三种水土保持措施下红壤坡地径流产沙特性

为了给红壤区选取、布设水土保持措施提供有效依据,基于连续两年试验区降雨资料,分析不同水土保持措施与对照处理径流小区的减流减沙效益,研究降雨与径流产沙的相关性。结果表明:有效侵蚀性降雨发生在春夏两季的比例较大,4—5月降雨量占全年降雨总量比例达38.7%~43.2%;相对于对照小区,植被措施及工程措施的年均减流率均大于90%,减沙率大于99%,耕作措施减流率及减沙率分别为79.6%和93.4%;按照侵蚀强度分级标准,对照小区两年均为剧烈侵蚀,植被措施、工程措施小区为微度侵蚀,而耕作措施分别达到极强度侵蚀和轻度侵蚀,从减流减沙效果而言,植被措施及工程措施较耕作措施的效果更显著;相关性分析结果表明,不同处理下的径流量与降雨量相关性最密切,对照小区与植被措施小区的侵蚀量与径流量呈极显著的相关性。     

植被配置方式对侵蚀性降雨下径流的影响

侵蚀性降雨是坡面水土流失的重要因素。针对植被的不同配置方式是否能够减少降雨对坡面土壤流失的影响,对不同强度降雨条件下的植被配置方式的产沙量和产流量进行试验。试验结果表明：(1)在相同强度的降雨条件下,灌木和草本配合比为2∶1时,灌木在坡下的产流量最低。(2)在相同强度的降雨条件下,灌木和草本配合比为1∶1时,草本在坡下的产沙量最高;灌木和草本配合比为2∶1时,灌木在坡下的产沙量最低。(3)在不同强度的降雨条件下,灌木和草本配合比相同时,灌木位于坡上的产沙量最高,坡中的产沙量次之,坡下的产沙量最低。研究成果可供类似水土保持工程参考。     

基于灰色系统理论的商南县小流域水土流失因子分析

影响小流域水土流失的因素有降雨因子、植被盖度因子等。以商南县西湾小流域5个不同植被盖度的侵蚀观测小区为研究对象,采用灰色关联度的方法,对影响因子进行对比分析。分析得出,在地块尺度上,影响输沙量的主要降雨特性是降雨量和降雨强度,植被覆盖度是影响流域输沙量的一个关键因素,一定降雨条件下产生的流域输沙量,坡耕地最高,其次是弃耕地、草地、疏林地,最低的是天然林地。     

不同降雨强度对农业水土保持的影响研究

针对不同降雨强度对农业水土保持方面的减流量和减沙量的影响以及对防止水土流失的影响，开展3个等级降雨下的坡地产流量和产沙量试验。结果表明：(1)随着降雨强度的增大，平均产流量随之增大；随着坡地坡度的增大，平均产流量增加越明显；平整坡地较等高掏挖、机械助耕、人工耕作3种措施的平均产流量最显著；(2)降雨强度增大，平均产沙量先减小再增大，在降雨强度100mm/h时，平均产沙量最低；(3)人工耕作的减流效益随着降雨强度的增大而减小；(4)等高掏挖的减沙效益随着降雨强度的增大而减小。研究成果可为类似水土保持工程提供参考与借鉴。     

黄河流域多沙粗沙区植被覆盖变化与减水减沙效益分析

通过遥感手段和数字流域模型,研究了黄河流域多沙粗沙区近10来年的植被覆盖变化及其减水减沙效益。研究表明,多沙粗沙区90年代末期与80年代末期相比,植被覆盖度增加区域大约占50%,植被覆盖度没变化区域约占48%。植被覆盖度的变化导致了流域水沙条件的变化,90年代末期植被覆盖条件下,植被措施的减水减沙百分比不高;不同的降雨过程,植被措施的减水减沙效益有一定的差别;从不同降雨过程多年平均看,近10来年植被措施年均减水2.63亿m3,减沙1.13亿t,减水减沙比为2.75,即减1亿t沙的同时减水2.75亿m3,减水百分比为7.61,减沙百分比为10.56,减沙效益大于减水效益。     

