降雨對不同坡比邊坡產(chǎn)流產(chǎn)沙過程的影響
發(fā)布時間:2021-03-24 12:59
為了給侵蝕溝植被邊坡防護提供理論基礎(chǔ),通過野外徑流小區(qū)試驗,觀測次降雨對1:1.5和1:1.2坡比邊坡7種植被配置產(chǎn)流產(chǎn)沙的過程特征。結(jié)果表明:產(chǎn)流量主要隨降雨量變化,大于其受植被影響,產(chǎn)沙量主要集中于前期強降雨,15 mm雨量為閾值,高于15 mm雨量產(chǎn)沙量大幅度增長,植被生長后期產(chǎn)沙極少;不同時間段次降雨減流減沙優(yōu)勢植被配置不同,紫花苜蓿草種前期減流減沙效果好,無芒雀麥和早熟禾草種后期減流減沙效果好;坡度變陡,產(chǎn)流量隨植被生長由相近逐漸提高,產(chǎn)沙量只在強降雨下明顯升高。在侵蝕溝陡坡防護時紫花苜;觳ケ壤,提高前期對強降雨的承受能力。
【文章來源】:農(nóng)學學報. 2020,10(11)
【文章頁數(shù)】:6 頁
【部分圖文】:
徑流小區(qū)
由圖2可知,總體上次降雨產(chǎn)流量隨雨量大小的變化而變化。0~5 mm次降雨量,徑流小區(qū)平均產(chǎn)流2.4 L,5~10 mm次降雨量,徑流小區(qū)平均產(chǎn)流4.4 L,大于10 mm次降雨量,徑流小區(qū)平均產(chǎn)流7.4 L。同等次降雨量對6月和7月產(chǎn)流的影響大于8月和9月,主要是由于植被覆蓋率低和徑流小區(qū)建設土層穩(wěn)定性受干預造成的,賀小容等研究表明土層緊實度直接影響坡面產(chǎn)流結(jié)果[12],同時徑流對降雨量的敏感性隨植被蓋度的提高而降低。但也存在特殊情況,如7月15日和8月30日的降雨量相對較低,但產(chǎn)流量卻較高,是因為7月15日降雨的歷時短,平均雨強、E和EI30較大,對坡面的侵蝕能力強,產(chǎn)流量大。8月30日雖雨強和土壤侵蝕力較低,但之前發(fā)生連續(xù)降雨,土壤含水量高,土壤下滲能力差,進而形成較多地表徑流。7月15日與7月16日的降雨量相差懸殊,產(chǎn)流量卻相近均較高,與7月12日降雨量大、歷時長,土壤有足夠時間入滲,土壤含水量高有關(guān),影響7月15日的降雨入滲量。8月前,不同降雨量下,B1~B8產(chǎn)流量差距較小,8月及以后B1~B8產(chǎn)流量差距變大,且降雨量越高,差距越顯著,這是由于前期植被覆蓋率均很低,受植被影響較小,雨熱同期后不同草種植被覆蓋率有顯著差異,導致植被截流降雨作用的差距,產(chǎn)流量不同。7—9月,各次降雨B8產(chǎn)流量都高于植草各徑流小區(qū),且隨時間推進差距逐漸增大,可見植被減流作用的重要性。6月中旬—7月,除B1和B2的其他植被配置小區(qū)各次降雨下產(chǎn)流量相差不大,8—9月,5 mm降雨量左右時各徑流小區(qū)產(chǎn)流差別不顯著,10 mm左右降雨量時B7減流作用非常顯著。前期B3減流作用明顯優(yōu)于B1和B2,后期B1和B2減流作用反超B3。2.1.2 1:1.2坡比邊坡降雨產(chǎn)流
