叠叠沟小流域曼宁阻力系数及其影响因素的研究

作     者：何常清 

作者单位：河北农业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：袁玉欣;于澎涛

授予年度：2006年

学科分类：09[农学] 0903[农学-农业资源与环境] 

主      题：曼宁阻力系数 枯落物覆盖 石砾覆盖 自然坡面 植被类型 

摘      要：在半干旱地区,水分是影响植被分布格局、种群数量和物种多样性的重要因素,同时,森林植被又对水分循环具有调节作用,特别是不同森林种类在调节地表径流方面影响巨大。曼宁阻力系数n是坡面径流研究中的一个重要参数,影响坡面径流的流速和流量,并受地表起伏、植被状况等的综合影响。本研究通过人工控制模拟试验(坡度14°,进流量为10、20、30、40、60 ml·s)和原位试验(进流量为60 ml·s)相结合,测定半干旱地区主要植被类型和不同下垫面的曼宁阻力系数n值,研究曼宁阻力系数n与地表起伏、植被等因子之间的定量关系,以期深入了解植被对坡面水文过程的作用机制。得出以下主要结论: (1) 华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)的枯落物能明显减缓地表径流流速,枯落物覆盖量增加到25.0 t·hm时,地表径流流速明显减少,与无枯落物覆盖相比,进流流量为10、20、30、40、60ml·s的地表径流流速分别减小了57.21%、60.71%、66.14%、69.77%、72.07%,枯落物覆盖的地表径流流速阻延值(△V)、单宽流量(q)、枯落物覆盖量(G)间关系为△V=3.6177G(R=0.9102)。枯落物覆盖量小于10.0t·hm时,曼宁阻力系数n值随枯落物覆盖量增加急剧增大,枯落物覆盖量大于10.0t·hm后,n值随枯落物覆盖量增加的趋势渐缓,曼宁阻力系数n值与枯落物量间的关系为n=0.0154×G(R=0.8607)。 (2)石砾覆盖下的地表径流形态为紊流,流态为缓流。地表径流流速随石砾覆盖度增加而减小,当石砾覆盖度超过20%后,地表径流流速减小的趋势变缓。石砾覆盖10%～40%时,曼宁阻力系数n值变化范围为0.0121～0.0696。 (3)试验的27块样地的曼宁阻力系数n值介于0.0117～0.2207之间。不同植被类型下曼宁阻力系数n值大小顺序为虎榛子(Ostryopsis davidiana)灌丛草地沙棘(Hippophae rhamnoides)灌丛华北落叶松人工林。 (4)曼宁阻力系数n值与坡度、地表糙度、地表0～5cm土壤容重相关系数分别为0.627、0.552、-0.444。回归分析得n值与坡降(i)、地表糙度(C)、0～5cm土壤容重(ρ)间关系为n=0.2038×i+0.8006×C-0.0147×ρ-0.091 (R=0.439)。