自然降雨条件下不同生态措施坡地的径流数值模拟

从动量定理和水量平衡原理出发,以Saint Venant方程为基础推导出自然降雨条件下不同生态措施(即同时考虑变雨强、降雨动量和不同生态措施影响下的坡地径流过程)坡地的径流基本方程。在考虑一般问题定解条件的基础上,采用Preissmann隐式格式对模型进行数值求解。利用3个处理(裸地、百喜草覆盖和百喜草+果树覆盖)、5组实测资料(不同雨型)对模型进行了验证,结果表明3个处理的计算值与实测值的平均相对误差分别为:14.97%、13.59%、15.15%,说明模型的计算结果是可靠的,对于模拟预测自然降雨条件下不同生态措施坡地径流过程是可行的。     

生草覆盖和植物篱措施对红壤坡地土壤侵蚀调控效应研究

以安溪官桥为研究区,在已有研究工作的基础上采取野外调查与人工降雨野外模拟试验相结合的方法,研究了植被对山坡地土壤侵蚀的调控机理.研究表明,翻耕地在生草覆盖的条件下,产流量与径流系数均减少70%左右,平均入渗率提高3倍多.说明生草覆盖条件下大量的降雨以入渗的形式流入土壤中,且径流含沙量与产流产沙量均显著低于生草覆盖前,其中平均含沙量减少87.5%,产沙量减少97%.根据对野外试验小区的多年观察,说明植物篱具有缓解坡度、提高土壤抗冲性等明显的保水保土效益.因此,采取适当措施减少产流量以及提高降雨向土壤水分的转化率,均可有效减少坡地土壤流失量.     

不同措施红壤坡地与梯田土地生产潜力

南方红壤地区是我国热带和亚热带经济及粮食作物的重要生产基地,开展不同措施红壤坡地土地生产潜力关系的研究,对指导人们合理开发利用该类土壤资源具有重要的现实意义和科学价值。基于气候-土壤生产潜力计算模型,以土壤养分作为修正函数,综合考虑气候因子和土壤因子对土地光温生产潜力的影响,以红壤坡地3种生态治理措施和裸露坡地为研究对象,以实测的不同措施坡地土壤化学性质为基础,提出了红壤坡地土地生产潜力计算方法。以柑橘为例,定量分析了不同措施对红壤生产潜力的影响,研究结果显示前埂后沟梯壁植百喜草的梯田果园(措施Ⅱ)土地生产潜力最大,较裸露地坡地提高了300多倍。研究结果表明,由于南方红壤地区降水多,水分不是作物生长的主要限制因子;而随着水土流失的增加,土壤养分满足作物生长需求的程度下降,其中速效磷对作物生长的限制程度最大。     

粤北石漠化灌丛坡地模拟降雨地表径流水中钙离子含量变化

通过模拟降雨试验,研究粤北地区不同石漠化程度的灌丛坡地地表径流水中钙离子含量的变化。结果表明,在不同雨强下,不同石漠化灌丛坡地地表径流量、地表径流水钙离子浓度和地表径流水钙离子总量随石漠化程度的加重呈逐渐上升后又降低的倒“U”型趋势;在同一雨强下,潜在、轻度和极重度石漠化坡地径流水钙离子流失量远低于中度和重度石漠化坡地;地表水中的钙离子流失总量和地表径流量、土层厚度、岩石裸露率均有较高的相关性,其中与地表径流量达到显著性相关。     

东北黑土区坡耕地土壤侵蚀对影响因素响应的定量分析

东北黑土区坡地耕作方式多样,侵蚀过程复杂,形成了强烈的水土流失,须加强土壤侵蚀影响因子对产流产沙影响的定量化研究.本文利用2013-2017年东北典型黑土区海伦市光荣小流域不同处理方式的坡耕地径流小区监测数据,采用K均值聚类法和通径分析法,系统研究了不同降雨类型事件中坡耕地产流产沙对影响因素的响应.研究结果发现,研究区以中等历时、中等雨强、中等雨量的降雨(RⅢ)为主,其次是长历时、中等雨量的变雨强类型降雨(RⅡ),长历时、大雨量、大雨强的大暴雨(RⅠ)极少发生.横坡垄作对RⅢ的水土保持防护效益明显优于RⅡ.在免耕、少耕、顺坡垄作和裸坡小区,RⅡ和RⅢ的平均次降雨径流深相差较小,但RⅢ的土壤流失量明显高于RⅡ,RⅢ是研究区土壤流失的主要贡献者.降雨量和降雨侵蚀力分别在RⅢ和RⅡ中对产流具有较大影响.水土保持措施通过直接和间接影响径流深的作用进而控制土壤流失量.作物经营管理对土壤流失量的影响以间接效应为主.本文研究结果表明不同处理小区的径流深和土壤流失量均具有显著差异,实施水土保持措施能明显减少产流产沙.单纯从防治水土流失的角度考虑,横坡垄作是该区最为适宜的水土保持措施,其次是免耕,不推荐少耕措施.     

