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晋西黄土区不同植被格局坡面产流产沙特征

北京林业大学学报 2021年第3期43卷 85-95页

作者：王恒星张建军孙若修张佳楠北京林业大学水土保持学院北京100083 山西吉县森林生态系统国家野外科学观测研究站山西吉县042200

【目的】研究不同植被格局对坡面产流产沙特征的影响,为黄土高原水资源匮乏地区坡面水土保持植被格局的优化配置提供依据。【方法】采用野外模拟降雨试验,测定5种植被格局(2种块状镶嵌格局、横条带状格局、顺坡带状格局和裸地格局)的产... 详细信息

【目的】研究不同植被格局对坡面产流产沙特征的影响,为黄土高原水资源匮乏地区坡面水土保持植被格局的优化配置提供依据。【方法】采用野外模拟降雨试验,测定5种植被格局(2种块状镶嵌格局、横条带状格局、顺坡带状格局和裸地格局)的产流产沙特征及土壤入渗特征,探讨坡面不同植被格局和破碎度对产流、产沙、入渗的影响。【结果】(1)植被具有良好的蓄水减沙效益,植被的减沙效益为47.44%~91.67%,蓄水效益为25.67%~62.94%,植被的减沙能力强于蓄水能力。(2)植被格局对坡面的产流产沙量均有显著性影响(P横条带状格局>顺坡带状格局。块状镶嵌格局水土保持效果最佳。(3)不同植被格局的产流过程均呈现“快速上升-相对稳定”的趋势,植被格局有助于延迟坡面径流峰值的出现时间。(4)植被斑块的破碎化指数与侵蚀产沙呈反比,植被斑块破碎化程度越高,侵蚀产沙量越低,蓄水减沙效益越好。(5)不同植被格局的入渗系数为:块状镶嵌格局>横条带状格局>顺坡带状格局>裸地,Horton模型对不同植被格局土壤入渗的拟合效果较好。【结论】通过以上研究发现,块状镶嵌格局的蓄水减沙效益明显优于裸地和顺坡带状格局,因此在水资源有限的黄土区,可以采取植被与裸地交替分布的方式种植植被,以达到蓄水、减沙效益最大化。

关键词：黄土高原植被格局破碎度产流产沙特征入渗特征

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滑雪道人造雪融雪产流产沙特征

中国水土保持科学 2021年第3期19卷 95-102页

作者：杨建英梁德栋史常青王会波罗广田公博闫继斌北京林业大学水土保持学院北京100083 北京北控京奥建设有限公司北京102100 北京石京龙滑雪娱乐有限公司北京102100 北京川卅科技发展有限公司北京100041

为了解滑雪道人造雪融雪的产流产沙特征,利用简易径流小区对北京石京龙滑雪场雪道进行实验观测和研究分析,为滑雪场雪道建设和其土壤侵蚀防治提供理论依据。结果表明:温度是影响融雪的主要因素,滑雪道人造雪融雪的径流流量和产沙量呈现... 详细信息

为了解滑雪道人造雪融雪的产流产沙特征,利用简易径流小区对北京石京龙滑雪场雪道进行实验观测和研究分析,为滑雪场雪道建设和其土壤侵蚀防治提供理论依据。结果表明:温度是影响融雪的主要因素,滑雪道人造雪融雪的径流流量和产沙量呈现先增大后减小的日变化规律,其中,平均径流流量为11.52×10^(-6) m^(3)/s,平均含沙量为0.30 kg/m^(3),平均土壤侵蚀模数为4360 t/(km^(2)·a),属于中度侵蚀。径流流量与气温呈显著正相关,与地温相关性不显著;除此之外,径流流量与含沙量也受到坡面土壤、覆盖物及坡度的影响,且径流流量和含沙量满足线性关系;因此,应该更加重视滑雪道的地表土壤整治改良和植被建设,通过提高滑雪道坡面土壤渗透能力、降低可蚀性来减少人造雪融雪形成径流、造成土壤侵蚀,增加坡面植被覆盖也可以起到很好的效果。

