黄土坡面地表径流挟沙能力研究综述

地表径流挟沙能力是研究黄土坡面侵蚀演变和坡面侵蚀产沙预测预报的基本参数,对坡面侵蚀控制具有十分重要的意义。本文在对国内外坡面地表径流挟沙能力的相关研究进行分析总结的基础上,提出了黄土坡面地表径流挟沙能力研究中急需解决的一些关键问题。     

红壤坡地不同生态措施地下径流养分流失研究

利用大型土壤渗漏装置(Drainage Lysimeter)对百喜草覆盖、百喜草敷盖、裸露三种生态措施的地下径流养分流失问题进行了研究.结果表明:在试验期间这三种处理措施氨氮流失总量分别为992.64 mg,2 679.67 mg,258.84 mg;总氮流失总量为1 096.494 mg,3 108.376 mg,295.064 8 mg;总磷流失量为603.35 mg,3 109.45 mg,182.42 mg;养分随地下径流流失量敷盖最大、裸露对照最小,这和一般情况下地表径流养分流失有所不同;从流失过程可以看出这三个处理的地下径流养分流失和径流过程比较相似,符合"肥随水走"的水肥运动规律,当降雨过后地下径流变大,养分流失也增大;在整个过程中,氨氮随径流过程变化剧烈,而且随地下径流流失量大,总磷则相对平稳,而且流失量也小.     

植被和降雨类型对地表径流和土壤侵蚀的影响研究

在不同植被类型的径流地块进行地表径流和土壤流失监测实验,评估植被和降雨类型对土壤侵蚀的影响。结果表明：(1)白羊草地块的年地表径流最低,4年平均值为3.10 mm;沙棘地块的年平均土壤流失最低,为7.18 t/km²。(2)年平均地表径流呈现沙棘+刺槐>刺槐>沙棘>白羊草的顺序递减;年平均土壤流失量呈现沙棘+刺槐>刺槐>白羊草>沙棘的顺序递减。(3)三种降雨类型的平均径流系数和土壤损失的比较表明,在所有植被类型下,强度高、持续时间短的降雨事件造成了更多的地表径流和土壤损失。     

前期土壤含水量对坡面产流产沙起始时间的影响

以水稻土为研究对象,采用室内降雨模拟试验方法,通过控制坡地不同的前期土壤含水量和坡面坡度,研究了3种降雨强度(I1≈0.6 mm/min,I2≈1.2 mm/min和I3≈3.0 mm/min)下水稻土的前期土壤含水量对坡面产流产沙起始时间的影响。结果表明,水稻土的土壤饱和含水量不随坡面坡度的变化而改变,而是维持一个常量;坡面坡度越小,幂函数对于前期土壤含水量与坡面产流产沙起始时间拟合的相关性越显著;前期土壤含水量在36.49%～50.93%时的水稻土最早发生水力侵蚀。研究成果可为湿润半湿润地区的水土资源管理提供基础理论依据。     

次暴雨下作物植被类型对农田氮磷径流流失的影响

基于汛期次暴雨径流实验数据,研究了淮北地区不同作物植被类型下农田地表氮磷径流流失规律和特征。结果表明,作物植被类型差异对地表径流量、土壤侵蚀量、氮磷径流流失量影响的强弱顺序大致为裸地>玉米地>棉花地>黄豆地。作物叶面积指数应是导致不同作物植被类型下地表径流量和土壤侵蚀量差异明显的主要影响因素。而影响氮磷径流流失量的要素则与作物叶面积指数和地表径流量密切相关。对具有较高植被覆盖度的黄豆和棉花地而言,可溶性氮磷是农田氮磷径流流失的主要形式,而玉米地中颗粒态氮和可溶性磷分别是农田氮磷径流流失的主要形式。在当地汛期种植黄豆、棉花等高叶面积指数的作物可有效减少氮磷地表径流流失,减缓农业面源污染带来的威胁。     

草被覆盖对坡面径流剪切力影响的试验研究

通过人工模拟试验,研究了草被覆盖对坡面径流剪切力的影响。结果表明:坡面径流剪切力随覆盖度的提高而减小,30°坡面在5 L/min流量级试验条件下,裸坡、低覆盖度和高覆盖度坡面径流平均剪切力分别为0.9、0.5、0.3 Pa;各类坡面径流剪切力沿程和随试验历时的波动变化幅度随覆盖度的提高而降低。     

