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坡耕地是保障粮食安全与经济发展的重要资源.本文利用承德市南山径流场资料对不同坡长下径流深、含沙量及侵蚀量进行对比分析,结果显示:坡长和降雨强度都对土壤侵蚀有影响,随着坡长变化,导致土壤侵蚀量变化的两个主导因素不断变换.雨强小于0.25 mm/min时,坡面土壤侵蚀模数随坡长的增加而增大;雨强大于0.25mm/min时,随坡长的增加先增大后减小,最大侵蚀量总是出现在22 m坡长范围内.径流深均值与侵蚀量增量随坡长变化趋势一致,含沙量均值变化与雨强关系密切.所以治理京津水源区坡耕地水土流失,应在22 m坡长以内采取等高植物篱等措施,既可降低工程投入,又减少坡面土壤流失,提高土地生产力. 相似文献
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文中利用室内模拟降雨技术,通过不同覆沙方式和不同降雨强度的组合试验,对坡面侵蚀产沙特性进行了研究。得到结果：坡面初始产流时间基本随雨强的增大而提前。坡面覆沙后侵蚀量增多,且侵蚀量随雨强的增大而增大,半覆沙坡面的产沙量是全覆沙坡面的1.06～2.48倍。0.5、1.0mm/min雨强时半覆沙坡面产沙高于无覆沙坡面,1.5mm/min雨强时低于无覆沙坡面,而半覆沙坡面产沙则均高于全覆沙坡面。全覆沙破面含沙量受雨强影响较小,减沙效果较稳定。试验结果表明,坡面覆沙可以有效延迟初始产流时间;坡面覆沙后侵蚀程度增强,且随降雨强度的增大而增大,半覆沙坡面侵蚀程度高于全覆沙坡面;无覆沙坡面受降雨强度影响较大。文中为研究风水复合侵蚀提供了数据支撑,以期为揭示黄土坡面侵蚀发生机理和水土流失规律提供一些参考。 相似文献
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黄土坡面侵蚀方式演变过程中汇水坡长的侵蚀产沙作用分析 总被引：1，自引：0，他引：1
利用由位于坡面上部的供水装置和坡面下部的试验土槽组成的试验装置系统,通过模拟降雨试验,研究了不同降雨强度(50、75和100 mm/h)和不同坡度(15°、20°和25°)条件下坡面侵蚀方式演变过程中汇水坡长对侵蚀产沙的作用.结果表明,黄土坡面片蚀-细沟侵蚀-切沟侵蚀方式演变过程中汇水坡长对侵蚀产沙具有重要作用,且受降雨强度、坡度和侵蚀方式演变过程的综合影响.汇水坡长增加,使坡面片蚀-细沟侵蚀-切沟侵蚀发育速度明显加快,侵蚀产沙量明显增加.在坡面侵蚀不同发育阶段,汇水坡长对坡面侵蚀的产沙作用也不尽相同.当坡面以切沟侵蚀为主时,汇水坡长对坡面侵蚀产沙的作用最大,其次是以细沟侵蚀为主时.而以坡面片蚀为主时,汇水坡长对坡面侵蚀产沙的作用最小.通过对坡面侵蚀产沙量与汇水坡长的相关分析表明,它们呈正线性关系. 相似文献
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采用模拟降雨试验方法对黄土坡面产流动态变化过程进行研究,取得了如下结果：（1）不同雨强条件下,坡面径漉率随降雨过程的动态变化可用对数相关方程描述,5-10min之间径流率随降雨过程的变化幅度较大,以后变缓,并趋于基本稳定状态;（2）不同坡度条件下,坡面径流深随降雨强度的动态变化可用线性相关方程进行描述,坡面径流深随降雨强度的增加而急剧增大;（3）不同雨强条件下,坡面径流深随坡度的动态变化总体可用抛物线相关方程进行描述,25’左右是径流深随坡度变化的转折点;（4）不同雨强条件下,坡面径流深随坡长的动态变化可用对数相关方程进行描述,随着雨强的增加,径流深随坡长的增加明显增大;（5）坡面径流深随坡度、坡长及降雨强度的动态变化可用多元幂函数相关方程进行描述,降雨强度对径流深的作用大干坡度及坡长因子。 相似文献
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坡度对黄土坡面径流溶质迁移特征的影响 总被引：6，自引：0，他引：6