关键词：滑雪道人造雪产流产沙特征影响因素

黄土丘陵沟壑区典型草被产流产沙特征及其影响因素

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水土保持研究 2023年第2期30卷 1-6页

作者：普隽泽吕锡芝张秋芬王富强华北水利水电大学郑州450046 黄河水利委员会黄河水利科学研究院河南省黄河流域生态环境保护与修复重点实验室郑州450003

退耕还林还草是黄土高原水土流失重要治理措施之一。为探讨自然降雨条件下,不同种类草被种植对坡面产流产沙特征的影响,采用定位观测方法,基于罗玉沟水土保持监测站6种不同草被(小冠花、红豆草、沙打旺、紫花苜蓿、红三叶、鹰咀紫云英)... 详细信息

退耕还林还草是黄土高原水土流失重要治理措施之一。为探讨自然降雨条件下,不同种类草被种植对坡面产流产沙特征的影响,采用定位观测方法,基于罗玉沟水土保持监测站6种不同草被(小冠花、红豆草、沙打旺、紫花苜蓿、红三叶、鹰咀紫云英)覆盖坡面的野外观测数据,分析了不同降雨条件下各草被覆盖径流小区的产流产沙规律。结果表明:(1)各场次降雨中,小冠花覆盖下的坡面产流量及产沙量均较大,沙打旺和鹰咀紫云英覆盖坡面均较小;(2)除沙打旺和鹰咀紫云英以外的草被覆盖小区产流产沙量均与降雨量和最大降雨强度呈显著或极显著关系;(3)侵蚀性降水依据降雨量、降雨历时和最大降雨强度分为3种类型:Ⅰ雨型(降雨量大、降雨历时长、最大雨强大)、Ⅱ雨型(降雨量、降雨历时、最大雨强均居中)、Ⅲ雨型(降雨量较小、降雨历时短、最大雨强小)。6种草被在不同雨型下产流产沙特性不同,沙打旺和鹰咀紫云英覆盖坡面在不同雨型下产流量及产沙量均较少,小冠花覆盖坡面在不同雨型下产流量及产沙量均较大。综上,不同草被覆盖下的坡面产流产沙规律不尽相同,对不同降雨特征的响应程度也存在差异,小冠花覆盖小区的抗侵蚀能力较差;沙打旺和鹰咀紫云英覆盖小区的抗侵蚀能力较好。

关键词：产流产沙特征降雨特征草被丘陵沟壑区

安家沟流域不同植物措施坡耕地的产流产沙特征

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水土保持通报 2014年第4期34卷 17-20页

作者：刘雪峰张富张佰林李旭春甘肃农业大学林学院甘肃兰州730070 定西市水土保持科学研究所甘肃定西743000

根据安家沟流域2007—2010年5—9月份径流小区观测资料,经过分析计算得到各小区的单位面积径流和累积产沙量,并对各植物措施小区的产流、产沙特征进行了研究。结果表明,5种植物措施小区的产流强度由强到弱的顺序为:油松>小麦>红豆草>封... 详细信息

根据安家沟流域2007—2010年5—9月份径流小区观测资料,经过分析计算得到各小区的单位面积径流和累积产沙量,并对各植物措施小区的产流、产沙特征进行了研究。结果表明,5种植物措施小区的产流强度由强到弱的顺序为:油松>小麦>红豆草>封禁>沙棘;产沙强度表现为:小麦>红豆草>油松>封禁>沙棘;各种措施径流小区径流量、泥沙量与坡度呈正相关关系,且均达到显著相关水平;产沙量与径流量具有一定的相关性。

关键词：安家沟流域径流小区植物措施产流产沙特征

高寒区不同植被恢复年限矿山排土场边坡产流产沙特征

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水土保持通报 2024年第4期44卷 1-11页

作者：刘亚斌庞景豪梁燊余冬梅史兴萍李国荣缪晓星王延秀朱海丽胡夏嵩青海大学地质工程系青海西宁810016 青藏高原北缘新生代资源环境重点实验室青海西宁810016 中国科学院青海盐湖研究所青海西宁810008 青海威斯特铜业有限责任公司青海果洛814000 青海省水土保持中心青海西宁810001

[目的]分析高寒金属矿山不同植被恢复年限排土场边坡坡面产流产沙特征,为排土场人工植被恢复和水土保持工作高效合理地开展提供科学依据。[方法]以青海省果洛藏族自治州德尔尼铜矿恢复期为2~15 a范围内的7个矿山排土场边坡为研究对象,... 详细信息

