中国土壤侵蚀定量研究进展

小流域是水土流失综合治理的基本单元 ,定量研究其侵蚀产沙的空间分布 ,对于水土保持措施的实施有着重要的意义。作为土壤侵蚀重要的研究热点之一 ,土壤侵蚀定量研究在我国已有 5 0年之久 ,回顾并总结过去的研究成果对于今后更好地开展研究工作十分必要。在简要回顾了我国土壤侵蚀定量研究的过去与现状的基础上 ,主要就降雨特性、坡度、坡长、坡向、植被盖度及土地利用方式等影响因子与土壤侵蚀的定量关系研究 ,以及小流域侵蚀产沙定量研究方面的最新进展进行了归纳和总结 。

土壤水蚀动态模拟参数的试验研究与理论分析

相应水蚀参数的测量和计算是土壤侵蚀预报模型建立的关键问题。在理论分析的基础上，本研究确定了一套研究土壤水蚀动态过程及其参数的实验方案，确定了由该系列结果计算含泥沙水流的侵蚀率和输沙能力的计算方法和解析求法。对利用不同方法得到的结果进行了回归分析，证明了它们有很好的相关性，从而间接地证明了该实验方案的正确性。

质地对土壤热性质的影响研究

土壤热性质是水热迁移研究中的重要参数之一。根据非稳态条件下热流方程的差分解和实测土壤温度资料计算了不同质地土壤的热扩散率 ,并得出了质地影响下的土壤导热率关系式。研究结果表明 ,对特定土壤而言 ,土壤导热率与含水率之间可建立幂函数关系 ;砂粒、粉粒和粘粒含量对土壤热性质有不同程度的影响 ;不同质地土壤的热性质与土壤水吸力之间存在良好的定量关系 ;此外 ,含盐土壤的导热率可表示为浓度的幂函数关系。

陡坡细沟含沙水流剥蚀率的试验研究及其计算方法

细沟剥蚀土粒随着细沟股流中含沙量的增加而减少 ,这一概念已在一些侵蚀模型 (如 WEPP)中得到应用。用黄土高原一种典型的粉壤土 ,在 5种坡度 (5°,10°,15°,2 0°,2 5°) ,3种流量 (2 ,4,8L/m in)条件下进行了细沟侵蚀模拟试验 ,试验沟长 0 .5～ 8m。通过 40 5次试验 ,确定了不同坡度、入流量条件下 ,侵蚀产沙量与细沟长度的定量函数关系。在假定细沟径流和土壤侵蚀沿细沟的行为相同条件下 ,提出了一种计算含沙水剥蚀率的方法 ,并进一步表达了细沟剥蚀率随含沙量以及沟长变化的函数关系。实验结果在 15°,2 0°,2

细沟侵蚀可蚀性参数及土壤临界抗剪应力的有理(实验)求解方法

利用室内细沟侵蚀模拟试验结果 ,把细沟可蚀性参数和土壤临界抗剪应力的研究与侵蚀的过程结合起来 ,通过对土壤水蚀预报模型WEEP中控制土壤侵蚀的水动力学模型进行理论分析 ,导出了由实验直接计算得到细沟侵蚀可蚀性参数Kr 值及土壤临界抗剪切应力τc的方法 .由推导得到的计算方法与计算公式 ,求得了不同工况下细沟侵蚀可蚀性参数及相应的临界抗剪切应力值 .结果表明 ,对于同一种土壤 ,在不同的水动力学条件下 ,计算得到的细沟侵蚀可蚀性参数基本是一致的 .对于实验所用的黄绵土 ,计算得到的细沟可蚀性参数Kr 均值为( 0 32 4± 0 0 0 3)kg·N-1·s-1.临界抗剪切应力τc 随坡度的增大有增大的趋势 .不同水动力条件下回归系数值均大于 0 71 .提出的计算细沟侵蚀可蚀性参数Kr 值及土壤临界抗剪切应力τc的方法 ,将有助于建立和完善土壤侵蚀预报过程模型 .

黄土区细沟侵蚀过程中输沙能力确定的解析法

输沙能力是坡面细沟侵蚀过程预报模型中所需的重要参数,确定坡面输沙能力一直是土壤侵蚀研究关注的问题。解析法是用数学上的积分和积分变换等方法直接求数学模型的解,其优点是把表征坡面土壤运动规律的变量和时空变化包含在一个表达式内,可以分析土壤侵蚀的过程运动规律。由细沟侵蚀室内模拟试验得出的剥蚀率和含沙量之间的函数关系,推导得到了计算细沟输沙能力的解析式。将由解析方法计算求得的水流输沙能力与由试验数据直接估算出来的结果进行了对比,验证了该解析式的合理性。

WEPP细沟剥蚀率模型正确性的理论分析与实验验证

基于物理过程基础上的WEPP土壤水蚀预报模型将坡面侵蚀分为细沟侵蚀和细沟间侵蚀,建立了独立的细沟间模型和细沟模型。其中细沟侵蚀产沙方程从概念上可以预报细沟侵蚀过程,但没经实验或理论验证。该文经过理论分析表明,WEPP模型中的剥蚀率是水流含沙量的线性函数,并由给定的试验条件计算得到了函数中的参数。将理论分析结果和已有的实验结果进行了比较,验证了WEPP中的侵蚀产沙模型。同时将已得到的确定细沟剥蚀率的微分方程代入细沟侵蚀产沙方程并求解,从理论上得到了含沙量随沟长变化的函数关系。将理论分析结果和由实验所得的结果进行了对比,进一步验证了WEPP中的侵蚀产沙模型。该文从细沟剥蚀率和产沙量两方面对WEPP模型中细沟侵蚀产沙模型进行了验证。