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坡度对紫色土坡耕地产流产沙特征的影响

中国水土保持科学 2022年第4期20卷 19-25页

作者：奚宏唐继斗史东梅冉文建杨军重庆市水土保持监测总站重庆401147 西南大学重庆40070 重庆市万州区水利局重庆404020

为了研究坡度对紫色土坡耕地产流产沙特征的影响,基于2014-2017年5个不同坡度径流小区的典型次降雨条件下产流产沙数据,结合降雨、种植制度、田间管理和作物覆盖度变化,分析紫色土坡耕地的产流产沙变化特征。研究表明:1)坡耕地径流深与... 详细信息

为了研究坡度对紫色土坡耕地产流产沙特征的影响,基于2014-2017年5个不同坡度径流小区的典型次降雨条件下产流产沙数据,结合降雨、种植制度、田间管理和作物覆盖度变化,分析紫色土坡耕地的产流产沙变化特征。研究表明:1)坡耕地径流深与坡度总体呈正相关关系,径流深增加幅度随坡度增大逐渐减缓,当坡度从5°增大到10°时,径流深增幅在66.56%~1327.27%之间,从10°增加到20°则径流深增幅在2.55%~300.00%之间,最大产流坡度主要为20°,最小产流坡度主要为5°;2)产沙量随坡度增大总体呈增加趋势,当超过20°后,产沙量开始减小;最大产沙量坡度为20°,最小产沙量坡度为5°,这主要因为坡度超过20°后,坡度增大同时导致雨滴击溅侵蚀力减弱,产沙量随坡度的增大而减少;3)采用合理的种植制度可提高坡耕地作物覆盖度、增强农作物根系固土能力,通过加强对降雨截留、减缓径流和提高入渗等多种途径有效降低坡耕地径流量和产沙量。

关键词：紫色土坡耕地产流产沙坡度

模拟降雨条件下砾石含量对塿土工程堆积体坡面产流产沙的影响

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应用生态学报 2022年第11期33卷 3027-3036页

作者：李瑞栋王文龙娄义宝白芸康宏亮崔志强卢正军西北农林科技大学水土保持研究所黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室陕西杨凌712100 中国科学院水利部水土保持研究所陕西杨凌712100 榆林学院陕西榆林719000 鄂尔多斯市民达煤炭有限责任公司内蒙古鄂尔多斯017000

为探究砾石含量对塿土堆积体坡面产流产沙的影响,采用室内人工模拟降雨试验,以土质坡面为对照,研究5种砾石含量(10%、20%、30%、40%、50%)堆积体坡面在不同降雨强度(1.0、1.5、2.0、2.5 mm·min^(-1))下的产流产沙特征。结果表明:不同... 详细信息

为探究砾石含量对塿土堆积体坡面产流产沙的影响,采用室内人工模拟降雨试验,以土质坡面为对照,研究5种砾石含量(10%、20%、30%、40%、50%)堆积体坡面在不同降雨强度(1.0、1.5、2.0、2.5 mm·min^(-1))下的产流产沙特征。结果表明:不同试验条件下的平均径流率在2.18~13.07 L·min^(-1),不同雨强条件下平均径流率均在砾石含量10%(或20%)和50%时分别达到最大值与最小值;平均流速在0.06~0.22 m·s^(-1),流速变化复杂,砾石含量越小,流速变幅越大,变异系数也越大,砾石含量10%时平均流速最大。砾石的存在可有效抑制产沙,最大减沙效益可达84.2%,雨强相较于砾石含量对平均产沙率的影响更大。偏相关分析表明,平均径流率、流速、产沙率均与砾石含量呈极显著负相关;平均产沙率与平均径流率、平均流速以及二者交互项均呈极显著线性函数关系,其中,与平均径流率的相关性最强。本研究可为塿土区工程堆积体水土流失治理和侵蚀模型的建立提供参考。

关键词：模拟降雨砾石含量产流产沙工程堆积体塿土

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红壤和紫色土坡面产流产沙特征对比

长江流域资源与环境 2022年第8期31卷 1866-1872页

作者：刘晓路徐文玉王可吴宜进华中师范大学城市与环境科学学院湖北武汉40079 长江水利委员会长江科学院湖北武汉430010 水利部山洪地质灾害防治工程技术研究中心湖北武汉430010 湖北省水利水电科学研究院湖北武汉430070

利用人工模拟降雨实验,比较了长江中上游地区两种代表性土壤(红壤和紫色土)的产流产沙特征,从而为统筹配置水土保持措施,控制长江流域水土流失提供本底数据支撑。人工模拟实验降雨历时为60 min,设置小中大三组雨强(0.8、1.1、1.4 mm/min... 详细信息