紫色土坡耕地磷素流失特征及施肥方式的影响

通过雨季典型降雨-径流事件中不同施肥方式下土壤磷素流失的野外定位观测,研究紫色土坡地磷素随地表径流和壤中流流失的通量、过程特征及其施肥方式的影响。结果表明,紫色土坡耕地地表径流过程呈多峰的时间变化特点,壤中流呈单峰且其产流时间滞后于地表径流;雨季次降雨平均径流量为23.6～29.1mm,壤中流是雨季的主要径流输出方式。地表径流总磷(TP)平均浓度远高于壤中流,泥沙吸附态磷(PP)是地表磷素流失的主要形态;溶解态有机磷(DOP)是壤中流流失的主要磷素形态。施肥方式显著影响地表径流TP浓度,常规施肥(NPK)、有机肥-化肥配施(OMNPK)、有机肥(OM)、秸秆-化肥配施(RSDNPK)各施肥处理的地表径流TP平均浓度呈依次减小的顺序。次降雨平均磷素流失负荷呈RSDNPKOMNPKOMNPK的规律;壤中流是紫色土坡耕地磷素流失不可忽视的重要通道。施肥方式仅能控制地表径流磷素流失,而控制壤中流磷流失的效果不佳,有待更深入的研究。     

紫色土丘陵区典型生态-水文单元径流与氮磷输移特征

通过对紫色土丘陵区典型农业-集镇-林地复合型小流域3次降雨-径流全过程的连续监测,测定了径流过程中泥沙含量和不同形态氮磷浓度,以期认识典型农村生态-水文单元降雨径流过程中氮磷迁移规律。结果表明：降雨-径流过程中悬浮泥沙的流失主要集中在径流前期,其峰值出现在雨强最大时;集镇径流污染的影响主要表现在径流前期,是径流前期铵态氮偏高的主因;降雨-径流过程中,颗粒态氮与可溶态氮比（PN/DN）、颗粒态磷与可溶态磷比（PP/DP）的峰值均出现在雨强较大时：其中 PN/DN 多小于1,而 PP/DP 范围为1.1~30.2,说明氮素流失主要通过可溶态的方式,而磷的迁移以颗粒态磷为主。因此在紫色丘陵区建议利用湿地植物与沉砂池等综合措施控制土壤侵蚀和非点源污染以保护当地生态环境安全。     

紫色土丘陵区典型生态-水文单元径流与氮磷输移特征

通过对紫色土丘陵区典型农业-集镇-林地复合型小流域3次降雨-径流全过程的连续监测,测定径流过程中泥沙含量和不同形态氮磷浓度,以期认识典型农村生态-水文单元降雨径流过程中氮磷迁移规律。结果表明：降雨-径流过程中悬浮泥沙的流失主要集中在径流前期,其峰值出现在雨强最大时;集镇径流污染的影响主要表现在径流前期,是径流前期铵态氮偏高的主因;降雨-径流过程中,颗粒态氮与可溶态氮比（PN/DN）、颗粒态磷与可溶态磷比（PP/DP）的峰值均出现在雨强较大时：其中PN/DN多小于1,而PP/DP范围为1.1~30.2,说明氮素流失主要通过可溶态的方式,而磷的迁移以颗粒态磷为主。因此在紫色丘陵区建议利用湿地植物与沉砂池等综合措施控制土壤侵蚀和非点源污染以保护当地生态环境安全。     

坡度对三峡库区紫色土坡面径流侵蚀的影响分析

基于运动波理论,在紫色土坡面径流侵蚀力和径流侵蚀能力的影响因素分析基础上,对三峡库区紫色土坡面土壤侵蚀的临界坡度进行了分析,分析结果表明:(1)坡面径流流量、水深和流速均随降雨强度的增大而增大,坡面径流流量和坡面径流水深随坡度的增大而减小,而流速随坡度的增大先增大再减小,在坡度为33.21°时达到最大值;(2)坡面径流侵蚀力随着降雨强度的增大而增大,而坡度对它的影响较为复杂,这个特定坡度随降雨强度和坡长的增大而减小,随坡面土壤颗粒粒径的增大而增大,对紫色土坡面而言,在37.14°～46.19°之间;(3)坡面径流侵蚀能力在临界坡度处达到最大值,临界坡度是一个变量,随降雨强度和坡长的增大而减小,随坡面土壤颗粒粒径的增大而增大,紫色土坡面径流侵蚀的临界坡度在35.93°～40.78°之间.     

黄土高原不同侵蚀类型区允许土壤流失量研究

为了研究中游黄土高原不同侵蚀类型区允许土壤流失量,利用黄河中游黄土高原主要侵蚀类 型区行政区划图,根据 1955—2009 年不同侵蚀类型区土壤侵蚀强度数据,分析了 12 个主要侵蚀类型 区治理期( 1970—2009 年) 和退耕后( 2000—2009 年) 较治理前( 1955—1969 年) 减沙效益。以土壤侵 蚀强度、人口密度、治理期的减沙效益以及人均纯收入为指标,利用总结的公式,将估算的不同侵蚀 类型区的总允许土壤流失量 8. 43 亿 t( T2 值) 和 7. 19 亿 t( T1 值) 合理分配到黄土高原主要侵蚀类型 区,得到不同侵蚀类型区 T2 和 T1 分配值平均值为 4 876. 2 t /( km2 ·年) 和 4 158. 9 t /( km2 ·年) 。结 合各侵蚀类型区退耕后( 2000—2009 年) 侵蚀强度及较治理期( 1970—2009 年) 减沙效益的增幅及类型 区 T2 和 T1 分配值的比例,拟定了不同侵蚀类型区允许土壤流失量 T2 和 T1 暂定值,其平均值分别为 1 200. 0 t /( km2 ·年) 和 900. 0 t /( km2 ·年) 。研究成果为黄土高原及不同侵蚀类型区水土流失治理提 供科学依据。     

