人工降雨条件下谷子地留茬的水土保持效应研究

通过人工模拟降雨试验研究了谷子地不同留茬高度及不同坡度的水土保持效应。结果表明,15cm留茬高度相对于未留茬处理径流量减少了18.6%,留茬5cm与10cm无显著减少径流作用;留茬能够减小产沙量14.36%～19.47%;5,10,及15cm留茬高度对产流时间没有显著影响,坡度的变化对产流时间无显著影响;坡度为10°时,径流对土壤的侵蚀最明显;留茬高度为15cm的处理水土保持效应最佳。

黄土丘陵沟壑区不同植被类型的水土保持功能及养分流失效应

对黄土丘陵沟壑区安塞水土保持试验站3种草本、3种灌木、3种乔木、1种农田共计10种植被类型径流小区进行径流和侵蚀泥沙观测,并分别分析其养分含量,研究黄土丘陵区不同植被类型水土保持功能及养分流失效应。结果表明,乔、灌、草植被类型的水土保持功能相对农田较好,在径流和土壤养分流失方面相对农田较少。因此,该地区要注意建设和恢复草、灌植被,使之尽快起到水土保持作用,近而减少土壤养分流失。

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。

黄土高原水蚀风蚀交错区治理的重要性与紧迫性

在全国范围划分水蚀、风蚀和冻融侵蚀三大侵蚀类型区基础上 ,提出进一步划分水蚀风蚀交错区的必要性及重要意义。黄土高原的强烈侵蚀中心出现在水蚀风蚀交错区 ,该区为黄河粗泥沙的主要来源区 ,生态环境脆弱 ,自然灾害频繁。该区又为世界级大型煤田蕴藏地 ,将建成我国 2 1世纪的能源重化工基地。强化水蚀风蚀交错区综合治理 ,对治黄及西部地区开发具有重大意义。

天山北麓中段土壤侵蚀影响因素及特征分析

通过对天山北麓中段土地类型、河流径流和植被覆盖等土壤侵蚀影响因素的空间分布特征分析认为 :1天山北麓中段主要侵蚀类型为风蚀、水蚀、冻融侵蚀及人为加速侵蚀 ;2侵蚀产沙类型以及产沙强度在空间上具有明显的垂直变化规律 :沙漠以风力侵蚀、高山和亚高山以冻融侵蚀为强烈侵蚀类型 ,普遍存在微度水力侵蚀 ,局部表现为中度甚至强度 ;3水蚀类型有冰川融雪径流侵蚀和降雨径流侵蚀两种方式。天山北麓中段河流产沙时间上主要在每年的 5月初至 8月末 ,且冰川雪水径流产沙要比雨水径流产沙量大 ,空间上则主要位于海拔 80 0～ 1 50 0 m的由第三纪、第四纪地层和黄土堆积所组成的中、低山丘陵地

硬地面侵蚀产沙模拟试验研究

硬地面由于具有容重大、地表完全裸露、易受人为干扰等特性 ,因而其产沙特性有其自身的规律。在人工降雨实验模拟的基础上 ,对硬地面次降雨侵蚀产沙过程和影响硬地面侵蚀产沙的因素进行了初步探讨 ,为硬地面的侵蚀防治提供了科学依据

黄土丘陵林区开垦地土壤侵蚀强度时间变化研究

以黄土丘陵林区 1 0 a径流泥沙观测资料为基础 ,分析了林地开垦后不同侵蚀年限情况下土壤侵蚀强度的变化。结果发现 ,随侵蚀年限的增长 ,土壤侵蚀强度呈明显的增长趋势 ,平均每年约有 1 0 mm的土层被侵蚀掉 ,到侵蚀的第 1 0 a时 ,已有 1 0 0 .81 mm的土层被侵蚀掉 ,相当于林地土壤的 A层大部分遭到流失。土壤侵蚀强度的增加 ,土壤质量的下降 ,土壤性状的恶化 ,更促使侵蚀程强度的加剧

侵蚀细沟水力学特性及细沟侵蚀与形态特征的试验研究

本文进行了一系列水槽试验 ,研究不同长度的侵蚀细沟在坡度及入流量影响下的浅水水流水力学特性、侵蚀量及细沟的形态特征 .所采用的土壤材料为砂壤土 ,试验使用四种入流流量 ,四种坡度 ,四种细沟长度 .记录水流速度、沟宽及径流中的泥沙含量 ,并用多元回归方法分析了它们与坡度、入流量或它们的交互项之间的关系 .提出了一种数学模型来描述试验中沟宽的周期性形态变化 .提出了通过试验得出的不同细沟长度的产沙量来确定水流输沙能力的方法 ,并得出出测定输沙能力的采样长度为 2～ 4m ,通过对细沟形态变化分析进一步说明了所确定的水流输沙能力采样长度的正确性

