入渗水矿化度对土壤水盐运移影响的试验研究

合理开发利用咸水和微咸水资源已成为当今世界各国关注的热点问题.为了分析微咸水矿化度、水量及土壤初始条件等因素对土壤水盐运移的影响,采用土柱在室内进行了微咸水入渗试验.该文分析了入渗水矿化度对入渗过程的影响,分析了盐分的分布特征,建立入渗水矿化度和土壤总盐量之间的数学模型,总结了土壤剖面的盐分运移规律.分析结果表明:入渗水矿化度的增加可增大土壤的入渗能力,入渗水的矿化度在1～5 g/L时,土壤积盐量随入渗水矿化度增加而增大;不同矿化度的水入渗后,土壤表层含水率基本相近,接近饱和含水率.

华南典型侵蚀区土壤有机碳流失机制模拟研究

土壤侵蚀条件下的碳流失问题是目前全球碳循环研究中的新点,也是土壤侵蚀基础性研究中的弱点.目前对于土壤侵蚀的研究多侧重于侵蚀造成养分流失及土地退化方面,关于土壤侵蚀对碳循环的影响研究较少.针对华南红壤侵蚀区的碳流失问题,采用室内人工模拟降雨的方法,探讨了华南典型侵蚀区两种土壤类型（林地、弃耕荒地）的有机碳流失过程,主要取得以下一些成果,（1）土壤有机碳的流失主要以侵蚀泥沙为载体,两种土壤（林地、弃耕荒地）坡面的泥沙有机碳含量均表现出随降雨历时逐渐减小的趋势,但雨强和坡度对侵蚀泥沙中有机碳含量的影响没有明显规律;林地土壤坡面的侵蚀泥沙中有机碳含量明显高于弃耕荒地土壤坡面的侵蚀泥沙中有机碳含量.（2）林地土壤的泥沙有机碳富集比大于弃耕荒地的泥沙有机碳富集比,林地土壤有机碳富集比变化范围为0.99-1.65,而弃耕荒地土壤有机碳富集比变化范围为0.86-1.07;林地土壤的有机碳流失率大于弃耕荒地的有机碳流失率.林地土壤的有机碳流失率变化范围为1.6%-18.9%,弃耕荒地土壤的为2.2%-10.4%.土壤有机碳流失率随降雨雨强的增加而增大,坡度对土壤有机碳流失率的影响不显著.（3）土壤有机碳流失强度与侵蚀强度呈明显的线性正相关关系,试验条件下（不同地类土壤、雨强、坡度）土壤有机碳流失强度与侵蚀强度间的函数关系可表达为：y（SOC）=5.104x（Erosion）＋0.036（r2=0.984）.

华南红壤坡面侵蚀水动力学机制试验研究

华南红壤区是我国发生潜在水土流失危害的重点区域之一,红壤坡地的水土流失现象较为严重。华南红壤地区气候温暖,雨量丰沛,降雨特点通常表现为强度大、历时长,暴雨或大暴雨事件频发,因此暴雨驱动因子影响作用更为显著,研究探讨华南红壤坡面侵蚀过程及动力特征有着重要的现实意义。通过室内35场不同雨强(30、60、90、120、180、210、270 mm·h-1)、不同坡度(5°、10°、15°、20°、25°)的人工模拟降雨试验,研究了华南红壤侵蚀的水动力学机制。主要取得以下研究结果:(1)红壤坡面侵蚀水流的流态大部分均处于"层流—缓流区",除平均流速随着模拟雨强的增加而增加外,其他水动力参数(坡面侵蚀水流的阻力、曼宁糙率、径流剪切力、以及水流功)均会受到雨强和坡度改变的影响,但是不呈现特定的函数关系,规律不明显;(2)从水动力学角度解析了红壤坡面水蚀过程,得出了相对水深和曼宁糙率系数两种水动力因子共同组成的复合水动力特征参数,可作为表征不同雨强及坡度下的坡面水蚀侵蚀产沙的特征水动力参数指标。

