不同坡度下的坡面土壤侵蚀特征分析

文章利用北票市水土保持部门2019、2020年径流小区实测数据,科学分析了坡面产流产沙量受坡度因子的影响,为全面掌握低山丘陵区坡面侵蚀特征提供一定支持。研究表明：坡面产流产沙量随着坡度的增加而增大,坡度处于20°～25°之间时产流产沙量最高,随后小幅减小但整体呈上升趋势;不同雨强下,最大30min雨强I30≥50mm/h的产流产沙量高于I30 <50mm/h,随植被覆盖度的增加坡面产流产沙量逐渐减小,土壤抗蚀性增强;径流小区实测数据与USLE方程模拟产沙量相差不大,对北票市坡面土壤侵蚀计算该模型及其参数具有较高适用性。     

植被和降雨类型对地表径流和土壤侵蚀的影响研究

在不同植被类型的径流地块进行地表径流和土壤流失监测实验,评估植被和降雨类型对土壤侵蚀的影响。结果表明：(1)白羊草地块的年地表径流最低,4年平均值为3.10 mm;沙棘地块的年平均土壤流失最低,为7.18 t/km²。(2)年平均地表径流呈现沙棘+刺槐>刺槐>沙棘>白羊草的顺序递减;年平均土壤流失量呈现沙棘+刺槐>刺槐>白羊草>沙棘的顺序递减。(3)三种降雨类型的平均径流系数和土壤损失的比较表明,在所有植被类型下,强度高、持续时间短的降雨事件造成了更多的地表径流和土壤损失。     

基于站点观测的河南土壤侵蚀因子变化分析

土壤侵蚀产生水土流失是影响生态环境的重要因素,土壤侵蚀因子是开展水土保持综合治理与生态保护的依据。基于河南水土保持观测站实测资料,选择土壤侵蚀因子量化方程,计算河南土壤侵蚀降雨、地形、土壤、植被、水土保持因子,并分析其变化特征。结果表明：降雨侵蚀力R呈增大趋势,自东南向西北R呈减小趋势;土壤可蚀性K整体呈减小趋势;地形LS南召站高于陕州站和罗山站,当坡度超过20°时,土壤侵蚀加剧;不同植被类型植被覆盖C存在差异性,乔灌植被C较小,空地C较大;水土保持P整体呈减小趋势,水土保持措施发挥了良好的防护效果。     

坡面侵蚀临界坡度的研究

从地貌学的观点概化坡面和雨带的空间状态，借助岩层产状三要素描述和分析自然条件下的型在坡面上的受雨强度，在假定坡面水流冲刷能力与度与坡面垂向受雨强度成线性关系情况下，建立坡面水流以冲刷能力与各要素的关系，分析讨论均匀理想坡面上土壤侵蚀的临界坡度。     

江苏海涂垦区典型坡度土壤侵蚀强度测定的试验研究

江苏海涂垦区土壤及气候特点在沿海地区具有代表性,在该地区进行土壤侵蚀强度测定,可为类似地区水土流失治理和水土保持规划提供借鉴和参考.通过对7种典型坡度土壤侵蚀强度测定的试验研究分析,结果表明:土壤侵蚀强度与坡度、降雨量和雨强均呈正相关,坡度小于5°以面层侵蚀为主,无明显侵蚀沟产生,15°～45°径流小区均出现明显的侵蚀...     

锦巧径流小区不同植被条件下降雨对土壤侵蚀的影响分析

文章以锦巧小流域为例,设立8个径流小区,采用径流小区实验的方法探究了植被类型与土壤侵蚀之间的相关关系.研究表明:林地的土壤侵蚀强度最低,撂荒地最高,农耕地居中,林地具有较强的水保能力,水土保持治理的最佳植物措施为林地;总体上,径流深、径流量、土壤流失量与降雨量及降雨侵蚀力之间存在显著的正相关关系,降雨具有加快土壤侵蚀的...     