水流作用下疏松土壤材料中细沟的再生及其临界剪应力的实验研究

动态土壤侵蚀包括依赖于空间与时间的土壤剥离、细沟的形成、水流中过量泥沙的沉积、沉积泥沙中细沟的再生等物理过程。与泥沙从沉积区域再剥离相关联的细沟再生是细沟变窄加深过程中的一个重要的现象。该文介绍一种实验装置 ,用于测量类似于沉积土壤的疏松土壤材料细沟再生的力学参数。用一种沙壤土进行实验 ,测定了不同团聚体大小和坡度下细沟再生开始和停止所对应的临界水流量。计算出了与沟坡相关的临界剪切应力。这些结果有助于理解细沟的再生及其数量关系 ,以及临界剪切应力与坡度间的定量关系 ;对于发展由沉积土壤再生的细沟演化过程模型特别有用。

大气散落核素复合示踪在土壤侵蚀科学中的应用

介绍了大气散落核素 7Be、2 1 0 Pbex、1 37Cs复合在土壤侵蚀和泥沙来源领域中的研究进展 ;阐述了核素比率应用的原理、特点及其能更为敏感地反映土壤侵蚀速率和过程等优点 ;说明多元素复合示踪在推断土壤不同侵蚀过程及估算土壤侵蚀速率方面的作用 ;论述了建立两核素相关深度曲线确定泥沙起源深度的应用原理和特点及其应用范围 ,并对各种方法进行了简单的评价。

区域尺度侵蚀产沙估算方法研究

区域土壤侵蚀模型是大区域土壤侵蚀普查和水土保持宏观决策的支持工具,土壤侵蚀模型的研发是土壤侵蚀学科的前沿领域。基于DEM将区域划分为规则网格,设计产流、产沙过程的单元模型,包括植被截留、入渗、填洼、流速、携沙能力、径流剥蚀量、泥沙沉积等算法。将月降水当作1次降雨事件,并划分若干时段进行迭代计算,利用GIS空间分析功能完成水沙汇集运算,并在ArcGIS支持下进行计算机程序设计,有效地完成了区域侵蚀产沙量的计算。将模型应用于延河流域得到:1995年7月份平均径流深为35.6 mm,径流系数为0.237,流域出口径流量为2.72亿m3,流域出口输沙量为0.38亿t,流域平均侵蚀模数为4575 t/(km2.月);输出图形空间格局和结构符合实际情况,初步模拟结果令人较满意。

不同坡度草地含沙水流水力学特性及其拦沙机理

参照黄土区侵蚀降雨和坡面片蚀产沙特征,采用恒流泥沙输送装置模拟坡面上方来水来沙,探讨不同坡度草地含沙水流的水力学特性及其对上方来沙的拦蓄机理。结果表明,草地坡面的水流弗劳德数随坡度增大而增加,而阻力系数与坡度呈反势。按明渠水流的一般标准,不同坡度草地水流均为层状缓流。草地坡面拦沙效应随坡度增大而减小,且径流前期的减沙作用较后期更为显著。不同坡度草地坡面的出流泥沙平均直径和大颗粒(>10μm)泥沙含量均显著小于上方来沙,这说明草地的拦沙效应主要体现在对大粒径泥沙的拦蓄上。

氮磷配合对土壤氮素径流流失的影响

大田试验研究结果表明 :增施N、P均能增加作物的产量和减少水土流失 ;当N、P用量分别达到 5 5 .2kgN/hm2 和 90kgP2 O5/hm2 时 ,泥沙有机质和全氮流失最少 ,流失量分别为 2 0 89和 1 75kg/km2 ;当N、P用量分别为 5 5 .2kgN/hm2 和 4 5kgP2 O5/hm2 时 ,土壤矿质氮流失最小 ,其流失量仅为 2 7.9kg/km2 ;作物对土壤氮素的吸收 ,可减少土壤氮素的流失 .

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。

细沟股流剥蚀率与载沙量以及沟长的耦合关系

土壤剥蚀是指由侵蚀动力引起的土壤颗粒从土壤母质移动的过程。细沟剥蚀土粒随着细沟股流中含沙量的增加而减少 ,已有的一些侵蚀模型 (如 WEPP)均提到了这一点。用黄土高原一种典型的粉壤土 ,在 5种坡度、3种流量下进行了细沟侵蚀模拟试验。对试验结果进行了回归 ,分析了黄土高原斜坡及陡坡地、细沟股流剥蚀率随含沙量以及沟长变化的函数关系。这对细沟侵蚀动力过程的研究深入 ,以及对侵蚀过程的预测预报提供了有力的参考依据