黄土坡面水力学特征参数与土壤侵蚀量间关系研究

通过室内人工降雨模拟试验，研究黄土坡面水流的水力学特征参数与土壤侵蚀量间的关系。结果表明：随着放水流量的增加，出口断面平均流速、雷诺数在逐渐增大，弗劳德数在逐渐减小，坡面流流态也从层流状态逐渐过渡到紊流状态，当放水流量在10．1—19．9L／min范围内时，坡面水流的流态为层流与紊流之间的混和状态；出口断面的平均流速随着放水流量的增加而增大，二者之间呈良好的幂函数关系；黄土坡面的累计泥沙侵蚀总量随着雷诺数的增加而增大，二者呈幂函数关系；单宽土壤侵蚀产沙量与雷诺数之间拟合关系的好坏受雷诺数取值的影响，当雷诺数的值在临界雷诺数（取500）附近时，单宽土壤侵蚀产沙量与雷诺数之间的负相关性良好。研究结果不仅可以揭示土壤侵蚀水动力过程的内在机制，而且对黄土高原地区生态环境建设具有重要的现实意义。

黄土坡面土壤侵蚀中溶质随径流迁移的水动力特性研究

通过对比分析坡面水流的水动力参数与径流溶质迁移量间的关系,研究了不同地表状况下黄土坡面土壤溶质随径流迁移的水动力学特性,以求深入了解和认识坡面土壤侵蚀中溶质随径流迁移的本质机理。研究结果表明:不同坡面地表状况下,糙率系数和平均水深之比(n/h)与侵蚀过程中随径流迁移的溶质存在一定的关系,径流溶质Br-平均浓度、径流溶质Br-的平均流失率以及径流溶质Br-的相对流失量均随n/h的增加而减小。径流溶质Br-的平均流失率以及径流溶质Br-的相对流失量与水流水动力学参数n/h具有指数关系。

适当化肥配施有机肥减少稻田氮磷损失及提高产量

为了减少稻田氮磷损失量,并有效利用畜禽固废物,该研究在广东省东江上游典型农业集水区,开展田间不同施肥方式(不施肥、常规施肥、配方施肥1～3)氮磷损失监测及不施肥处理的室内土柱模拟试验。不施肥、常规施肥、配方施肥1～3的肥料施用量分别为:碳铵0、750.0、510.0、472.5、510.0kg/hm2;磷肥0、375.0、255.0、255.0、236.25kg/hm2;尿素0、225.0、172.5、156.0、172.5kg/hm2;有机肥:0、0、1162.5、1162.5、1162.5kg/hm2。通过室内土柱试验,获取不施肥小区氮磷地表径流及淋溶流失量,并结合不施肥小区的田间监测数据(土样、水样、植株样等),测算出水稻生长季固氮量为31.54kg/hm2。采用元素守恒的方法,综合考虑氮磷淋溶、流失、氨氮挥发、氮素干湿沉降以及水稻固氮等多方面的影响,构建稻田系统氮、磷损失模型,分别计算出5种不同施肥方式的氮磷损失量。研究表明,配方施肥1、2、3较常规施肥,氮、磷损失量减幅分别为7.7%～30.0%、61.2%～70.8%;氮、磷农学利用率增幅分别为24.6%～84.4%、12.8%～78.9%;实现节支增收分别为2716元/hm2、-2169元/hm2、-1646元/hm2。配方施肥方案可有效减少农田氮磷损失量,其中配方施肥1经济效益、环境效益俱佳,可作为常规施肥的替代方案。该研究综合考虑了整个稻田系统中氮、磷的输入与输出,定量评估不同施肥方式的氮磷损失量、农学利用率及其经济环境效益,可为稻田氮磷损失综合防控提供参考。

植被调控红壤坡面土壤侵蚀机理

采用人工模拟降雨方法,研究坡度10°,15°和雨强60,120,180mm/h条件下,盖度为0,33%,67%和88%的香附子对南方红壤坡面的减沙效应及其水动力学机理。研究结果表明:香附子在红壤坡面具有良好的减沙作用,盖度为33%的香附子平均能够减少72%的土壤侵蚀;随着植被盖度的增加,土壤侵蚀量减少,减沙率增大。雨强越大,红壤坡面的植被减沙率越大。相同盖度植被的减沙率在15°坡面较在10°坡面小。香附子能够降低坡面流的流速和弗劳德数,增大达西—韦斯巴赫阻力系数。植被盖度越大,流速越小,弗劳德数越小,达西—韦斯巴赫阻力系数越大,盖度为88%的坡面的达西—韦斯巴赫阻力系数约是裸坡的7倍。坡面流流速可以通过水流能坡的0.5次幂、单宽流量0.33次幂的乘积来拟合,拟合方程的系数能够反映植被对坡面粗糙度的影响。坡面的达西—韦斯巴赫阻力系数随着植被盖度呈指数函数显著增加。植被盖度越大,土壤的抗冲性越强,植被盖度为88%的坡面的土壤临界剪切力约是裸坡的2.5倍。