利用人工模拟降雨实验,比较了长江中上游地区两种代表性土壤(红壤和紫色土)的产流产沙特征,从而为统筹配置水土保持措施,控制长江流域水土流失提供本底数据支撑。人工模拟实验降雨历时为60 min,设置小中大三组雨强(0.8、1.1、1.4 mm/min)和四组坡度(10°、15°、20°、25°)。结果表明:(1)两种土壤的初损历时都随雨强的增大而减小,红壤的初损历时小于紫色土;(2)在相同雨强和坡度情况下,红壤的径流深大于紫色土,且红壤先达到稳定状态;(3)小雨强时红壤的侵蚀速率大于紫色土,但中大雨强时情况与之相反。该结果主要是由于两种土壤机械组成差异所造成的。由于红壤黏粒含量较高,在雨强较小时,雨水在红壤坡面入渗少产流量大,因此红壤坡面遭受更强的细沟间侵蚀,致使红壤的侵蚀速率更大。当雨强增大后,红壤与紫色土坡面均出现较大产流,但由于紫色土粉粒含量较高,致使紫色土坡面出现细沟侵蚀,从而进一步加剧了紫色土坡面的侵蚀,导致紫色土坡面侵蚀速率反超红壤坡面。

关键词：红壤紫色土产流产沙人工模拟降雨实验

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不同秸秆还田模式下红壤坡耕地产流产沙特征

陕西师范大学学报(自然科学版) 2024年

作者：杜勇强常婷婷陈晓安王策江西省水利科学院江西省土壤侵蚀与防治重点实验室江西省鄱阳湖流域生态水利技术创新中心河海大学农业科学与工程学院固原市水利水电勘测设计研究院有限公司

通过人工模拟降雨试验,研究不同秸秆还田量(0.30、0.45、0.60和0.75 kg/m2)和不同还田方式(粉碎覆盖还田(CV)、粉碎翻耕还田(RT)、覆盖-粉碎翻耕还田(CR))下地表产流产沙变化过程,分析秸秆不同还田方式和不同还田量下地表产流产沙规律... 详细信息

通过人工模拟降雨试验,研究不同秸秆还田量(0.30、0.45、0.60和0.75 kg/m2)和不同还田方式(粉碎覆盖还田(CV)、粉碎翻耕还田(RT)、覆盖-粉碎翻耕还田(CR))下地表产流产沙变化过程,分析秸秆不同还田方式和不同还田量下地表产流产沙规律及其内在机理。结果表明:1)在相同还田方式下,秸秆还田量对产流时间有显著影响,随着秸秆还田量增加,初始产流时间、产流稳定时间均增加;在相同秸秆还田量下,CV和RT产流时间差异不大,CR推迟产流时间最明显,CR初始产流时间比对照组推迟19.42～55.17 min。2)在相同还田方式下,随着秸秆还田量增加,地表径流初始产流强度、稳定产流强度减小,地表总产流量显著减小,其中RT、CR在0.60 kg/m2与0.75 kg/m2还田量时地表总产流无显著差异;相同秸秆还田量时,CR减流效益显著大于CV、RT,初始径流强度较对照组减少23.64～44.04 mm/h,地表总产流量较对照组减少55.74%～98.92%。3)在相同还田方式下,随着秸秆还田量增加,产沙强度不断减小,地表总产沙显著减小,3种还田方式下还田量在0.60 kg/m2与0.75 kg/m2时地表总产沙无显著差异;相同秸秆还田量下,CR减沙效益大于CV、RT,较对照组减沙效益为93.73%～99.99%。可见,0.60 kg/m2覆盖-粉碎翻耕还田(CR)为最佳还田模式。

关键词：红壤坡耕地人工模拟降雨秸秆还田产流产沙

表层土壤结构对红壤坡耕地产流及产沙过程的影响

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土壤学报 2024年第2期61卷 434-444页

作者：张紫薇赵文俊李奇马一淳田亮杨广勇李忠武刘窑军湖南师范大学地理科学学院长沙410081 华中农业大学水土保持研究中心武汉430070

针对南方红壤区坡耕地水土流失严重与表层结构退化的现状,采用室内模拟降雨的方法,分析表层土壤结构和雨强对降雨再分配、坡面产流及产沙过程的影响。结果表明:(1)表层土壤结构显著改变降雨的再分配过程,深耕作层可以降低地表径流比例,... 详细信息

