus Leaching in Packed Soil Columns

Through leaching experiments and simulated rainfall experiments, characteristics of vertical leaching of exogenous rare earth elements (REEs) and phosphorus (P) and their losses with surface runoff during simulated rainfall in different types of soils (terra nera soil, cinnamon soil, red soil, loess soil, and purple soil) were investigated. Results of the leaching experiments showed that vertical transports of REEs and P were relatively low, with transport depths less than 6 cm. The vertical leaching rates of REEs and P in the different soils followed the order of purple soil > terra nera soil > red soil > cinnamon soil > loess soil. Results of the simulated rainfall experiments (83 mm h(-1)) revealed that more than 92% of REEs and P transported with soil particles in runoff. The loss rates of REEs and P in surface runoff in the different soil types were in the order of loess soil > terra nera soil > cinnamon soil > red soil > purple soil. The total amounts of losses of REEs and P in runoff were significantly correlated.