新疆和田河径流损失辨析

为确保新疆和田河年均向塔里木河输水9亿m3目标,合理估算和田河径流损失是先决条件。通过对比分析已有关于和田河径流损失估算的多篇文献,将和田河上游两支流水量合并、按水文站与渠首监测断面划分河段、考虑瓦鲁瓦提水库运行划分阶段估算径流损失是合理可行的;而和田河径流损失的定量估算结果差异显著的主要原因是径流损失中所含分量不同,即对河道径流损失概念理解不一致。     

坡面土壤侵蚀产流产沙及水动力参数研究概述

黄土高原地处干旱半干旱地区,加之水力侵蚀和风力侵蚀的交替进行,使得该区土壤侵蚀尤为严重。本文通过对一些学者在黄土高原地区进行坡面土壤侵蚀产流产沙相关研究分析,总结了部分试验方法及土壤颗粒启动、水动力参数等方面的计算方法。通过一系列的试验研究,希望能为建立黄土高原土壤侵蚀预测模型提供科学依据。     

坡面植被分布对降雨侵蚀的影响研究

在黄土高原约15°的自然荒草坡面上,对两个坡面小区进行野外模拟降雨实验,其中一个从坡顶向坡底逐渐破坏地表植被和结皮,另一个从坡底向坡顶逐渐破坏地表植被和结皮,分别对破坏过程中各种植被面积下的降雨产流产沙量进行比较,结果认为:在相同面积条件下,位于坡底的植被比位于坡顶的植被保水作用高2.4倍,保土作用高2.8倍;随着植被面积的减少,坡面产流量和产沙量呈不均匀的增加趋势,在不同的植被面积变化范围,坡面产流量和产沙量的增幅不同。     

多场次降雨条件下覆沙坡面的径流产沙特性试验研究

基于可控坡面进行多场次降雨试验,对覆沙坡面的产流产沙特性进行研究,以期为揭示黄土高原风蚀水蚀交错区风水复合侵蚀机理研究提供科学依据。结果表明:覆沙坡面的初始产流时间远大于裸坡,相对延迟了5.3~11.2倍,多场次降雨条件下,产流时间显著提前。首场降雨下,覆沙厚度为1cm,当雨强由1mm/min增加到1.5mm/min,覆沙坡面径流量、产沙量分别增加了0.87倍、0.85倍;雨强为1.5mm/min时,当覆沙厚度由0.5cm增加到1cm,首场降雨的径流量、产沙量分别减小了9.6%、12%。相对于裸坡,覆沙坡面产沙量较大,产沙过程较剧烈,首场降雨产沙量占总产沙量的70%以上,是裸坡的8.9~10.8倍,但在多场次降雨条件下,产沙量显著减小,并趋于稳定。研究结果表明坡面覆沙在一定程度上加剧了土壤侵蚀,可为揭示风蚀沉积物对水蚀过程的作用机理研究提供参考。     

大孔隙坡面产汇流及侵蚀试验

文章在介绍大孔隙坡面产汇流及侵蚀试验设计、试验布置和试验中遇到的问题的基础上。利用实验室中人工降雨装置,对含有大孔隙结构和无大孔隙结构的可变坡土槽进行降雨对比试验,并分析大孔隙对坡面产汇流和坡面侵蚀的影响。     

不同植被重建模式下赣北红壤侵蚀坡地土壤养分效应

为了探讨植被重建模式与土壤养分的关系,合理改良与利用红壤侵蚀坡地,本文分析了草本、果树、果树+草、果树+草+农作物和果树+农作物等不同植被重建模式对土壤养分的影响,并运用灰色关联分析方法对不同恢复模式的土壤养分效应进行综合评价。研究结果表明:不同植被重建模式土壤养分效应差异显著,以果树+横坡套种农作物改善土壤养分效应最好,然后依次是果树+草本模式(全区覆盖优于带状覆盖)、果+草+农作物模式、果树+纵坡套种农作物,草本、果树模式改善土壤养分效应最差。赣北侵蚀坡地植被恢复,可以优先考虑恢复果树+横坡套种农作物模式和果树+草本模式。     

黄土高塬沟壑区水土保持对小流域地表径流的影响

水土保持对径流的作用是水土流失治理中一个亟待回答的实际问题．本文用小流域平行对比观测法，分析了黄土高塬沟壑区水土保持对小流域地表径流的数量及其时间分布特征的影响，表明在黄土高塬沟壑区，水土保持能使小流域产洪次数减少、地表径流模数和径流系数减小；使小流域地表径流模数的年际变率增大；在洪水产流过程中，水土保持使流域产流起始时间滞后，径流持续时间缩短，瞬时流量及洪峰流量降低以至消失