干旱地区径流农业系统和保水方法的试验研究——以宁夏盐池县为例

本文通过小流域径流农业系统的合理布局、最佳结构形式以及防洪、防淤的试验研究。根据坡地径流理论,建立坡地表面径流平衡方程,计算了坡面不同技术处理的多年平均流量。降雨集存系统和保水技术对于改善干旱地区生态环境,加速某些地区的沙漠化综合治理,对封闭农业环境进行人工调控,为干旱地区创造成本低、质量高的新水源等提供科学依据。     

生草覆盖和植物篱措施对红壤坡地土壤侵蚀调控效应研究

以安溪官桥为研究区,在已有研究工作的基础上采取野外调查与人工降雨野外模拟试验相结合的方法,研究了植被对山坡地土壤侵蚀的调控机理．研究表明,翻耕地在生草覆盖的条件下,产流量与径流系数均减少70％左右,平均入渗率提高3倍多．说明生草覆盖条件下大量的降雨以入渗的形式流入土壤中,且径流含沙量与产流产沙量均显著低于生草覆盖前,其中平均含沙量减少87．5％,产沙量减少97％．根据对野外试验小区的多年观察,说明植物篱具有缓解坡度、提高土壤抗冲性等明显的保水保土效益．因此,采取适当措施减少产流量以及提高降雨向土壤水分的转化率,均可有效减少坡地土壤流失量．     

广东鹤山赤红壤坡地林茶利用模式的水土保持效应

野外观测试验于1997年在广东省鹤山茶叶科技研究所的赤红壤坡地上进行，试验设计了人工林下地表覆盖（A）、人工林下地表裸露（B）、等高梯田种植茶树（C）和等高梯田裸地对照（CK）4个处理，采用自制的径流收集器分别测定了各处理4场降雨的径流深度、径流系数、水土流失量和侵蚀量等指标，结果表明，CK的平均径流深度高产田3.72mm/10mm，降水流失率为37.2%，平均每10mm降雨的土壤侵蚀量为43.6kg.hm^-2，年土壤侵蚀模数为7.42t.hm^-2；其它3个不同植被覆盖处理的地表径流量比裸地对照降低2.20%-67.08%，平均土壤侵蚀量减少43.81%-90.83%；林下地表覆盖处理的保土效果果好，等高梯田种植茶树处理的保水效果最好。     

福建坡地果园水土流失及其防治初探

本文分析了福建坡地果园水土流失产生的自然、政策以及合理开发等因素,并针对现阶段福建地坡果园开发模式,结合农村社会经济背景,提出了以百喜草覆盖和山边沟工程技术为代表的利用方式。     

覆盖和耕作对黄土高原冬小麦土壤入渗特性的影响

用人工模拟降雨器对黄土高原冬小麦收获后6个耕作措施:不翻耕(NT),不翻耕 覆盖(NTC),浅翻耕(LT),浅翻耕 覆盖(LTC),深翻耕(DT),深翻耕 覆盖(DTC)处理下土壤的入渗进行了研究,测定了土壤表面结皮、粗糙度等指标因子。结果表明,在模拟降雨强度为66 mm/h的条件下,覆盖处理的稳定入渗率>60 mm/h,降雨开始的40 m in内,平均入渗量>93%;深翻耕(DT)的稳定入渗率(26.4 mm/h)是浅翻耕(LT)(13.0 mm/h)的2倍,是不翻耕(NT)(6.4 mm/h)的4.1倍,降雨历时20m in时,深翻耕(DT)和浅翻耕(LT)分别比不翻耕处理(NT)减少径流28%和7%,40 m in时,浅翻耕(LT)和不翻耕(NT)处理径流量相当,深翻耕(DT)比这两个处理减少径流30%左右,土壤翻耕后在前期能提高土壤的入渗率,表现出经长年耕作后土壤退化的强烈特征,是“耕地越深,入渗越快”观念的根源;地表结皮是影响降雨入渗的主要因素,覆盖等保护性耕作更有利于土壤入渗。