近50年广东省降雨时空变化及趋势研究

基于1959-2008年广东省境内25个雨量站的逐日降雨观测资料,在SQL SERVER2000中编写相关代码,对次降雨、月、雨季、年、10年、50年等6个不同时间尺度的降雨量、降雨次数、降雨类型进行统计分析。研究表明:广东省境内存在3个多雨带和3个少雨带,降雨量在空间上大致呈现东、西、北部少,中、南部多的格局,年均降雨天数内陆多于沿海,而降雨量沿海大于内陆。近50年广东省年均降雨量为1 758.8 mm,降雨量由南向北呈带状递减,其降雨量最多、最少的区域分别为阳江、徐闻。年降雨天数的年际变化幅度小于降雨量的年际变化幅度。年降雨量变化不大,但降雨总天数呈现减少趋势,且减少的降雨类型以小雨、中雨为主,大雨、暴雨的降雨次数有增加的趋势,降雨量在时间分布上更为集中,旱涝灾害将会更为频繁。研究区80.0%以上的降雨量在雨季产生,其中沿海雨季降雨量占年降雨量的比重要大于内陆,且内陆(沿海)雨季降雨量一般集中在前汛期(后汛期)。在月尺度上,降雨量随月份变化呈现双峰型,两个峰值分别处于6月、8月。其中1-4月、6-8月、12月降雨量整体呈现增大趋势,5月、9-11月降雨量整体呈现减少趋势。在次降雨尺度,小雨、中雨、暴雨的平均次降雨强度有增大的趋势,而大雨、大暴雨降雨强度有微度减少的趋势。

不同雨强及坡度下坡面流的水动力特性

土壤侵蚀是中国南方多雨区面临的一个重大环境问题,研究不同降雨条件下红壤坡面的水动力特性,对于认识红壤侵蚀过程具有重要的意义。采用室内人工模拟降雨试验,研究了不同雨强(60、90、120、180、270 mm·h-1)和不同坡度(5°、10°、15°、20°、25°)条件下红壤坡面的侵蚀特征,分析测定了侵蚀过程中的流速、水深及单宽流量,探讨它们随雨强及坡度的变化规律。结果表明,相同雨强下沿程流速随着坡度增大而呈增大的趋势,坡度为20°的流速大于另外3种坡度(10°、15°和25°)的流速;随着雨强的增加,坡面流平均水深不断增大。不同雨强条件下,坡度为10°的坡面径流平均水深相对较大,而在中大雨强下,当坡度为20°和25°时平均水深均处于较低水平;在同一坡度下,坡面单宽流量随着雨强增大而增大,两者呈现较好的线性关系,决定系数均大于0.91;随着坡度的增加,单宽流量在10°和20°附近分别出现先增加后减少的变化趋势,坡度对单宽流量影响存在临界坡度,其变化值在10°附近。试验结果揭示了试验槽内红壤坡面侵蚀过程中雨强、坡度与水动力特性的关系。

粤北石漠化地区土地利用优化配置及资源利用研究

以粤北典型石漠化地区秀水小流域为例,综合考虑流域地形、地貌、土地利用等因素,探讨土地利用时空优化布局及资源利用。研究表明:(1)流域内缺水比较严重,分别与地形指教<4.702、4.702～8.05和>8.05对应的土壤低、中、高含水区所占总面积比例依次为79.94%、10.72%、9.35%;(2)坡耕地是秀水小流域水土流失的重要区域。为此,对于流域土地利用配置,坡度<10°的耕地宜采用等高耕作和覆盖耕作相结合的措施,坡度在10°～25°的耕地可采用植物篱措施,坡度>25°的耕地则必须退耕还林。此外,受海拔高度和灌溉条件影响,玉米最好种植在海拔400～500 m的区域;由于上半年降雨量多、下半年少,在缺乏灌溉条件的区域,耗水量较大的作物宜主要安排在上半年,下半年主要以种植玉米等耐旱作物为主。