通过田间模拟降雨试验,分析了坡度对坡面物质迁移特性的影响.结果显示,坡度对坡面物质迁移的影响十分显著;降雨强度一定时,坡度达到15°左右时,径流量达到最大;坡度对径流养分流失量的影响是通过径流量起主导作用,径流量大相应径流携带养分流失总量增加.利用幂函数对径流溶质浓度变化过程进行了拟合,结果显示幂函数可以很好反映田间坡面溶质随地表径流变化过程,说明在侵蚀环境下径流溶质浓度变化过程符合幂函数. 相似文献
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黄土坡面土壤侵蚀过程试验研究 总被引：7，自引：0，他引：7
采用人工模拟降雨的方法对黄土坡面土壤侵蚀过程进行了试验研究,取得了如下结果:①坡面土壤侵蚀随降雨过程的变化可用幂函数相关方程进行描述,15 m in和35 m in是土壤侵蚀强度随降雨过程变化的转折点;②雨强对坡面土壤侵蚀的影响可用幂函数相关方程进行描述,随着坡度的增大,土壤侵蚀强度随雨强的增大而增加的趋势更明显;③坡度对土壤侵蚀的影响可用抛物线相关方程进行描述,土壤侵蚀强度变化的临界坡度在25°附近;④坡长对土壤侵蚀的影响大体可用幂函数相关方程进行描述,但坡长对土壤侵蚀强度的影响比较复杂,随雨强大小的变化而表现为不同的形式;⑤坡度、坡长及雨强对坡面土壤侵蚀的综合影响可用多元线性相关方程进行描述,雨强对土壤侵蚀强度的影响远大于坡长及坡度因子,且坡度与土壤侵蚀强度的关系较坡长为密切。 相似文献
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覆沙坡面微地形变化与侵蚀产沙的响应关系 总被引：2，自引：0，他引：2
《干旱区研究》2020,(3)
坡面微地形的发育反映了侵蚀的强度及变化过程。为了定量研究不同覆沙厚度下坡面的微地形变化与侵蚀之间的响应,通过模拟1. 5 mm·min~(-1)雨强下的3场连续降雨试验,结合三维激光扫描仪技术,分析了坡面微地形与土壤侵蚀的空间变化特征,较好地拟合了微地形变幅与侵蚀量之间的关系。结果表明:坡面平均含沙量随着降雨场次的增加而减小。覆沙坡面主要产沙区的长度是黄土坡面的3倍左右,且坡段侵蚀量的峰值多分布在坡面4～6 m的位置,而黄土坡面侵蚀峰值分布在3～4 m的位置。随着降雨场次的增加,黄土坡面微地形因子显著增大(P 0. 05),覆沙坡面微地形因子总体呈增大趋势,但并不显著(P 0. 05)。与黄土坡面和覆沙坡面的侵蚀响应最强烈的微地形因子分别为地表切割深度和地表粗糙度,黄土坡面微地形变幅与侵蚀量的响应关系较强于覆沙坡面,覆沙坡面应寻找其他敏感的指标对方程进行优化。该研究为揭示风水复合侵蚀地区的侵蚀机理提供一定参考。 相似文献
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不同土地利用方式对丘陵山区坡面侵蚀产沙量的影响 总被引：3，自引：0，他引：3
选取安徽省霍山县大官山的典型研究区域,通过径流试验,分析了近20年6种典型土地利用方式的侵蚀产沙特性及影响因素.结果表明:不同土地利用方式对坡面侵蚀产沙量的影响依次是顺坡耕作区＞标准小区＞经济林区＞牧草区＞乔木用材林区＞梯田小区.在不同土地利用方式下,防止土壤流失最有效的是梯田,而顺坡耕作区水土流失量最大.坡面侵蚀产沙量与降雨侵蚀力表现为幂函数关系,且相关性达到了极显著水平. 相似文献
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为研究石坎反坡水平阶对于薄土坡耕地的水沙调控效果,设置了两个标准天然降雨径流小区（措施小区和对照小区）分别对次降雨径流和泥沙进行了观测,结果表明：石坎反坡水平阶措施能够有效地调控坡耕地地表径流,年均径流削减率为22.5%,且在短历时、大雨强降雨条件下的调控效果好于长历时、小雨强降雨;该措施对于坡耕地泥沙调控效果显著且稳定,年均泥沙削减率95.5%,措施小区的坡面产沙量随降雨特征值变化的波动幅度远远小于对照小区;石坎反坡水平阶措施通过减少坡面侵蚀,间接提高了坡耕地作物产量,春玉米年均增产6.2%。 相似文献
10.
