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水土保持通报 2011年第5期31卷 1-6页

作者：李锐中国科学院水利部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 西北农林科技大学水土保持研究所陕西杨凌712100

国家重点基础研究发展计划(973)项目"中国主要水蚀区土壤侵蚀过程与调控研究"针对国家对土壤侵蚀防治对策基础理论的迫切需求和国际学科前沿重大问题,选择东北黑土漫岗丘陵区、西北黄土高原区、南方红壤丘陵区和西南紫色土山丘区等4个... 详细信息

国家重点基础研究发展计划(973)项目"中国主要水蚀区土壤侵蚀过程与调控研究"针对国家对土壤侵蚀防治对策基础理论的迫切需求和国际学科前沿重大问题,选择东北黑土漫岗丘陵区、西北黄土高原区、南方红壤丘陵区和西南紫色土山丘区等4个主要水力侵蚀区,从侵蚀过程、侵蚀模型和侵蚀调控3个层面进行了系统研究。揭示了不同方式和不同尺度下土壤侵蚀发生发展的过程及其空间格局、影响因子和作用机制;构建了中国多尺度水蚀预报模型;提出了水土流失与水土保持的环境效应评价指标体系与方法;综合集成了适应自然生态过程和人类活动的水土流失调控范式。该项研究成果丰富和发展了具有中国特色的水土保持科学,为国家制定水土保持战略和规划提供了理论依据。

关键词：水蚀侵蚀过程侵蚀模型侵蚀调控

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裸露砒砂岩区人工林地侵蚀特征及其侵蚀量模拟研究

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水土保持通报 2022年第4期42卷 9-17,41页

作者：秦富仓董晓宇杨振奇内蒙古农业大学沙漠治理学院内蒙古呼和浩特010019 水利部牧区水利科学研究所内蒙古呼和浩特010020

[目的]研究裸露砒砂区天然降雨条件下不同类型人工林地的侵蚀特征,为裸露砒砂区植被建设和减轻泥沙入黄提供科学指导。[方法]以裸露砒砂岩区广泛栽植的油松人工林、山杏人工林、沙棘人工林和柠条人工林以及草地和裸地为研究对象,采用径... 详细信息

[目的]研究裸露砒砂区天然降雨条件下不同类型人工林地的侵蚀特征,为裸露砒砂区植被建设和减轻泥沙入黄提供科学指导。[方法]以裸露砒砂岩区广泛栽植的油松人工林、山杏人工林、沙棘人工林和柠条人工林以及草地和裸地为研究对象,采用径流小区监测的手段,对各类型样地的年内天然降雨以及土壤侵蚀量进行监测。[结果](1)依据研究的年内降雨数据,裸露砒砂岩区长历时的暴雨和中到大雨的情况下,瞬时雨量呈现双峰趋势,累积降雨量呈梯式增长规律;短历时的暴雨和小到中雨的瞬时雨量呈单峰趋势,累积降雨量分别呈S形和线性增长趋势;(2)裸露基岩坡面侵蚀较为严重,总产流量达28.48 L,总土壤侵蚀量达31.85 t/(hm^(2)·a),有植被的坡面总产流量在9.8~18.41 L之间,总土壤侵蚀量在1.67~10.14 t/(hm^(2)·a)之间。各类型人工林地的产流量随着降雨类型的变化并无统一规律;但土壤侵蚀量均呈现:裸地>草地>柠条林>山杏林>油松林>沙棘林的规律。油松林和沙棘林地的产流量和土壤侵蚀量均呈极显著相关关系,相关系数分别0.929,0.893;各类型样地的平均雨强和I均与土壤侵蚀量呈显著相关关系,相关系数高于0.595。(3)各类型人工林地降雨量分别与径流量、土壤侵蚀量呈多元线性(R~2>0.771)的关系。降雨产流模型的Nse值高于0.62,除柠条人工林外降雨产沙模型的Nse值高于0.57,表明模型精度相对较高。[结论]在裸露砒砂岩区侵蚀性降雨条件下,人工林地降雨、产流与产沙均存在一定的函数关系且人工林地的侵蚀量小于裸露坡面的侵蚀量。