根据水流推进过程预测Horton入渗公式参数和田面平均糙率系数

通过分析畦田水流特征,结合Horton入渗公式,在满宁公式的基础上,根据水量平衡原理建立了利用水流推进过程确定土壤入渗参数和田面糙率系数的方法。同时,利用实验资料对所提出的方法进行了检验,结果表明利用该方法所推求的入渗参数和糙率系数,零惯量模型预测的推进过程和消退过程与实测数据相一致。

白三叶不同部位减沙效应及其对径流水动力学参数的影响

植被是控制土壤侵蚀的关键因子,研究植被不同部位的减沙效益及机理对于水土保持、植物保护和恢复具有指导意义。以白三叶(Trifolium repens L.)和红壤为实验对象,采用人工模拟降雨的方式,在坡度15°和雨强60、120、180 mm·h^(-1)条件下,测定完整植株坡面、根系坡面和裸坡的产流产沙过程和流速,研究草本植物完整植株、冠层、根系在红壤坡面的减沙效应及其对坡面径流水动力学参数的影响。研究结果表明,盖度为85%的白三叶平均减沙效益为97.3%,根系、冠层的平均减沙效益分别为66.3%、31.0%,根系的减沙效益显著高于冠层。植被能够降低径流含沙量,尤其是降雨初期的径流含沙量。植被能够降低38.6%的坡面径流流速,其中冠层的平均减速效益为31.2%,根系的平均减速效益为7.3%,冠层的减速效益远大于根系。植被对坡面径流雷诺数影响较小,能够降低径流的弗劳德数,缓解径流流态,但坡面径流都为层流-缓流形态。植被能够显著增加坡面径流的达西-韦斯巴赫阻力系数,冠层的平均增阻效益为402.4%,根系的增阻效益为33.0%。随着雨强的增大,植被的增阻效益降低。白三叶具有良好的调控坡面侵蚀的能力,其中冠层主要通过对坡面径流的流速和阻力的影响来减少坡面侵蚀,而根系的减沙效益要大于其减速和增阻效益。植被调控坡面侵蚀的机理十分复杂,其中根系的减蚀机理需要进一步深入研究。

USLE/RUSLE模型中植被因子变化特征及其影响因素

植被因子是USLE/RUSLE模型中最重要的影响因子,其数值变化特征及其影响因素广受关注。以广东省五华县源坑水小流域2011—2013年的径流小区次降雨水沙观测数据为基础,分析了径流小区C值在不同时间尺度的变化特征及其受降雨、植被类型的影响。研究表明:(1)不同时段间C值存在一定波动,其中旱季的C值均大于雨季,夏秋两季的C值较大,且较为接近。各径流小区的C值普遍存在11、8、7月较大,6、5、1月较小的现象,且草本植物C值受植被覆盖度影响较大。(2)降雨量与径流小区C值呈正相关关系,桉树、松树、糖蜜草径流小区C值与次降雨量、各降雨量区间平均值的相关系数分别为0.360**、0.349**、0.291**,0.912*、0.909*、0.822,相较于草本植物,木本植物的C值受降雨影响更大,仅以植被盖度衡量C值有待商榷。(3)相较裸土小区,桉树、松树、糖蜜草小区2011—2013年的土壤流失减幅分别为14.2%、21.5%、23.2%,其C值分别为0.814、0.748、0.772,3种植物中糖蜜草与松树均具有相对较好的水保效益,桉树的水保效益稍逊。

施肥及作物生长对田间非点源产污的影响

为了揭示施肥及作物生长对田间非点源污染的影响,分别在节瓜地布设不施肥、无机肥、无机肥+有机肥、有机肥、有机肥+多肽肥、多肽肥等6种施肥处理的小区,并于节瓜生长的初瓜期、盛瓜期、清藤期采用放水浸泡土壤的方法,测试不同施肥及作物生长状态下田间非点源产污强度。研究表明:在节瓜的生长过程中,各试验小区非点源产污强度呈现初瓜期>清藤期>盛瓜期的趋势。各营养元素的主要输出时段有所差异,总N、NH4-N的为初瓜期,总P、总K的为清藤期,NO3-N的为盛瓜期。在灌溉水作用下整个作物生长阶段的非点源产污总量从大到小依次为,有机肥、无机肥+多肽肥、无机肥+有机肥、不施肥、多肽肥、无机肥,试验表明该多肽肥具有一定的减污效果。