[目的]分析高寒金属矿山不同植被恢复年限排土场边坡坡面产流产沙特征,为排土场人工植被恢复和水土保持工作高效合理地开展提供科学依据。[方法]以青海省果洛藏族自治州德尔尼铜矿恢复期为2~15 a范围内的7个矿山排土场边坡为研究对象,通过模拟降雨试验获取不同恢复年限排土场坡面产流产沙和径流水动力学特征指标,并进一步分析坡面产流产沙特征和径流水动力学特征的影响因素。[结果]研究区排土场坡面产流产沙过程相对复杂,随机性强,不同恢复年限排土场坡面单位面积产流率和产沙率随降雨历时的变化规律存在较大的差异。排土场边坡坡面单位面积累积产流量与恢复年限之间不存在显著性关系;单位面积累积产沙量和侵蚀泥沙平均体积直径随着恢复年限的增大均呈逐渐降低趋势,且侵蚀泥沙平均体积直径与恢复年限呈显著性幂函数关系(p产流时间呈线性函数增大趋势(p产流产沙特征和径流水动力学特征的影响程度高于植被覆盖度。

关键词：高寒金属矿山排土场产流产沙特征径流水动力学特征水土保持

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川西低山区几种林（竹）+草复合经营模式的产流产沙特征及养分流失研究

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川西低山区几种林（竹）+草复合经营模式的产流产沙特征及养分流...

作者：李伟四川农业大学

学位级别：硕士

通过坡面人工径流小区的定位观测,在分析与比较川西低山区2003～2004年几种林(竹)+草复合经营模式与农耕地的植被生长状况、经营措施、土壤物理性质及林分持水性能的基础上,重点探讨了各基本模式与农耕地的产流产沙特征和养分流失情况... 详细信息

通过坡面人工径流小区的定位观测,在分析与比较川西低山区2003～2004年几种林(竹)+草复合经营模式与农耕地的植被生长状况、经营措施、土壤物理性质及林分持水性能的基础上,重点探讨了各基本模式与农耕地的产流产沙特征和养分流失情况及其影响因素,结果表明: 1 退耕种植的林+草、竹+草有别于其它生态林植被模式,也不同于农耕地的高强度干扰。它通过造林栽竹,林下种草,在发挥生态效益的前提下,种草养畜,发挥一定的经济效益。因此,退耕后它仍然受到长期的人为干扰,只是干扰未涉及对土壤的直接扰动,干扰程度远比农耕地小而已,所以种植模式在发挥生态效能方面有自身的特点。 2 与农耕地比较,几种林(竹)+草复合经营模式特点不同以及在前期采取的经营措施的差异,导致了土壤结构体、孔隙状况、水分状况和土壤理化性质均有明显差异。不同类型的植被配置模式的土壤持水能力不同,以苦竹+牛鞭草模式为最大,纯牛鞭草模式最小。 3 由于上层植被的不断恢复与生长,以及将大量的枯落物留于林地内,使得各林(竹)+草复合经营模式林分地上部分牧草的生物量会有所减少,但枯落物量的增加,会使林分持水性能大大增强,这将更有利于减少林地地表径流。 4 不同林(竹)+草复合经营模式的年径流量及年产沙量是不同的。植被恢复类型及土地经营利用方式的不同对产流产沙特征有很大的影响。良好的植被恢复与覆盖能有效的减少水土流失。退耕还林初期,在所研究的几种模式中,苦竹+牛鞭草模式由于苦竹郁闭度高,枯落物多,牛鞭草减少而导致人为扰动较少,其产流产沙量亦最少,并表现出在强降雨、降雨集中的情况下对降雨有更强的调蓄能力。而光皮桦+牛鞭草模式及纯牛鞭草模式由于前期对林地的经营措施不当表现出对径流的拦蓄作用低于农耕地。从两年侵蚀总量来看,各退耕还林模式与农耕地相比,由于对土壤的扰动减少,在退耕后土壤侵蚀量都有不同程度的减少。 5 径流小区月产流产沙量的高峰期与降雨量的高峰期相一致。地表径流的月变化主要受降雨的季节分配规律制约,而不同植被类型的地表径流量主要受植被的冠层结构、

关键词：林(竹)+草复合经营水土流失植被恢复地表径流产流产沙特征养分流失

基于水文连通性的坡面产流产沙特征及微地形特征研究

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基于水文连通性的坡面产流产沙特征及微地形特征研究

作者：刘佳悦北京林业大学

学位级别：硕士

大清河流域是雄安新区最为重要的环境调控功能区之一,南拒马河是其主要河道,其河岸带水土流失严重,河道水质下降。当下大力提高河岸带坡面水文连通性,增加入河道水量,但同时也加剧了坡面侵蚀和对微地形的破坏。鉴于此,本文通过模拟人工... 详细信息