由圖4可知,整體上產(chǎn)沙量不隨降雨量大小的變化而變化,各次降雨下產(chǎn)沙量差距懸殊,存在閾值。降雨量小于15 mm,產(chǎn)沙量較少,降雨量大于15 mm,產(chǎn)沙量明顯升高,且B8產(chǎn)沙量比其他植被配置徑流小區(qū)增長量更大。王蕙[14]、黃俊[15]、鐘壬琳等[16]試驗表明坡面產(chǎn)沙隨雨強增大產(chǎn)沙量也增大。6月和7月次降雨下的產(chǎn)沙量較高,一方面由于徑流小區(qū)建成初始,土壤容重、緊實度、穩(wěn)定性等變化而受到影響,另一方面由植被根系發(fā)育不完全,固土能力弱導致的,占海歌研究表明植物根系能提高土壤的抗蝕性,降低產(chǎn)沙量[17]。產(chǎn)沙量主要集中在6月20日和7月16日兩次降雨,是由于植被覆蓋率低,平均雨強、I30、E、EI30高造成的。同時6月5日、7月19日和8月30日產(chǎn)沙量也較多,其他次降雨產(chǎn)沙量則極小。6月5日,徑流小區(qū)土壤穩(wěn)定性沒有恢復,土壤顆粒隨徑流極易被帶走導致產(chǎn)沙量大。7月19日產(chǎn)沙量較高由平均雨強、I30、E、EI30較高形成的。8月30日降雨量較小產(chǎn)沙量卻較高,是因為8月24—27日有連續(xù)降雨,土壤含水量接近飽和,地表產(chǎn)流量大帶走泥沙量大。相同降雨量下,6月和7月產(chǎn)沙量高于8月和9月。6月植被混播配置B6、B7、B3產(chǎn)沙較少,隨著時間推移,不同時間段優(yōu)勢植被配置不同,7月B3、B4、B5減沙效果較好。8月B1和B2相比其他植被配置,由前期產(chǎn)沙量高變?yōu)槊黠@下降,甚至超過混播配置及紫花苜蓿。9月產(chǎn)沙量均極少。圖4 B1~B8次降雨產(chǎn)沙量情況
【參考文獻】:
期刊論文
[1]東北黑土區(qū)溝道侵蝕機理及防治研究進展[J]. 孔令冉,董雯昕,楊天一,馬獻發(fā). 國土與自然資源研究. 2018(04)
[2]雨強和坡度對嵌套礫石紅壤坡面產(chǎn)流產(chǎn)沙的影響[J]. 王蕙,胡秀君,山成菊. 水土保持學報. 2018(04)
[3]東北黑土區(qū)侵蝕溝專項治理的幾點思考[J]. 尚建勛,朱悅. 中國水土保持. 2017(11)
[4]坡度對農(nóng)業(yè)耕作措施水土保持作用的影響[J]. 趙龍山,侯瑞,吳發(fā)啟,戴全厚. 水土保持學報. 2017(03)
[5]三種生態(tài)護坡形式的水土保持效果研究[J]. 孫婷婷,李柏,劉慧博. 中國水土保持. 2017(02)
[6]植被恢復措施對不同排土年限煤礦排土場邊坡細溝侵蝕的影響[J]. 史倩華,王文龍,劉瑞順,郭明明,歐陽潮波,李建明,康宏亮. 農(nóng)業(yè)工程學報. 2016(17)
[7]東北黑土區(qū)侵蝕溝發(fā)展與危害初步調(diào)查[J]. 白建宏,回莉君. 中國水土保持. 2015(08)
[8]模擬降雨試驗下3種植被恢復模式對土質(zhì)道路邊坡侵蝕的影響[J]. 劉窯軍,王天巍,華忠光,蔡崇法,李朝霞. 水土保持學報. 2014(06)
[9]擾動地表及不同坡位土壤養(yǎng)分特征分析[J]. 賀小容,何丙輝,秦偉,左長清. 水土保持研究. 2014(02)
[10]東北黑土區(qū)侵蝕溝省際分布特征[J]. 王巖松,王念忠,鐘云飛,顧廣賀,范昊明,張瀚洋. 中國水土保持. 2013(10)
博士論文
[1]典型黑土區(qū)不同尺度溝蝕演化過程及效應研究[D]. 李浩.中國科學院研究生院(東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所) 2016
[2]陜北黃土區(qū)坡面產(chǎn)流條件及林草改土效應研究[D]. 艾寧.北京林業(yè)大學 2016
碩士論文