郴州市玛瑙山矿山地质环境治理方案

矿山地质环境已成为制约我国矿区可持续发展的重要生态环境问题。以郴州市玛瑙山矿山为研究对象,针对该矿山存在的地质环境问题,依据相关规范和矿山环境特点,提出了矿山地质环境治理治理方案。该方案实施后产生了良好的社会、经济与环境效益,有利于矿区的可持续发展,对于该区域进一步开展地质环境治理工作具有一定的参考作用。

华南红壤坡面产流产沙过程模拟降雨试验研究

暴雨扰动和径流冲刷是华南红壤坡地土壤侵蚀的主要动因,分析模拟降雨条件下华南红壤坡面的水流动力学特征对于揭示其内在机制以及构建物理模型具有重要的意义。通过室内35场不同雨强(30、60、90、120、180、210、270 mm.h-1)、不同坡度(5°、10°、15°、20°、25°)的人工模拟降雨试验,研究了华南红壤侵蚀的产流产沙过程、红壤侵蚀的水动力机制。试验结果表明:红壤坡面模拟降雨条件下,次降雨过程中,坡面产流过程同时受降雨及下垫面状况变化的共同影响作用,产流产沙均表现为波动变化过程。径流过程表现为初期0～10 min为波动增加过程,10 min以后径流量的波动逐渐趋于平稳;径流量与降雨强度间呈线性正相关关系,雨强越大侵蚀产流的径流量也越大;产沙过程表现为侵蚀发生的前期波动过程比较剧烈,随着侵蚀过程逐渐趋于稳定,侵蚀产沙量值逐渐趋于一个稳定值,总的来说大雨强下侵蚀产沙量趋于的稳定值也较大;对于不同坡度(5°、10°、15°、20°、25°)、30 mm.h-1的模拟降雨条件下,红壤坡面仅产生径流,而无侵蚀产沙。

北江上游小流域农业非点源污染时空特性

基于大布河的DEM、土地利用图及各集水区水质监测数据,以ARCINFO、SPSS为主要信息提取及分析工具,对北江上游典型小流域农业非点源污染的现状、时空特性及影响因素进行分析.研究表明,流域内存在一定程度的氮污染,采集的15个水祥中含氮量在Ⅲ类水标准以下的水样占93.3%.磷污染较为轻微,含磷量在Ⅱ类水标准以上的水样占水样总数的80%.氮素输出强度随无雨、雨前、雨后三个时段依次增大,而磷素输出强度随时间变化无明显规律,其输出强度与降雨密切相关.非点源污染的"源"地类对地表径流氮、磷输出强度具有重要影响,各集水区中农业用地、居民地所占的面积比重与三个采样时段TN/TP输出强度的相关系数依次为0.956,0.871,0.764/0.824,0.546,0.737,具有较好的正相关关系.同时,地类对非点源污染物的"源"、"汇"作用因空间而异,其扮演的"源"、"汇"角色取决于不同地类的空间布局.此外,地形因素对非点源污染具有一定影响,但地类对非点源污染的影响要大于地形对非点源污染的影响.

非点源污染对人类健康影响的研究进展

社会经济的发展,在使社会得以进步、物质得以丰富的同时,也产生了一系列的工业点源、农业或城市非点源的污染问题,而这些污染对人类健康造成了极大的威胁。尽管非点源污染与人类健康息息相关,但在大多数情况下,人们只考虑污染对环境质量本身的影响,而由非点源污染直接或间接影响到人类健康的问题却没有得到足够的重视。文章综述了目前国内外对非点源污染直接和间接影响人类健康的研究进展,提出了控制非点源污染及减缓它对人类健康影响的对策。。

海城市水资源开发利用形势及对策研究

本文从水量、水质、污染、开发利用等方面分析论述了海城市的水资源现状,对如何实现海城市水资源可持续利用提出了具体措施。

高速公路边坡生态防护施工技术研究

针对某高速公路工程实际情况,在其边坡生态防护方面选择挂镀锌铁丝网喷混植生、挂三维网植草与液力喷播植草三种防护措施,在简单介绍这三种防护措施基本原理与优势的基础上,对其工艺流程和技术要点进行深入分析,最后通过实践得出通过对这三种防护措施的合理应用,沿线形成了一道完整绿色屏障,使高速公路真正变成一条绿色通道,为类似高速公路边坡防护工程提供参考借鉴。