植被盖度及地面坡度影响降雨入渗过程的试验研究

入渗是指降落到地面上的雨水从土壤表面渗入土壤的过程，它是降雨——径流循环中关键的一环。在干旱与半干旱地区，使降雨尽可能多地拦蓄入渗是防止水土流失．保证农作物生长用水的重要战略措施。影响土壤水分入渗的因素很多．但是植被盖度以及地面坡度是重要的两个因素．因此植麓盖度及地面坡度对土壤水分入渗过程的影响，对张家口多年平均降雨量仅400mm左右地区的水保治理具有重要的意义。     

黄土陡坡土壤侵蚀临界动力机制试验研究

通过室内土槽放水冲刷试验,研究了黄土陡坡径流侵蚀产沙特性.结果表明陡坡径流平均流速随径流量和坡度的增大呈波动趋势增加,而径流雷诺数Re和Darcy-Weisbach阻力系数f随着坡度的增加呈现出先增后减的变化趋势.坡面径流平均含沙率随流量的增加波动增加,随坡度的增加而呈抛物线形式变化,临界坡度值出现在21°和24°之间.进一步的分析结果表明侵蚀量随坡度的变化趋势与Re的变化是一致的,坡面径流侵蚀临界坡度的出现与雷诺数具有密切的相关关系,二者之问的关系式为:W=0.2676Re-55.44.     

陕北无定河流域土壤侵蚀与植被覆盖和降雨关系研究

基于2000—2014年陕北无定河流域日降水、DEM、土壤类型、MODIS NDVI等数据,利用修正通用土壤流失方程(RUSLE)估算了流域土壤侵蚀情况,定量分析了植被覆盖和降雨在土壤侵蚀中的作用,结果表明:(1)无定河流域土壤侵蚀以微度侵蚀为主,平均占流域面积的88.35%,各土壤侵蚀等级面积比例随等级的升高而降低。2000—2014年微度侵蚀面积比例为下降趋势,轻度及以上等级面积比例均为上升趋势。(2)不考虑降雨因子影响时,无定河流域仍以微度侵蚀为主,且为增加趋势,而其他土壤侵蚀等级均为下降趋势。不考虑植被覆盖因子时,流域土壤侵蚀与模型计算结果的变化趋势基本一致。(3)植被覆盖对土壤侵蚀面积比例和变化速率的贡献率分别为13.67%和24.55%,而降雨作用达到86.33%和75.44%,表明降雨是流域土壤侵蚀的主要动力和控制因子,降雨变化主导着流域土壤侵蚀变化过程。     

黄土高原水-土-植被系统土壤侵蚀模型研究

根据1954—1986年黄土高塬南小河沟人工草地和自然草地径流场小区观测资料,分析了水-土-植被耦合情况下降雨与土壤侵蚀量的关系,结果表明土壤侵蚀是草地坡度、植被盖度、降雨强度等综合因子共同作用的结果,据此提出了在综合因子影响下的西峰地区草业用地侵蚀量预测经验模型。研究发现,40%⁶0%植被覆盖度是植被对土壤侵蚀起明显干预作用的分界区间,因此西峰地区人工草地植被覆盖度不宜小于60%。     

粗糙度对坡面侵蚀及泥沙分选性影响试验研究

为进一步揭示土壤侵蚀的内在规律,以某一试验小区为例,通过模拟不同地表粗糙度,分析了不同雨强条件下的坡面侵蚀产沙及泥沙颗粒粒径变化特征。结果表明:相同雨强和降雨历时下,粗糙度对坡面径流率、水流功率、径流含沙量和产沙率有显著影响;侵蚀泥沙的搬运形式与雨强和粗糙度均有关,而不同泥沙颗粒搬运方式是引起不同粗糙度坡面侵蚀产沙分异的重要原因。因此,坡面侵蚀产沙模型中应综合考虑地表粗糙度和泥沙粒径信息。研究成果可为水土保持规划设计和水土保持措施优化配置提供一定依据。     