[1]基于無人機遙感的排土場邊坡植被與土壤侵蝕監(jiān)測研究[D]. 盧潔.中國礦業(yè)大學 2018
[2]3種草本植物根系特征對土壤抗侵蝕性能影響[D]. 占海歌.華中農(nóng)業(yè)大學 2017
[3]不同降雨條件下植被調(diào)控坡面水沙過程研究[D]. 侯沛軒.北京林業(yè)大學 2016
本文編號:3097767
【文章來源】:農(nóng)學學報. 2020,10(11)
【文章頁數(shù)】:6 頁
【部分圖文】:
徑流小區(qū)
由圖2可知,總體上次降雨產(chǎn)流量隨雨量大小的變化而變化。0~5 mm次降雨量,徑流小區(qū)平均產(chǎn)流2.4 L,5~10 mm次降雨量,徑流小區(qū)平均產(chǎn)流4.4 L,大于10 mm次降雨量,徑流小區(qū)平均產(chǎn)流7.4 L。同等次降雨量對6月和7月產(chǎn)流的影響大于8月和9月,主要是由于植被覆蓋率低和徑流小區(qū)建設土層穩(wěn)定性受干預造成的,賀小容等研究表明土層緊實度直接影響坡面產(chǎn)流結(jié)果[12],同時徑流對降雨量的敏感性隨植被蓋度的提高而降低。但也存在特殊情況,如7月15日和8月30日的降雨量相對較低,但產(chǎn)流量卻較高,是因為7月15日降雨的歷時短,平均雨強、E和EI30較大,對坡面的侵蝕能力強,產(chǎn)流量大。8月30日雖雨強和土壤侵蝕力較低,但之前發(fā)生連續(xù)降雨,土壤含水量高,土壤下滲能力差,進而形成較多地表徑流。7月15日與7月16日的降雨量相差懸殊,產(chǎn)流量卻相近均較高,與7月12日降雨量大、歷時長,土壤有足夠時間入滲,土壤含水量高有關(guān),影響7月15日的降雨入滲量。8月前,不同降雨量下,B1~B8產(chǎn)流量差距較小,8月及以后B1~B8產(chǎn)流量差距變大,且降雨量越高,差距越顯著,這是由于前期植被覆蓋率均很低,受植被影響較小,雨熱同期后不同草種植被覆蓋率有顯著差異,導致植被截流降雨作用的差距,產(chǎn)流量不同。7—9月,各次降雨B8產(chǎn)流量都高于植草各徑流小區(qū),且隨時間推進差距逐漸增大,可見植被減流作用的重要性。6月中旬—7月,除B1和B2的其他植被配置小區(qū)各次降雨下產(chǎn)流量相差不大,8—9月,5 mm降雨量左右時各徑流小區(qū)產(chǎn)流差別不顯著,10 mm左右降雨量時B7減流作用非常顯著。前期B3減流作用明顯優(yōu)于B1和B2,后期B1和B2減流作用反超B3。2.1.2 1:1.2坡比邊坡降雨產(chǎn)流
由圖4可知,整體上產(chǎn)沙量不隨降雨量大小的變化而變化,各次降雨下產(chǎn)沙量差距懸殊,存在閾值。降雨量小于15 mm,產(chǎn)沙量較少,降雨量大于15 mm,產(chǎn)沙量明顯升高,且B8產(chǎn)沙量比其他植被配置徑流小區(qū)增長量更大。王蕙[14]、黃俊[15]、鐘壬琳等[16]試驗表明坡面產(chǎn)沙隨雨強增大產(chǎn)沙量也增大。6月和7月次降雨下的產(chǎn)沙量較高,一方面由于徑流小區(qū)建成初始,土壤容重、緊實度、穩(wěn)定性等變化而受到影響,另一方面由植被根系發(fā)育不完全,固土能力弱導致的,占海歌研究表明植物根系能提高土壤的抗蝕性,降低產(chǎn)沙量[17]。產(chǎn)沙量主要集中在6月20日和7月16日兩次降雨,是由于植被覆蓋率低,平均雨強、I30、E、EI30高造成的。