大清河流域是雄安新区最为重要的环境调控功能区之一,南拒马河是其主要河道,其河岸带水土流失严重,河道水质下降。当下大力提高河岸带坡面水文连通性,增加入河道水量,但同时也加剧了坡面侵蚀和对微地形的破坏。鉴于此,本文通过模拟人工降雨试验,分析降雨后的产流产沙特征和微地形特征,选取水文连通性模型——汇流路径长度作为综合分析植被盖度和坡度对坡面侵蚀影响的指标,分析坡面汇流路径长度与坡度和植被盖度的关系,探究水文连通性与水土流失和微地形异质性的关系。试验共设计4个坡度,分别为20°、25°、30°和45°,3个植被盖度,分别为10%、20%和30%,0%盖度为空白对照,设计雨强为90mm/h,降雨历时35min。以期为河岸带坡面研究提供一定的新思路,为南拒马河河岸带生态修复建设工作提供一定的理论支撑。主要研究结论如下:(1)模拟南拒马河不同坡度和植被盖度的坡面,通过人工模拟降雨试验,分析了坡度和植被盖度对产流产沙特征的影响,结果表明:坡度与平均流速、径流量、径流系数和产沙量为正相关关系,与初始产流时间和径流深为负相关关系;植被盖度与各产流产沙特征指标均为负相关关系。坡度、植被盖度分别与产流产沙特征的P值均小于0.01,具有极显著影响。(2)利用三维激光扫描技术对人工模拟降雨后的微地形提取出DEM数据,分析了降雨后微地形特征及其与产流产沙量之间的关系,结果表明:坡度对微坡度和微坡向分布情况影响较大,植被盖度越大微坡度和微坡向的分布越为集中,坡面覆被能有效降低降雨后微地形高程变异性和微地形异质性;坡度增加高程变异性增强,坡面微地形异质性增强。坡面异质性越强,地表微地形复杂程度越大,坡面侵蚀越严重。(3)基于水文连通性模型,综合考虑坡度和植被盖度对坡面侵蚀的影响,计算各试验坡面汇流路径长度,分析了其对坡度和植被盖度的响应,并探究了水文连通性与水土流失和微地形异质性的关系,结果表明:随着植被盖度的增加,坡面水文连通性越弱;随着坡度的增加,坡面水文连通性越强,增加植被盖度能有效抑制坡度对坡面水文连通性的影响。坡面水文连通性越强,土壤侵蚀量越大,径流量越大,坡面水土流失越严重。坡面水文连通性越强,微地形空间分布越复杂,微地形异质性越强。

关键词：坡面侵蚀水文连通性坡面微地形产流产沙特征

宁南山区不同降雨强度下坡地的产流产沙特征分析

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宁夏农林科技 2011年第8期52卷 64-67页

作者：王月玲王思成马璠蔡进军潘占兵宁夏农林科学院荒漠化治理研究所宁夏银川750002 宁夏农垦局农业综合开发办宁夏银川750001

采用人工模拟降雨方法,分设3种不同的降雨强度,研究了宁南山区人工草地和坡耕地的产流产沙特征。结果表明:人工草地与坡耕地的径流量最高分别为14.55、14.21 mm;侵蚀模数坡耕地最高为15.5 t/km2,人工草地最高为10 t/km2。人工草地和坡... 详细信息

采用人工模拟降雨方法,分设3种不同的降雨强度,研究了宁南山区人工草地和坡耕地的产流产沙特征。结果表明:人工草地与坡耕地的径流量最高分别为14.55、14.21 mm;侵蚀模数坡耕地最高为15.5 t/km2,人工草地最高为10 t/km2。人工草地和坡耕地的径流量、侵蚀模数均随降雨强度的增加而增加,并与降雨强度呈指数函数或幂函数。

关键词：人工模拟降雨降雨强度坡地产流产沙特征

石匣小流域不同水保措施坡面小区产流产沙及污染物输出特征分析

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石匣小流域不同水保措施坡面小区产流产沙及污染物输出特征分析