坡面水蚀动力因子与土壤剥蚀率灰色关联分析

为了确定何种水蚀动力因子能准确地描述径流剥蚀土壤的过程,本文在坡度为3°到30°和流量为2.5L/min到6.5L/min范围内采用土槽径流冲刷试验,运用灰色关联分析法,系统地研究了坡面水蚀动力因子(流量、单宽径流能耗、水流剪切力、水流功率和单位水流功率)与土壤剥蚀率之间的关联度。结果表明：流量相同时,水流剪切力与土壤剥蚀率关联度最大,呈幂函数关系;坡度相同时,单宽径流能耗与土壤剥蚀率关联度最高,两者呈线性关系。     

不同植被重建模式下赣北红壤侵蚀坡地土壤养分效应

为了探讨植被重建模式与土壤养分的关系,合理改良与利用红壤侵蚀坡地,本文分析了草本、果树、果树+草、果树+草+农作物和果树+农作物等不同植被重建模式对土壤养分的影响,并运用灰色关联分析方法对不同恢复模式的土壤养分效应进行综合评价。研究结果表明:不同植被重建模式土壤养分效应差异显著,以果树+横坡套种农作物改善土壤养分效应最好,然后依次是果树+草本模式(全区覆盖优于带状覆盖)、果+草+农作物模式、果树+纵坡套种农作物,草本、果树模式改善土壤养分效应最差。赣北侵蚀坡地植被恢复,可以优先考虑恢复果树+横坡套种农作物模式和果树+草本模式。     

坡度对三峡库区紫色土坡面径流侵蚀的影响分析

基于运动波理论,在紫色土坡面径流侵蚀力和径流侵蚀能力的影响因素分析基础上,对三峡库区紫色土坡面土壤侵蚀的临界坡度进行了分析,分析结果表明:(1)坡面径流流量、水深和流速均随降雨强度的增大而增大,坡面径流流量和坡面径流水深随坡度的增大而减小,而流速随坡度的增大先增大再减小,在坡度为33.21°时达到最大值;(2)坡面径流侵蚀力随着降雨强度的增大而增大,而坡度对它的影响较为复杂,这个特定坡度随降雨强度和坡长的增大而减小,随坡面土壤颗粒粒径的增大而增大,对紫色土坡面而言,在37.14°～46.19°之间;(3)坡面径流侵蚀能力在临界坡度处达到最大值,临界坡度是一个变量,随降雨强度和坡长的增大而减小,随坡面土壤颗粒粒径的增大而增大,紫色土坡面径流侵蚀的临界坡度在35.93°～40.78°之间.     

坡面薄层流的数值模拟及在坡面流侵蚀研究中的应用

本文依据坡面薄层水流的动力波方程，由水沙动力学原理出发建立坡面细沟流侵蚀过程的模拟方法。采用动力波模式(一维非恒定流方程组)计算了坡度变化时不同细沟宽度下的细沟沟内流速，根据数值计算得到了细沟流动的Re数，以及相同净雨强和坡长下能够使细沟流速达到最大的坡度。依据泥沙运动力学的原理分析了这些结果在坡面流侵蚀过程中的意义。模拟结果表明，细沟扩宽过程对坡度和坡面表土临界起动流速的变化十分敏感。当细沟扩宽侵蚀在小区片蚀中占主要成分时，小区的片蚀总量常表现出与坡度和表层土使用方式的明显关系。     

南方红壤区马尾松林下水土流失与降雨量关系研究

为了更好地研究马尾松林水土流失规律,从水土流失主要控制因子——降雨因子出发,通过对红壤侵蚀区不同林下配置模式马尾松林径流试验小区2009—2011年的产流、产沙与降雨量的关系研究。得到如下结论：①各小区的产流量和产沙量均与降雨量呈显著性相关,回归模型主要以一元二次回归最优,个别小区以幂函数和对数函数最优,其中以马尾松地表裸露小区模拟方程可决系数最大;②各雨型在同一郁闭度条件下,除去郁闭度为0％的小区外,各小区基本满足乔＋地表裸露〉乔＋百喜草〉乔＋胡枝子,伴随着降雨量的增加,各小区的径流系数总体上呈增加的趋势,尤其在暴雨和大暴雨以上的雨型更加明显;③产沙方面,各雨型条件下,除去郁闭度为O％的小区和个别郁闭度为24％的小区外,基本上满足乔＋地表裸露〉乔＋胡枝子〉乔＋百喜草。     

