北京山区径流侵蚀过程及WEPP模型适用性评价

北京土石山区多发严重的土壤侵蚀甚至是泥石流,因此如何通过植被控制侵蚀,进而通过侵蚀模型预测预报侵蚀就显得十分重要。在北京山区简易径流小区内,人工模拟降雨5种雨强(5.7~75.6mm/h)、不同树种(油松、栓皮栎)及不同株行距(1.0m×1.0m,1.5m×1.5m),探究树冠特征和降雨特征对径流侵蚀过程的影响,以及WEPP模型对径流过程、总径流量和总产沙量的模拟效果。结果表明:(1)小雨下(总降雨量≤25.2mm)裸地与有林小区的累计径流量存在显著差异(p=4.9E-11),大雨下(总降雨量49.8,75.6mm)差异不明显(p=0.35),裸地与有林小区在总径流量和径流系数上并没有差异显著(p=0.81,0.44),LAI与雨强均显著影响总径流量;(2)裸地小区总产沙量为有林小区的1.70倍,但ANOVA分析显示二者之间差异不显著(p=0.13),覆盖度与产沙率SLR之间存在良好的指数关系SLR=e-0.02C;(3)WEPP模型在大雨下对径流过程的模拟更为准确,小雨下对产流时间的模拟较实际产流时间延后10~20min,累计径流量模拟值与实测值的差距随降雨历时增加而不断增加;(4)WEPP模型对总径流量和总产沙量的模拟效果较好(效率系数CE=0.61,0.91),各雨强下总径流量和总产沙量的模拟值分别是实测值的1.01,1.25倍。

黄土高原坡耕地土壤物理结皮对坡面产流产沙过程的影响

探究黄土高原坡耕地土壤物理结皮对坡面产流产沙的影响和作用机理,为黄土高原坡耕地水土流失防治提供科学依据。通过室内人工模拟降雨试验,研究坡耕地沉积结皮和翻耕以后形成的击溅结皮对坡面产流产沙过程的影响。根据研究区坡耕地结皮形成的特点,试验共设计5个处理,分别为裸地、沉积结皮、沉积结皮破坏、翻耕和翻耕击溅结皮,每个处理对应2个重复,以安塞黄绵土25°坡面为例,设置雨强为120 mm/h,降雨历时为1 h。结果表明:(1)坡耕地沉积结皮促进坡面产流、抑制坡面产沙,打破结皮后,总产沙量是原来的19.28倍。(2)经过翻耕的坡耕地,总产流量较原来减少了19.91%,但总产沙量增加了14.67%;此外,翻耕地形成击溅结皮以后,总产流产沙量分别是原来的4.08,9.98倍。(3)累计泥沙量随累计径流量的增加呈幂函数增加,根据坡耕地表土结皮的覆盖情况,可将增加过程分为凸增(结皮覆盖)和凹增(无结皮覆盖)。综上所述,坡耕地下田埂或草带处,泥沙沉积脱干而形成的沉积结皮,应积极保护;经过翻耕的坡耕地,由降雨所致而形成的击溅结皮,应及时打破。