作者：王文涛北京林业大学

学位级别：硕士

坡面的土壤侵蚀、水土流失问题,已经成为了制约农业发展及灾害形成的主导因素,不但关系着农业生产、江河湖泊的利用整治,更是涉及到了整个区域的生态环境和经济的可持续性发展。本实验通过在石匣小流域选取坡耕地小区、大水平条措施小... 详细信息

坡面的土壤侵蚀、水土流失问题,已经成为了制约农业发展及灾害形成的主导因素,不但关系着农业生产、江河湖泊的利用整治,更是涉及到了整个区域的生态环境和经济的可持续性发展。本实验通过在石匣小流域选取坡耕地小区、大水平条措施小区、鱼鳞坑措施小区、人工种草措施小区、梯田措施小区和裸地对照小区,在天然降雨条件下进行产流产沙特征分析,并对水质总磷流失量(TN)、总氮流失量(TP)、化学需氧量(COD)三个污染指标输出量进行监测,将径流深、径流系数、产沙量、TP、TN、COD分别与降雨量数据进行相关性分析,探究不同径流小区的产流产沙规律及特征,并选取最优的水保措施,研究结果表明:(1)降雨是坡面侵蚀产沙的根本原因,对于水土流失及面源污染的影响较大,因此收集研究区的多年降雨数据,得出降雨变化趋势,并对未来的降雨趋势进行预测,在1970-2015年间,7-8两个月的降雨趋势总体下降,降雨量减少,七月份的降雨量在45年内的波动比较大,且七月的平均降雨量大于八月平均降雨量,降低趋势总体不显著;在降雨年际变化监测中,降雨量极差为537.6mm,年际降雨量的变化趋势M-K分析显示为降低趋势,趋势不显著;当汛期降雨总量增大时,除人工种草措施小区外,其他五种措施小区的降雨总量和产沙总量间均存在线性关系,且大水平条措施小区两项数据在0.05级别(双尾),相关性显著;坡耕地、鱼鳞坑、梯田和对照裸地均在0.01级别(双尾),相关性显著。(2)不同的水土保持措施对小区产沙、产流的控制较裸地对照组有积极作用。通过分析显示,降雨量与径流深间存在显著的正相关线性关系;降雨量与径流系数分析中,鱼鳞坑、梯田措施小区、坡耕地、对照组的径流系数与降雨量间存在相关关系,其他小区并未呈现相关性,本实验中降雨量对径流系数影响不大;产沙量与径流深间存在正相关线性关系。在径流削减过程中,各小区减流率数值分别为:坡耕地措施33.98%、大水平条措施86.41%、鱼鳞坑措施79.61%、人工种草措施80.58、梯田措施83.50%;削减泥沙输出过程中,其减沙率数据分别为:坡耕地措施52.53%、大水平条措施84.91%、鱼鳞坑措施93.54%、种草措施95.77%、梯田措施97.25%;坡耕地综合侵蚀产沙、产流两个发生过程,削减效果最优良的措施是梯田措施,当降雨量增加时,削减径流、泥沙效果明显,其次为鱼鳞坑措施,因此在考虑实际布设中应该着重使用这两种措施。(3)在不同降雨条件下,将每个小区的降雨量和各项污染指标量进行相关分析显示,氮污染指标输出量与降雨量之间存在正相关线性关系;在大水平条措施小区、鱼鳞坑措施小区、人工种草及梯田措施小区,磷污染指标输出量与降雨量间存在正相关线性关系,坡耕地、对照组未显现出相关性,COD污染指标量与降雨量间存在正指数关系;氮污染输出量消减率由强到弱分别为:梯田措施小区90.18%、鱼鳞坑措施小区83.73%、大水平条措施小区80.77%、人工种草措施小区80.59%;磷污染输出量消减率由强到弱分别为:鱼鳞坑措施小区92.91%、梯田措施小区92.13%、大水平条措施小区87.82%、人工种草措施82.24%;对于径流中有机质污染指标量COD的消减率四个小区均超过了50%,由强到弱分别为:梯田82.3%、人工种草措施73.52%、大水平条措施58.8%、鱼鳞坑措施58.47%。综合三项污染指标量的削减率,总体消减污染物输出量效果最好的措施为梯田措施、其次为鱼鳞坑措施,大水平条次之、最后为人工种草措施。

关键词：坡面径流小区不同水土保持措施产流产沙特征污染物输出最优配置