黄土坡面薄层流产流过程试验研究 总被引：2，自引：0，他引：2
薄层流径流过程是最基本的坡面水文过程,揭示黄土坡面薄层流产流过程机理对于认识坡面产流理论具有重要意义。试验采用人工模拟降雨试验方法,对黄土坡面薄层流产流过程进行研究,取得了如下结果:(1)坡面薄层流径流率随降雨历时的增长呈增加趋势,可用幂函数方程很好地描述,开始产流后的2~10 min内增加很快,以后逐渐趋于平缓、稳定;(2)不同坡度条件下,坡面薄层流径流深均随雨强的增大而呈显著增加,可用线性方程很好地表示;(3)不同雨强条件下,坡面薄层流径流深随坡度的变化趋势相似,皆可用对数线性方程描述;(4)不同雨强条件下,薄层流径流深随坡长增大总体呈增加趋势,可用倒数线性方程描述;(5)雨强、坡度、坡长对坡面薄层流径流深的综合影响可表述为三元线性经验方程,其中雨强的影响最大,坡度和坡长的影响小。 相似文献
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利用人工模拟降雨试验,研究不同降雨强度下,不同农业耕作措施坡地水土流失特征。试验设计的坡地坡度分别为5°和15°,降雨强度分别为60、90、120 mm·h-1;耕作措施分别为等高耕作、人工掏挖和人工锄耕,以相同坡度的平整坡地作为对照。结果表明：（1）随着降雨强度的增大,各耕作措施坡地产流量显著增大1.51倍以上,最大增加幅度为等高耕作坡地的2.28倍。而坡地产沙量在降雨强度较小时增加不显著,当降雨强度增大到120 mm·h-1时,坡地产沙量显著增大;（2）与平整坡地相比,等高耕作在3个降雨强度下都具有明显的减流效益,减流量均大于15%,而人工锄耕和人工掏挖却不明显;（3）在5°坡地上,等高耕作和人工掏挖在3个降雨强度的减沙效益均大于25%,而人工锄耕减沙效益不明显;在坡度为15°、降雨强度为60 mm·h-1和90 mm·h-1时,人工锄耕和人工掏挖减沙效益与降雨强度关系无明显规律,在降雨强度为120 mm·h-1时,3个耕作措施都不能有效降低坡地产沙量。可见,水土保持农业耕作措施具有降低坡地产流量的作用,而对于坡地产沙的作用存在明显差异,在大坡度和大降雨强度下,不仅不能降低坡地产沙,反而加剧坡地土壤流失。 相似文献
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黄土区土质道路路面侵蚀是该地区土壤侵蚀中的重要形式之一,为了探讨其土壤剥蚀率与径流水动力学参数的相关关系,以便为该地区道路土壤侵蚀预报模型的建立提供帮助,采用室内人工降雨及放水冲刷实验、灰色关联度分析方法研究了裸露土质路和植草土质路的径流水动力学参数与土壤剥蚀率间的关系,结果表明:1)在15°坡度、不同雨强条件下,可根据径流量或水流功率计算土壤剥蚀率;2)在2mm.min-1雨强、不同坡度条件下,可根据水流功率或坡度计算土壤剥蚀率;3)在降雨加放水冲刷试验条件下,裸露土质路的土壤剥蚀率可通过径流水深或径流流速计算得出,而植草土质路的土壤剥蚀率可通过过水断面单位能量或径流量计算得出。因此,在无汇水条件时,根据径流水流功率计算土壤剥蚀率较为合理;在有汇水条件时,采用径流量计算土壤剥蚀率较为合理。 相似文献
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基于M-DEM黄土人工锄耕坡面微地形特征研究 总被引：6，自引：0，他引：6
黄土人工锄耕坡面微地形是地表径流和土壤侵蚀过程的重要影响因素。文中在1.0 mm/min雨强的人工模拟降雨试验条件下,采用微地形激光扫描测量方法获取5°人工锄耕坡面微地形相对高程,并进行拟合模型参数验证,进而构建了能反映真实地表情况的高精度M-DEM,并在ArcGIS中对其特征参量进行量化研究。结果表明:黄土人工锄耕坡面微地形起伏较小,整体属于凸形斜坡;虽在某些区域容易形成地表径流,但径流变化比较平缓,不容易形成较大的水流;微地形水系分维能较好地反映复杂微地形特征。论文可为在微地形层面进一步揭示黄土耕作坡面土壤侵蚀机理研究提供数据支持和方法参考。 相似文献
14.