针对南方红壤区坡耕地水土流失严重与表层结构退化的现状,采用室内模拟降雨的方法,分析表层土壤结构和雨强对降雨再分配、坡面产流及产沙过程的影响。结果表明:(1)表层土壤结构显著改变降雨的再分配过程,深耕作层可以降低地表径流比例,增加壤中流比例,60和90 mm·h^(-1)雨强下,随耕作层深度增加,地表径流平均比例依次为70.5%,62.9%和56.8%,壤中流平均比例依次提升为7.1%,12.3%和18.1%;(2)土壤流失率随雨强增加而增大,90 mm·h^(-1)雨强下土壤流失率为60 mm·h^(-1)雨强下的4.4倍,土壤流失率随耕作层深度增加而显著减小,依次为36.8、21.1和13.1 g·m^(-2) min^(-1);(3)雨强和表层土壤结构显著影响坡面侵蚀形态的演变,随耕作深度增加坡面侵蚀由细沟侵蚀逐渐转变为面蚀。表层土壤结构显著改变坡耕地降雨-径流关系和侵蚀过程,合理增加耕作层深度,对降低地表侵蚀、促进土壤水分的深层下渗、增加土壤深层持水量具有积极作用。

关键词：土壤结构产流产沙壤中流红壤坡耕地

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水土保持措施对黑土坡耕地产流产沙的影响

中国水土保持科学 2022年第4期20卷 26-33页

作者：侯淑艳刘绪军刘建新杨亚娟张凯刘刚黑龙江省水利科学研究院哈尔滨150070 黑龙江省水土保持重点实验室哈尔滨150070

以黑龙江省克山县粮食沟小流域径流观测场6种水土保持措施为研究对象,分析各典型坡度下不同水土保持措施对黑土坡耕地产流产沙、产流产沙减少率的影响,及不同坡度条件下,相同耕作措施对黑土坡耕地产流产沙的影响。结果表明:3°坡等高耕... 详细信息

以黑龙江省克山县粮食沟小流域径流观测场6种水土保持措施为研究对象,分析各典型坡度下不同水土保持措施对黑土坡耕地产流产沙、产流产沙减少率的影响,及不同坡度条件下,相同耕作措施对黑土坡耕地产流产沙的影响。结果表明:3°坡等高耕作措施比顺坡垄作、裸地相比径流量减少率分别为95.34%和96.35%;土壤流失量分别减少95.49%和97.42%;5°坡地埂植物带措施与顺坡垄作、裸地相比径流量减少率分别为86.74%和89.49%;土壤流失量分别减少93.04%和96.34%。8°坡水平梯田与顺坡垄作、裸地相比径流量减少率分别为55.63%和72.57%;土壤流失量分别减少47.71%和85.00%。3°、5°、8°坡度顺坡垄作小区与裸地小区相比径流量减少率分别为18.3%、21.7%和38.2%;土壤流失量减少率分别为42.9%、47.5%和63.9%。表明自然降雨条件下,等高耕作、地埂植物带及水平梯田水土保持措施的布设,显著减少了产流次数,降低了径流量。

关键词：水土保持措施黑土坡耕地产流产沙

鲁中南山区侵蚀性降雨及典型作物对坡面产流产沙影响研究

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西南大学学报（自然科学版） 2024年第1期46卷 69-76页

作者：张哲方政董智吴其聪潘嘉琛刘超安淳淳山东省泰安市水文中心山东泰安271000 山东农业大学林学院/泰山森林生态系统国家定位观测研究站山东泰安271018

为研究降雨量、降雨历时、降雨强度等降雨因素及典型作物对坡面产流产沙的影响,基于K-均值聚类分析法对山东省泰安市东周小流域2014-2020年77次侵蚀性降雨进行分类,并进一步分析不同降雨类型下不同作物产流产沙特征及对各降雨指标的响应... 详细信息

为研究降雨量、降雨历时、降雨强度等降雨因素及典型作物对坡面产流产沙的影响,基于K-均值聚类分析法对山东省泰安市东周小流域2014-2020年77次侵蚀性降雨进行分类,并进一步分析不同降雨类型下不同作物产流产沙特征及对各降雨指标的响应.结果表明:①研究区侵蚀性降雨可以分为Ⅰ型(小雨量、短历时、大雨强)、Ⅱ型(大雨量、长历时、小雨强)、Ⅲ型(中雨量、中历时、小雨强)3类.各降雨频率为67.53%,3.9%,28.57%,占研究期内总降雨量的44.2%,14.02%,41.78%.②各径流小区产流和土壤流失量从大到小依次为大豆、裸地、地瓜、花生,花生和地瓜对径流和泥沙的削减效果相对较好.在Ⅱ型条件下,各小区产流产沙量最大,Ⅲ型次之,Ⅰ型最小;但当Ⅰ型和Ⅲ型雨频率较高时,产流产沙量也较大.③对坡面产流产沙影响最大的因素为降雨量,当作物种类不同时,影响次之的因素有所差别.径流对降雨因素的响应程度高于土壤流失量,控制产流发生可在一定程度上有效降低土壤流失量.