关键词：裸露砒砂岩区人工林侵蚀产沙侵蚀调控

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工程堆积体坡面植物篱的减流减沙效益及其机理研究

工程堆积体坡面植物篱的减流减沙效益及其机理研究

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作者：王凯中国科学院研究生院（教育部水土保持与生态环境研究中心）

学位级别：硕士

生产建设项目在施工及生产过程中会产生大量工程堆积体,而堆积体的土壤侵蚀模数远高于自然坡面,极易产生严重的水土流失,为探索工程堆积体水土保持的有效措施,本研究利用宽5m,长20m的标准径流小区,通过野外模拟径流试验,在24°、28°、3... 详细信息

生产建设项目在施工及生产过程中会产生大量工程堆积体,而堆积体的土壤侵蚀模数远高于自然坡面,极易产生严重的水土流失,为探索工程堆积体水土保持的有效措施,本研究利用宽5m,长20m的标准径流小区,通过野外模拟径流试验,在24°、28°、32°三种坡度下,采用35L/min、45 L/min、55L/min三种放水流量,研究了工程堆积体坡面应用植物篱措施后的侵蚀过程、减流减沙效益及其侵蚀动力机理,并分析了其控蚀能力的时序变化。得到了以下结论:(1)对照小区和植物篱小区的产流量、产沙量都随着小区坡度和放水流量的增加而增大,植物篱可以有效减少径流量和侵蚀量:①减流效益介于4%0%之间,并随着小区坡度的增加而增大,但与径流流量不是简单的正相关关系,随着流量的增加先增大后减小。②减沙效益介于15%5%之间,随着坡度和放水流量的增加而减小。(2)对照小区和植物篱小区的产流率、产沙率均随坡度和放水流量的增加而增大;随冲刷历时的推移,产流率在前期迅速增大而后趋于平稳,产沙率在前期快速上升,之后明显下降,在大流量(45、55L/min)下,冲刷末段超过了初始时段;植物篱小区的产流率小于对照小区,且植物篱小区的产流时刻比对照小区要滞后20min,冲刷后期二者的产沙率逐渐接近甚至前者超过后者。(3)对照小区和植物篱小区的细沟侵蚀量在区段1(0m)内所占比例最高(≥40%),随着坡度增加,坡面上部(00m)沟蚀量所占的比例呈现先增加后减小的趋势,随着流量的增加,坡面下部(100m)所占的比例随之增大,细沟向下发育的更加完善。植物篱对坡面下部防护作用较好,将细沟侵蚀限制在上部坡面,且对24°和32°坡面的沟蚀分布影响较大。(4)随着放水流量和坡度的增加,对照小区侵蚀泥沙中砂粒的含量逐渐增加,黏粒含量减少;相对于对照小区,植物篱可以减弱侵蚀过程中径流对砂粒的剥蚀和搬运;分形维数可以作为植物篱对侵蚀产沙中泥沙颗粒粒级分布的评价指标。(5)植物篱将坡面剥蚀率从30g·m-2·s-1降低到1.5g·m-2·s-1,剪切力从4N·m-2降低到2.5N·m-2,将临界剪切力和临界功率分别提高了0.25倍和5倍,植物篱通过降低坡面径流能量,削弱径流侵蚀动力,提高坡面的抗侵蚀能力,减小了水流对坡面的剥蚀程度。(6)植物篱的控蚀能力随着径流冲刷历时的延长存在临界值,二者之间可用二次函数进行较好拟合,累积减沙量的最大值出现在冲刷历时26min之后,且随坡度和流量的增加而提前;径流含沙量的时序变化是植物篱控蚀能力存在时间限制的直接原因;分析实际含沙量与径流挟沙能力变化可以发现植物篱与坡面径流输沙的源关系,是控蚀能力存在临界值的深层原因。

关键词：工程堆积体植物篱冲刷侵蚀调控时序特征

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