同時6月5日、7月19日和8月30日產(chǎn)沙量也較多,其他次降雨產(chǎn)沙量則極小。6月5日,徑流小區(qū)土壤穩(wěn)定性沒有恢復,土壤顆粒隨徑流極易被帶走導致產(chǎn)沙量大。7月19日產(chǎn)沙量較高由平均雨強、I30、E、EI30較高形成的。8月30日降雨量較小產(chǎn)沙量卻較高,是因為8月24—27日有連續(xù)降雨,土壤含水量接近飽和,地表產(chǎn)流量大帶走泥沙量大。相同降雨量下,6月和7月產(chǎn)沙量高于8月和9月。6月植被混播配置B6、B7、B3產(chǎn)沙較少,隨著時間推移,不同時間段優(yōu)勢植被配置不同,7月B3、B4、B5減沙效果較好。8月B1和B2相比其他植被配置,由前期產(chǎn)沙量高變?yōu)槊黠@下降,甚至超過混播配置及紫花苜蓿。9月產(chǎn)沙量均極少。圖4 B1~B8次降雨產(chǎn)沙量情況
【參考文獻】:
期刊論文
[1]東北黑土區(qū)溝道侵蝕機理及防治研究進展[J]. 孔令冉,董雯昕,楊天一,馬獻發(fā). 國土與自然資源研究. 2018(04)
[2]雨強和坡度對嵌套礫石紅壤坡面產(chǎn)流產(chǎn)沙的影響[J]. 王蕙,胡秀君,山成菊. 水土保持學報. 2018(04)
[3]東北黑土區(qū)侵蝕溝專項治理的幾點思考[J]. 尚建勛,朱悅. 中國水土保持. 2017(11)
[4]坡度對農(nóng)業(yè)耕作措施水土保持作用的影響[J]. 趙龍山,侯瑞,吳發(fā)啟,戴全厚. 水土保持學報. 2017(03)
[5]三種生態(tài)護坡形式的水土保持效果研究[J]. 孫婷婷,李柏,劉慧博. 中國水土保持. 2017(02)
[6]植被恢復措施對不同排土年限煤礦排土場邊坡細溝侵蝕的影響[J]. 史倩華,王文龍,劉瑞順,郭明明,歐陽潮波,李建明,康宏亮. 農(nóng)業(yè)工程學報. 2016(17)
[7]東北黑土區(qū)侵蝕溝發(fā)展與危害初步調(diào)查[J]. 白建宏,回莉君. 中國水土保持. 2015(08)
[8]模擬降雨試驗下3種植被恢復模式對土質(zhì)道路邊坡侵蝕的影響[J]. 劉窯軍,王天巍,華忠光,蔡崇法,李朝霞. 水土保持學報. 2014(06)
[9]擾動地表及不同坡位土壤養(yǎng)分特征分析[J]. 賀小容,何丙輝,秦偉,左長清. 水土保持研究. 2014(02)
[10]東北黑土區(qū)侵蝕溝省際分布特征[J]. 王巖松,王念忠,鐘云飛,顧廣賀,范昊明,張瀚洋. 中國水土保持. 2013(10)
博士論文
[1]典型黑土區(qū)不同尺度溝蝕演化過程及效應研究[D]. 李浩.中國科學院研究生院(東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所) 2016
[2]陜北黃土區(qū)坡面產(chǎn)流條件及林草改土效應研究[D]. 艾寧.北京林業(yè)大學 2016
碩士論文
[1]基于無人機遙感的排土場邊坡植被與土壤侵蝕監(jiān)測研究[D]. 盧潔.中國礦業(yè)大學 2018
[2]3種草本植物根系特征對土壤抗侵蝕性能影響[D]. 占海歌.華中農(nóng)業(yè)大學 2017
[3]不同降雨條件下植被調(diào)控坡面水沙過程研究[D]. 侯沛軒.北京林業(yè)大學 2016
本文編號:3097767
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