模拟降雨条件下坡地径流泥沙特征研究

基于野外原位模拟降雨试验,研究桥子沟流域裸地、撂荒地、草地、林地4种土地利用类型的径流和泥沙流失分别对90,120mm/h两种雨强的响应特征。结果表明:雨强90,120mm/h条件下,4种土地利用类型中林地径流量最少,撂荒地产流量最大,约为林地径流量的7倍;产流量顺序为:撂荒地>裸地>草地>林地;产沙量顺序为:裸地>撂荒地>草地>林地;坡面累积径流量和累积产沙量随产流时间呈线性规律变化趋势,径流(产沙)系数表现为撂荒地>裸地>草地>林地。坡面累积产沙量对累积径流量响应呈现幂函数变化规律,而且随着累积径流量增大,累积产沙量递增速率显著增大。

黄土高原坡沟系统径流泥沙过程

利用概化的坡沟系统模型,采用室内放水冲刷试验,对黄土高原坡沟系统径流侵蚀产沙过程进行模拟研究。结果表明:坡沟系统的产流产沙速率随流量的增大而增大;产流量随放水量的增大呈明显的指数函数变化趋势,且增长率有增大趋势;产沙量随冲刷流量的增大呈幂函数增大趋势,增长率却逐渐减小;冲刷流量相同时,产沙速率随冲刷历时呈现出波动式的双峰增长趋势;在实验流量和时间范围内,坡沟系统的累积产沙量随累积径流量呈现出非常显著的二次函数关系.

经济林地坡长对侵蚀产沙动态过程影响的模拟

经济林经营是低丘缓坡土地利用的主要方式之一,为了研究低丘缓坡经济林地坡长对坡面侵蚀产沙过程的影响规律,本研究以浙江省常山县胡柚林地为例,通过野外人工模拟降雨试验法,分析探讨了该经济林坡地的侵蚀产沙情况,得出如下结论:(1)相近雨强下,坡面产沙量随坡长的延长而增加,第24 min达到峰值,坡长6 m是该经济林地产沙量显著增加的过渡坡长,建议种植胡柚林时其最大行间距不得超过6 m,最好小于4 m进行布局。(2)该经济林地不同坡长下产沙模数与径流深的关系用三次函数描述,随径流深的增加产沙模数先缓慢增加到峰值,趋于平稳,后迅速增大。(3)相同坡长下,随降雨强度的增大产沙量总体呈增大趋势,1.2 mm/min雨强是该地侵蚀性降雨的下限,应加强该林地坡面排水设施的建设及注意林地表面植被的维护与更新。(4)雨强对坡面侵蚀的影响大于坡长造成的影响,且随着坡长的延长,大雨强下坡面侵蚀产沙量增幅明显。

碎石含量影响下紫色土坡面径流流速变化过程及土壤侵蚀的阶段性

在室内人工模拟降雨条件下,对6种不同碎石含量(0,5%,10%,20%,30%,40%)的土壤侵蚀产流产沙的过程进行模拟研究。结果表明:碎石含量对径流流速的影响不显著,随着碎石含量的增加,平均径流流速呈减小的趋势。碎石含量对坡面侵蚀径流含沙率影响显著(F=30.076,P<0.05),随着碎石含量的增加,径流含沙率呈降低的趋势。累积产沙量与降雨历时具有对数相关关系,碎石含量为5%时相关性最大,碎石含量越大累积产沙量递增速率越小。土壤中碎石混合通过改变土壤的物质组成和结构,增强土壤的抗蚀性和抗冲性,随着碎石含量的增加,土壤流失量逐渐减少,土壤侵蚀速率显著降低。