本文選題：土壤養(yǎng)分 + 徑流泥沙��； 參考：《西安理工大學(xué)》2016年博士論文

【摘要】：黃土高原地區(qū)侵蝕、養(yǎng)分流失現(xiàn)象嚴(yán)重。黃土坡面土壤養(yǎng)分隨地表徑流遷移是一個(gè)復(fù)雜的物理化學(xué)過程,受到多種因素的影響,準(zhǔn)確的預(yù)測坡面養(yǎng)分流失量對流域管理、農(nóng)業(yè)耕作指導(dǎo)有重要的意義。本文通過室內(nèi)試驗(yàn)、野外試驗(yàn)、理論分析相結(jié)合的方法,研究降雨特性、土壤特性、地形條件、地表覆蓋、施加PAM、施肥方式、地表微地形條件等對坡面養(yǎng)分遷移特征的影響,并提出描述坡面水分、養(yǎng)分傳遞的數(shù)學(xué)模型及參數(shù)確定方法。主要研究結(jié)果如下:(1)坡面徑流量、產(chǎn)沙率、養(yǎng)分徑流濃度伴隨雨強(qiáng)、雨滴動(dòng)能、坡度、初始含水量、坡長的增加而增加,但是,當(dāng)坡度為300時(shí),徑流量減小;坡面徑流量、產(chǎn)沙率、養(yǎng)分徑流濃度隨碎石覆蓋度、PAM施加量的增加而減小;不同土壤質(zhì)地條件下徑流量、鉀離子徑流濃度大小依次為:楊凌壤土安塞黃綿土神木風(fēng)沙土;不同施肥方式下鉀離子徑流濃度大小依次為:表施方式混施方式深施方式;相同糙度條件下微地形表面為半圓形或梯形時(shí),保土保肥效果較好;(2)解析法求解運(yùn)動(dòng)波方程,描述兩種供水方式下坡面水分運(yùn)動(dòng)過程。降雨條件下模型中的參數(shù)c與雨強(qiáng)呈冪函數(shù)關(guān)系變化;上方來水條件下建立了曼寧糙率與碎石覆蓋度與覆蓋面積之間的函數(shù)關(guān)系;數(shù)值法求解運(yùn)動(dòng)波方程驗(yàn)證解析法獲取參數(shù)的準(zhǔn)確性,結(jié)果較好,說明提出的近似解析模型可以用于估算入滲參數(shù)和曼寧糙率以及坡面水動(dòng)力特征參數(shù);(3)有效混合深度模型、等效混合深度模型均可用于預(yù)測坡面養(yǎng)分流失過程及流失量,不完全混合深度模型擬合效果比完全混合深度模型好,完全混合深度模型由于簡單的參數(shù),便于推廣使用;混合層深度與各影響因子的乘積呈線性關(guān)系變化;(4)提出了降雨侵蝕作用下的養(yǎng)分傳遞模型及相關(guān)參數(shù)的確定方法,并建立了混合層深度與雨強(qiáng)、時(shí)間之間的函數(shù)關(guān)系,模型獲得的參數(shù)m只與養(yǎng)分類型有關(guān),k可以表示為雨強(qiáng)、坡度、養(yǎng)分類型的函數(shù)。(5)提出了水流沖刷條件下養(yǎng)分向地表徑流傳遞模型及相關(guān)參數(shù)的確定方法,建立了混合層深度與水深、時(shí)間函數(shù)關(guān)系,實(shí)測資料驗(yàn)證模型結(jié)果顯示擬合的鉀離子徑流濃度、徑流流失量隨時(shí)間的變化過程效果較好,參數(shù)ke與Re呈線性關(guān)系變化。
[Abstract]:The phenomenon of nutrient loss is serious in Loess Plateau. Soil nutrient migration with surface runoff is a complex physical and chemical process, which is influenced by many factors. Accurate prediction of soil nutrient loss is of great significance for watershed management and agricultural guidance. In this paper, the effects of rainfall characteristics, soil characteristics, topographic conditions, surface mulching, application of PAM, fertilization methods and surface microtopography conditions on nutrient transport characteristics of slope surface were studied by means of laboratory test, field test and theoretical analysis. A mathematical model and a method for determining the parameters of water and nutrient transfer on slope are proposed. The main results are as follows: (1) runoff, sediment yield, nutrient runoff concentration increase with the increase of rain intensity, raindrop kinetic energy, slope, initial water content and slope length. However, when the slope is 300, the runoff decreases. The sediment yield and nutrient runoff concentration decreased with the increase of the amount of gravel coverage and PAM, and the runoff concentration of potassium ions in different soil texture was: Yang Ling loam, Ansai loess, Shenmu sandy soil; The order of K ~ + runoff concentration under different fertilization conditions was as follows: surface application mode, deep application mode, and soil conservation with semicircle or trapezoid surface under the same roughness, the analytical method was used to solve the motion wave equation, and the equation of motion wave was solved by the analytical method, and the effect of soil conservation was better when the surface of the soil was semicircular or trapezoid. This paper describes the process of water movement on slope under two water supply modes. The relationship between the parameters c and rain intensity is power function under rainfall condition, and the relationship between Manning roughness and gravel coverage and coverage area is established under the condition of upper water coming. Numerical solution of motion wave equation verifies the accuracy of the analytical method and the results are good. The proposed approximate analytical model can be used to estimate the infiltration parameters, Manning roughness and hydrodynamic parameters of slope. The equivalent mixing depth model can be used to predict nutrient loss process and loss on slope surface. The fitting effect of incomplete mixing depth model is better than that of complete mixing depth model. Because of simple parameters, complete mixing depth model is easy to be popularized and used. A linear relationship between the mixing layer depth and the product of each influencing factor is presented. (4) the nutrient transfer model under rainfall erosion and the method of determining the relative parameters are proposed, and the functional relationship between the mixing layer depth and rain intensity and time is established. The parameter m obtained by the model can only be expressed as the function of rain intensity, slope and nutrient type. The model of nutrient transfer to surface runoff under the condition of water flow erosion and the determination of related parameters are proposed. The relationship between mixing layer depth and water depth and time function was established. The measured data showed that the fitted potassium ion runoff concentration and runoff loss with time had a good effect, and the parameter ke had a linear relationship with re.
【學(xué)位授予單位】：西安理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：S157.1

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本文編號：1963119