关键词：侵蚀性降雨典型作物产流产沙鲁中南山区

表层土壤结构对红壤坡耕地产流及产沙过程的影响

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土壤学报 2023年

作者：张紫薇赵文俊李奇马一淳田亮杨广勇李忠武刘窑军湖南师范大学地理科学学院华中农业大学水土保持研究中心

针对南方红壤区坡耕地水土流失严重与表层结构退化的现状，采用室内模拟降雨的方法，分析表层土壤结构和雨强对降雨再分配、坡面产流及产沙过程的影响。结果表明：(1)表层土壤结构显著改变降雨的再分配过程，深耕作层可以降低地表径流... 详细信息

针对南方红壤区坡耕地水土流失严重与表层结构退化的现状，采用室内模拟降雨的方法，分析表层土壤结构和雨强对降雨再分配、坡面产流及产沙过程的影响。结果表明：(1)表层土壤结构显著改变降雨的再分配过程，深耕作层可以降低地表径流比例，增加壤中流比例，60和90 mm·h-1雨强下，随耕作层深度增加，地表径流平均比例依次为70.5%,62.9%和56.8%，壤中流平均比例依次提升为7.1%,12.3%和18.1%;(2)土壤流失率随雨强增加而增大，90 mm·h-1雨强下土壤流失率是60 mm·h-1雨强下的4.4倍，土壤流失率随耕作层深度增加而显著减小，依次为36.8、21.1和13.1 g·m-2min-1;(3)雨强和表层土壤结构显著影响坡面侵蚀形态的演变，随耕作深度增加坡面侵蚀由细沟侵蚀逐渐转变为面蚀。表层土壤结构显著改变坡耕地降雨-径流关系和侵蚀过程，合理增加耕作层深度，对降低地表侵蚀、促进土壤水分的深层下渗、增加土壤深层持水量具有积极作用。

关键词：土壤结构产流产沙壤中流红壤坡耕地

水蚀风蚀交错区退耕坡面植被利用对产流产沙的影响

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应用生态学报 2018年第12期29卷 3907-3916页

作者：王子豪张风宝杨明义任瑞雪邓鑫欣曹晓娟李占斌西北农林科技大学水土保持研究所黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室陕西杨凌712100 中国科学院水利部水土保持研究所陕西杨凌712100 中国科学院大学北京100049 西安理工大学水利水电学院西安710048

为有效利用水蚀风蚀交错区退耕封育坡面植被,确定合理的植被利用强度非常必要.本试验选取黄土高原水蚀风蚀交错区典型小流域——六道沟小流域为试验区,在多年退耕封育坡面布设径流小区,通过人工模拟降雨试验,研究植被地上部分在不同利... 详细信息

为有效利用水蚀风蚀交错区退耕封育坡面植被,确定合理的植被利用强度非常必要.本试验选取黄土高原水蚀风蚀交错区典型小流域——六道沟小流域为试验区,在多年退耕封育坡面布设径流小区,通过人工模拟降雨试验,研究植被地上部分在不同利用强度下各坡度(10°、20°和30°)坡面产流、产沙变化特征,以确定合理的利用强度.结果表明:次降雨过程中径流速率大体可分为两个阶段:初期迅速增长阶段和中后期增长变缓或趋于准稳定阶段.侵蚀速率的变化趋势因坡度的不同而略有差异.利用强度对产流量有显著影响,产流量随利用强度的加强而增加.坡度对侵蚀量影响显著,侵蚀量表现为20°坡面>30°坡面>10°坡面.以植被地上部分未利用小区为对照,相对增水量和相对增沙量均随利用强度加强而增加.结合降雨资料推测,退耕15年左右坡面植被地上部分盖度达到25%时,坡面年土壤侵蚀量基本低于容许土壤流失量.应重视该区20°坡面植被的恢复治理工作.

关键词：退耕封育水蚀风蚀交错区植被利用强度坡度产流产沙