發(fā)布時間：2021-03-01 15:30

　　黃土高原是我國坡耕地主要分布區(qū)之一,坡耕地上的水土流失不但會導致耕層破壞、土壤養(yǎng)分流失,造成土地生產力下降,也會導致河流含沙量增大、污染物質跨地區(qū)傳播等嚴重危害,因此,研究坡耕地上的土壤侵蝕規(guī)律以及地表狀況對其的影響具有重要意義。坡耕地上的地表狀況主要包括地表粗糙度以及作物覆蓋,其中地表粗糙度是指由于人為耕作措施、土壤侵蝕等作用下導致地表呈現出高低起伏的微地形,是影響坡面徑流的流速、流態(tài)和阻力特征的重要因素之一,并對產流產沙具有重要影響。作物是指人為種植在耕地上的農作物,同樣是影響坡耕地土壤侵蝕的重要因子。本研究以粘沙床面上的人工模擬粗糙度、坡耕地上不同耕作措施（掏挖、鋤耕、等高耕作）形成的地表粗糙度和三種常見作物（谷子、玉米、大豆）的農作物為研究對象,將無任何耕作措施和作物的平整坡面作為對照組,通過室內動床人工放水沖刷試驗的研究方法,對人工模擬粗糙坡面和耕作措施坡面的粗糙度特征、作物坡面的根系特征、坡面徑流產流時間、徑流流速、徑流流態(tài)、阻力特征以及侵蝕特性等進行了系統(tǒng)的研究。主要結論如下:（1）人工模擬粗糙坡面上的徑流流速低于光滑坡面,且徑流流速與地表粗糙度呈負相關關系,說明人工模擬... 

【文章來源】：西北農林科技大學陜西省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：144 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

試驗土槽Figure2.1Theoverviewofexperimentalflume室內土槽試驗的供水輸水系統(tǒng)包括水泵、集水桶、玻璃轉子流量計、消能池、穩(wěn)

第二章研究內容與方法17玻璃轉子流量計后向土槽前端的消能池中供水，通過消能池以及穩(wěn)流池后進入試驗土槽中，最后通過土槽末端的尾門出水。其中，水泵最大揚程為8.0m，最大流量為18000L/h，滿足試驗供水要求；試驗采用的集水桶為大型塑料圓桶，且試驗過程中不斷有水流輸入，能夠保證試驗過程中持續(xù)的水源供給；玻璃轉子流量計采用VA10S系列管螺紋連接普通型流量計，測量范圍為60-630L/h，使用溫度區(qū)間為20-120℃，工作壓力小于1.0MPa，該流量計的特點是擁有較高的測量精度、很好的互換性能和多種連接方式，根據流體的溫度、黏度、壓力和密度等物理量取得實際流量標尺，對示值進行修正，使之更接近實際流量；消能池和穩(wěn)流前池為一個整體，由2mm厚的不銹鋼薄板制作而成，尺寸為長1m，寬0.5m，深0.6m，中間用下部鉆有梅花孔的薄板一分為二，消能池尺寸為長1m，寬0.3m，深0.6m，目的為削減水流能量，穩(wěn)流池尺寸為長1m，寬0.2m，深0.6m，水流由梅花小孔進入穩(wěn)流池后，水流表面平靜，動能為零，以排除初始動能對試驗的干擾，使水流自然、均勻地溢入土槽；試驗土槽段為整個試驗裝置的主體，作為試驗區(qū)域，通過對床面進行不同的處理，獲取試驗所需的各項數據資料；尾門主要是集中從試驗土槽段末尾出來的水流，便于對產流產沙進行樣本采集。試驗主要設備示意圖如圖2.2所示。圖2.2試驗設備示意圖Figure2.2Theexperimentalsetup2.3.2試驗方案2.3.2.1室內粗糙度坡面沖刷試驗室內粗糙度坡面沖刷試驗是在陜西省楊凌示范區(qū)西北農林科技大學資源與環(huán)境學院的水土保持與荒漠化防治工程實驗室進行。試驗分為兩部分，一部分為定床條件下的人工模擬糙度坡面，即粘沙坡面。該坡面采用不同粒徑范圍的砂粒附著床面，砂粒

博士學位論文18附著床面的形成步驟為：先將砂粒（自然級配）通過震動篩篩分，使其分別為d=0.5~1.25、1.25~2.5、2.5~5和5~10mm的粒徑范圍；然后在床面內壁均勻平整地涂抹一層適當厚度的清漆，清漆涂抹量需根據所粘砂礫的粒徑確定，保證砂礫能夠牢固地粘在床面即可；最后在床面上分別將每一種粒徑范圍的砂礫均勻地分散在床面上，形成四種均勻凸起的微地形粗糙床面，并將未粘沙的光滑坡面作為對照組。床面形態(tài)如圖2.3所示。圖2.3人工模擬粗糙度坡面形態(tài)Figure2.3Thebedwithartificialsimulationofsurfaceroughness第二部分試驗為動床條件下的有向粗糙度坡面，即耕作措施坡面。該試驗選取了黃土高原坡耕地上常見的三種耕作措施，包括：掏挖（Manualdibbling,MD）、鋤耕（Manualhoeing,MH）和等高耕作（Coutourdrilling,CD）。掏挖采用采用镢頭掏挖地表，并保持坡面掏挖措施后的原始狀態(tài)，掏挖深度為5cm左右，尺寸約為15×15cm，掏挖位置采用梅花型布設；鋤耕為平整坡面上用鋤頭在坡面上人工鋤挖，鋤耕深度為3.5cm；等高耕作采用人拉鏵犁的橫坡耕作形成土壟和犁溝，壟高約為3.5cm，壟間距約為15cm。地表形態(tài)及具體的措施布設如圖2.4所示。此外，坡面經過耕作措施處理后，在坡面上鋪設農用不透水塑料薄膜，薄膜須盡量與地表起伏輪廓貼合，并用噴壺從坡面上端開始注水使之溢滿所有低洼處直至從坡面下端出水口流出，記錄總注水量和出水量，利用水量平衡法測定不同坡度下各耕作措施坡面的地表填洼量（DSC）。

【參考文獻】：
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本文編號：3057680