植被覆盖结构对坡面产流产沙的影响及调控机制分析

利用野外模拟降雨试验,以自然修复草本植被完整覆盖、地表覆盖、高层覆盖和无覆盖有根系等4种不同垂直覆盖结构为研究对象,分析了植被不同垂直结构对坡面产流产沙的影响作用。研究表明:(1)不同垂直覆盖结构条件下的坡面产流产沙特征差异明显,以无覆盖有根系坡面作对照,完整覆盖、地表覆盖及高层覆盖结构减流率分别为91.12%、83.28%和61.55%,减沙率分别为98.71%、96.10%和64.69%,完整覆盖结构对产流产沙过程的抑制作用最强;(2)试验条件下,植被完整覆盖、地表覆盖和高层覆盖可截留降雨1.85、1.01和0.84 mm,场次降雨截留率分别为1.73%、1.09%和0.90%;(3)坡面径流特征与植被覆盖结构有关,试验条件下,与无覆盖有根系坡面相比,完整覆盖、地表覆盖、高层覆盖坡面流速分别降低66.69%、53.47%和19.21%,径流深降低66.70%、51.17%、39.38%。植被垂直结构是影响坡面产流产沙的重要因素,仅用单一的覆盖指标难以充分反映植被对水沙的调控作用。研究成果对于定量评价不同植被覆盖结构的减水减沙作用有参考价值。     

不同次降雨条件对黄土区主要地类水沙动态过程的影响及其机理研究

通过野外人工模拟降雨试验，对不同次降雨条件下黄土丘陵区主要地类坡面水沙过程进行对比研究，分析降雨因素与产流产沙过程的关系，并对林草植被的水土保持机理做了有益探讨。结果表明，降雨因素是影响径流和产沙的主要动力因素之一，在不同降雨条件下，各地类小区产流产沙过程线均表现出较为强烈的波动趋势，产沙过程较产流过程波动更为剧烈，在植被覆度较低的黄土丘陵区，降雨强度是产流产沙的主控因子。不同地类的产流量和产沙量的变化，随着降雨强度的增强而增加，随着植物被覆度的增加，由于林草植被措施具有蓄水固土作用，减沙效益显著，降雨的影响相对降低。因此将陡坡耕地退耕还林还草是解决水土流失、恢复黄土高原良性生态环境的必由之路。     

不同降雨条件下生态护坡减流减沙效应对比研究

生态护坡技术逐渐广泛应用于边坡防护工程中,目前国内尚缺乏生态护坡水力侵蚀规律的研究。为更好地模拟自然降雨条件下Enkamat型生态护坡产流产沙规律,设置持续性降雨、间歇性降雨及变降雨强度不同降雨条件下试验,分析径流含沙量及泥沙累积侵蚀量随降雨历时变化规律;设置降雨强度为120 mm/h,坡度25°下Enkamat7220+植被、Enkamat7020+植被、Enkamat7220+植被根系、Enkamat7020+植被根系、仅植被、仅根系、裸坡7组不同试验组次,分析并得出加筋植草型生态护坡产流产沙规律及其减流减沙特性,验证了Enkamat型生态护坡水土防护效果的优越性,为江苏沿海垦区生态软防护工程提供理论支撑。     

不同土地利用类型降雨径流氮磷特征分析——以赣江下游地区为例

为研究赣江下游不同土地利用类型条件下农业面源污染的特征,分析了自然降雨条件下,不同土地利用类型（林地、蔬菜地、水田）的产流规律和降雨径流中氮、磷分布特点。结果表明,不同土地利用类型间地表径流产生量存在明显的差异,其大小依次为林地、蔬菜地、水田;降雨径流中氮、磷的浓度在降雨初期较高,短暂升高后,开始出现显著下降趋势,具有明显的初期冲刷效应;蔬菜地降雨径流中氮、磷浓度最高,其次为水田,而林地最低。研究结果可为防治赣江下游不同土地利用类型降雨径流中氮、磷流失提供参考依据。     

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...     