沟道截断对分布式土壤侵蚀学坡长提取的影响

地形是影响土壤侵蚀的重要因子,分布式土壤侵蚀学坡长是地形因子的重要参数。坡长与侵蚀过程相关,且受地形影响较大,在提取过程中,遇到沟道截断,坡长不再累计。由于沟头位置较难确定,通常沟道提取采用设置一定的汇水面积阈值来实现。然而,沟道对坡长提取结果的影响、不同阈值对坡长提取结果的影响、在无法确定沟头位置情况下如何更加合理地设置截断阈值等问题,亟待研究。本文以黄土高原县南沟和韭园沟流域DEM为数据源,对沟道引起的坡长截断进行对比分析。结果表明,沟道截断对坡长提取的平均值影响小于对坡长最大值的影响;不同区域对坡长的影响小于阈值设置的影响;黄土高原地区的沟道截断阈值可参考平均坡长降低的变化率为4%来设定。     

坡面植被分布对降雨侵蚀的影响研究

在黄土高原约15°的自然荒草坡面上,对两个坡面小区进行野外模拟降雨实验,其中一个从坡顶向坡底逐渐破坏地表植被和结皮,另一个从坡底向坡顶逐渐破坏地表植被和结皮,分别对破坏过程中各种植被面积下的降雨产流产沙量进行比较,结果认为:在相同面积条件下,位于坡底的植被比位于坡顶的植被保水作用高2.4倍,保土作用高2.8倍;随着植被面积的减少,坡面产流量和产沙量呈不均匀的增加趋势,在不同的植被面积变化范围,坡面产流量和产沙量的增幅不同。     

黄土区坡面侵蚀时空分布与上坡来水作用的实验研究

本文采用多坡段模型，运用模拟降雨实验方法研究了坡面侵蚀时空分布特征和上坡来水来沙的侵蚀作用，结果表明：坡面各部位的侵蚀方式与雨强密切对应。定量分析得出径流量、产沙量与坡度呈对数关系，与坡长呈线性关系，与雨强呈幂函数关系，建立了产沙量与坡度、雨强及径流量的关系式。同时也建立了产沙量、产沙增量与上坡来水来沙的关系方程，上坡来水使梁峁坡和谷坡产沙量增大了20.2%～63.5%和42.9%～74.5%。     

黑垆土坡面细沟形态演变规律试验研究

为探究黒垆土坡面细沟形态变化规律,运用三维激光扫描技术和人工模拟降雨方法,以黑垆土为对象,选取60 mm/h雨强对面积为15 m~2的20°坡面进行历时均为1 h的三场模拟降雨试验,分析了黑垆土坡面细沟发育过程。结果表明:(1)前两次降雨坡面以断续细沟为主,侵蚀方式主要为溯源侵蚀,第二场降雨结束时,细沟累积长度、平均宽度、平均深度分别为38.17 m、0.19 m、0.10 m,坡面细沟总面积占试验土槽面积的19.8%;第3次降雨坡面以连续细沟为主,细沟溯源侵蚀作用减弱,细沟沟壁崩塌和沟底下切增强,细沟累积长度减少5.66%,细沟平均宽度、平均深度、总面积分别增加了26.32%、60%、24.24%。(2)细沟平均宽度、平均深度、等高线偏离度沿斜坡长呈先增后减再增的波动现象,随着降雨场次的增加,细沟形态参数在沿坡长4～6 m处的最大值出现上移。径流能量的消长对坡面细沟形态演变规律具有明显影响。(3)细沟宽度和细沟深度在前两场降雨随距细沟沟头长度的增加呈先增后减趋势,在第三场降雨呈先增后减再增的趋势。细沟深度随细沟宽度的增加而增加,在当细沟深度到达犁底层后,细沟深度增加变缓,细沟宽度增加变快。