Seasonal freeze-thaw processes have led to severe soil erosion in the middle and high latitudes. The area affected by freeze-thaw erosion in China exceeds 13% of the national territory. So understanding the effect of freeze-thaw on erosion process is of great significance for soil and water conservation as well as for ecological engineering. In this study, we designed simulated rainfall experiments to investigate soil erosion processes under two soil conditions, unfrozen slope (UFS) and frozen slope (FS), and three rainfall intensities of 0.6, 0.9 and 1.2 mm/min. The results showed that the initial runoff time of FS occurred much earlier than that of the UFS. Under the same rainfall intensity, the runoff of FS is 1.17-1.26 times that of UFS; and the sediment yield of FS is 6.48-10.49 times that of UFS. With increasing rainfall time, rills were produced on the slope. After the appearance of the rills, the sediment yield on the FS accounts for 74%-86% of the total sediment yield. Rill erosion was the main reason for the increase in soil erosion rate on FS, and the reduction in water percolation resulting from frozen layers was one of the important factors leading to the advancement of rills on slope. A linear relationship existed between the cumulative runoff and the sediment yield of UFS and FS (R2>0.97, P<0.01). The average mean weight diameter (MWD) on the slope erosion particles was as follows: UFS0.9 (73.84 μm)>FS0.6 (72.30 μm)>UFS1.2 (72.23 μm)>substrate (71.23 μm)>FS1.2 (71.06 μm)>FS0.9 (70.72 μm). During the early stage of the rainfall, the MWD of the FS was relatively large. However, during the middle to late rainfall, the particle composition gradually approached that of the soil substrate. Under different rainfall intensities, the mean soil erodibility (MK) of the FS was 7.22 times that of the UFS. The ratio of the mean regression coefficient C2 (MC2) between FS and UFS was roughly correspondent with MK. Therefore, the parameter C2 can be used to evaluate soil erodibility after the appearance of the rills. This article explored the influence mechanism of freeze-thaw effects on loess soil erosion and provided a theoretical basis for further studies on soil erosion in the loess hilly regions. 相似文献
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黄土区侵蚀对土壤内在性质的影响 总被引：3，自引：0，他引：3
通过野外调查、定位监测及室内分析方法，研究了黄土区侵蚀对土壤内在性质的影响。结果表明：土壤中＜０．０１ｍｍ颗粒流失是造成耕地土壤“粗化”、结构恶化和养分降低的主要原因；耕地土壤结构的破坏程度随坡度、侵蚀强度增大而增大，养分流失总量随坡度增大呈幂函数增大，养分减少以氮素最快。 相似文献
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Linhua WANG 《干旱区科学》2018,10(6):921-931
Soil erosion on farmland is a critical environmental issue and the main source of sediment in the Yellow River, China. Thus, great efforts have been made to reduce runoff and soil loss by restoring vegetation on abandoned farmland. However, few studies have investigated runoff and soil loss from sloping farmland during crop growth season. The objective of this study was to investigate the effects of soil management on runoff and soil loss on sloping farmland during crop growth season. We tested different soybean growth stages (i.e., seedling stage (R1), initial blossoming stage (R2), full flowering stage (R3), pod bearing stage (R4), and initial filling stage (R5)) and soil management practice (one plot applied hoeing tillage (HT) before each rainfall event, whereas the other received no treatment (NH)) by applying simulated rainfall at an intensity of 80 mm/h. Results showed that runoff and soil loss both decreased and infiltration amount increased in successive soybean growth stages under both treatments. Compared with NH plot, there was less runoff and higher infiltration amount from HT plot. However, soil loss from HT plot was larger than that from NH plot in R1-R3, but lower in R4 and R5. In the early growth stages, hoeing tillage was effective for reducing runoff and enhancing rainfall infiltration. By contrast, hoeing tillage enhanced soil and water conservation during the late growth stages. The total soil loss from HT plot (509.0 g/m2) was 11.1% higher than that from NH plot (457.9 g/m2) in R1-R5. However, the infiltration amount from HT plot (313.9 mm) was 18.4% higher than that from NH plot (265.0 mm) and the total runoff volume from HT plot was 49.7% less than that from NH plot. These results indicated that crop vegetation can also act as a type of vegetation cover and play an important role on sloping farmland. Thus, adopting rational soil management in crop planting on sloping farmland can effectively reduce runoff and soil loss, as well as maximize rainwater infiltration during crop growth period. 相似文献
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基于WEPP模型进行坡度因子与侵蚀量关系研究 总被引：10，自引：1，他引：10
地面坡度是地形因素中对坡面土壤侵蚀的演变发展过程与侵蚀强度起重要作用的因子。本文以内蒙古准格尔旗皇甫川坡面径流小区的实测资料为基础,分析坡度因子与土壤侵蚀量的关系,并运用WEPP模型进行模拟,对其结果进行分析。结果表明在一定的坡度范围内,随着坡度的增加,土壤侵蚀量与坡度呈幂函数递增关系。用WEPP模型来模拟皇甫川流域坡面与侵蚀量的关系是可行的,根据试验观测及WEPP模型模拟得到结果,皇甫川地区的土壤侵蚀率在坡度是18~23o时最大,原因主要有坡度的陡缓决定了水力阻力的大小和坡面承雨面积的改变等。 相似文献