阿克苏河流域不同植被类型NDVI时空变化特征

归一化植被指数(NDVI)是反映地表植被生长状况的一类敏感的光谱信号。利用NDVI反演新疆阿克苏河流域内的植被覆盖及动态变化特征,有利于及时准确地获取流域内植被的时空分布,在气候变化背景下深入研究阿克苏河流域植被的生长及变化特征,具有重要意义。根据土地利用类型划分标准,结合研究区现状,将阿克苏河流域植被分为林地、灌木林地、草地、园地和耕地共5种类型,利用2000年2月-2014年12月NDVI 16 d逐月合成数据,分析了研究区不同植被类型的NDVI在各生长阶段的数量变化特征,拟合了不同植被类型的生长状况及其变化曲线。研究结果表明:2000-2014年,阿克苏河流域林地、灌木林地和耕地的NDVI整体呈下降趋势,草地和园地的NDVI则呈现上升趋势;各类植被的NDVI最低值均出现在冬季(1-2月),峰值则出现在夏季(7-8月);NDVI值急剧上升阶段处于3-5月,下降阶段处于9-11月;耕地和园地覆盖度明显增加,林地、灌木林地和草地覆盖度则呈现减少趋势。     

华南红壤区坡面产流产沙对植被的响应

植被对坡面水蚀具有重要影响,其减水、减沙效益广受关注。以广东省五华县源坑水小流域2011—2014年的径流小区次降雨水沙观测数据为基础,分别在次降雨、月、年及不同降雨区间讨论植物类型差异、月际植被盖度变化、年际植物生长及不同次降雨量对坡面产流、产沙的影响。研究结果表明:(1)在次降雨尺度,植物小区平均减沙效益、减水效益分别为24.77%、12.95%,其减沙效益大于减水效益;(2)在各降雨区间,相较于裸土小区,桉树、松树和糖蜜草小区分别在次降雨量为20~30 mm、20~40 mm和20~50 mm的降雨区间具有较为显著的减沙效益。松树和糖蜜草在次降雨量为10~50 mm的降雨区间均具有显著的减水效益。但在次降雨量50mm的降雨区间植物的减沙、减水效益均不显著。(3)在月尺度上,各径流小区产流、产沙量均无显著差异。但由于月际植被盖度的变化,不同月份植物减沙效益数值顺序存在一定变化,但植物减水效益数值顺序较为稳定均呈现为糖蜜草松树桉树。(4)在年尺度上,桉树,松树和糖蜜草的减沙、减水效益区间分别为7.00%~38.66%、2.98%~8.76%,7.74%~37.30%、6.67%~19.67%和8.35%~45.33%、10.00%~23.36%。各径流小区年均次降雨产流、产沙数值顺序均呈现裸土小区桉树小区松树小区糖蜜草小区。各植物小区的减水效益与减沙效益相一致,表明相较于植物通过改变水沙关系减沙而言,植物主要是通过减水来减沙。     

灌木减流减沙效应及其水力学机理试验研究

利用人工模拟降雨试验,定量研究了不同降雨强度下20.陡坡面灌木的减流减沙效应,探讨了灌木保持水土作用的水力学机理.结果表明:在45、90和130 mm/h降雨强度下,灌木地坡面土壤的平均入渗率是裸地坡面入渗率的2.9 ～4.7倍;与裸地相比,灌木地径流流速减少59.4％ ～81.9％,径流量减少61.7％ ～80.6％,产沙量减少95.5％～99.3％;断面比能参数可表征为侵蚀产沙的主导因子,灌木地临界断面比能值为0.13cm,裸地临界断面比能值为0.074cm.研究结果对定量评价灌木减流减沙作用有一定的参考意义.     

工程堆积体坡面工程措施减流减沙效应

针对工程堆积体坡面工程减流减沙问题，以长沙城市生产项目施工堆积体为例，根据施工堆积体特点以及生态保护临时性措施的落实情况等现场数据，并根据长沙历年自然降水强度，通过概化设计的室内人工模拟降水试验方法，探究临时苫盖和拦挡措施在不同降水强度和坡度条件下对施工堆积体边坡表面的降流减沙影响。结果表明，单一临时拦挡与苫盖措施平均径流率较裸土条件降低幅度分别为22.46%～38.22%和-20.59%～38.34%,其减流效应随降雨强度的增大而减弱，且两者减流效应大体相当。     

大暴雨作用下黄土高原典型流域水土保持措施减沙效益研究

正确评估大暴雨条件下流域水土保持措施的减沙作用,可为科学揭示流域侵蚀产沙变化的驱动机理提供理论支撑。综合采用改进的水土保持成因分析法、林草植被减沙模型和分布式土壤侵蚀模型,对近10年大暴雨作用下4个典型流域的水土保持措施减沙作用进行了系统分析和研究。结果表明:佳芦河流域水土保持措施在"2012.7.27"大暴雨中减沙效益为65.4%;杏子河流域在"2013.7.12""2013.7.25"和"2013.7.27"三场连续降雨中,水土保持措施减沙效益分别为56.5%、40.7%和36.5%;西柳沟流域上游在"2016.8.17"大暴雨中,林草植被措施减沙效益达84.2%;岔巴沟流域在"2017.7.26"大暴雨中,水土保持措施减沙效益为79%。大暴雨作用下水土保持措施减沙效益明显,但遭遇连续极端降雨情况,水土保持减沙效益会降低。     

半干旱黄土丘陵沟壑区不同土地利用坡面的降雨侵蚀特征

为揭示半干旱黄土丘陵沟壑区不同土地利用方式的坡面侵蚀特征及水土保持效益,基于海原县树台水保试验监测站2010-2019年径流小区观测数据,分析不同雨型、坡度条件下,耕地、草地、灌木林地、乔木林地以及对照组裸坡五种土地利用坡面的径流深和土壤流失量。结果显示：不同土地利用方式的径流小区产流产沙对雨型和坡度的响应存在差异;与裸坡相比,其他土地利用方式坡面均具有较好的减水减沙效益,且减沙效益明显大于减流效益;减流减沙效益总体林地最优,草地次之,耕地最差。径流深和土壤流失量具有显著正相关,调控径流可有效控制产沙。雨强是影响坡面产流产沙最显著的降雨指标,土地利用方式是影响坡面产沙的主控因子,坡度则对产流和产沙影响相对较小。     

黄土区植被减沙效益评价决策支持系统

本文集成黄土高原小流域植被减沙效应方面的研究数据与资料，归纳出黄土高原不同区域植被减沙效益评价的统计模型，建立植被资源分布数据库。并以此为基础，构建了网络环境下的植被减沙效益评价决策支持系统。该决策系统可根据用户的现状，对所提供的事实和条件进行推理判断，提供有明确针对性的不同区域植被减沙措施及其效益，从而指导不同区域退耕还林还草工程的实施，为黄土高原生态环境建设以及植被的合理布局提供决策支持。     

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。     

半干旱黄土丘陵沟壑区不同植被类型减蚀效应及其时间变化

在半干旱黄土丘陵沟壑区,植被恢复与重建是脆弱生态区生态修复的重要途径.但对植被恢复重建的类型选择及其水土保持功能仍然有很多争议.在自然降水条件下,基于4种植被类型与农作物的径流场对比试验的连续观测(14年),可以反映植被重建和恢复过程水土保持功能的时间基本变化特征.结果表明:植被恢复与重建显著地减少了土壤侵蚀量,但不同类型之间存在显著差异.土壤侵蚀量从高到低依次为:农耕坡地、苜蓿地、油松林地、针茅草地、沙棘林地.     

暴雨条件下沙棘林减水减沙效益研究

造成黄土高原水土流失的降雨主要是短历时暴雨。根据这一特点，利用人工模拟降雨方法研究了短历时暴雨条件下沙棘林的减水减沙效益，以及不同郁闭度对产流产沙过程的影响。结果表明，沙棘林郁闭度越高，减水减沙效益越好。