本文關(guān)鍵詞：不同降雨條件下植被調(diào)控坡面水沙過程研究

  更多相關(guān)文章： 天然降雨 人工降雨 植被 產(chǎn)流 產(chǎn)沙

【摘要】：降雨過程中產(chǎn)生的徑流以及其引起的侵蝕產(chǎn)沙,是當(dāng)前我國乃至世界面臨的嚴(yán)重環(huán)境問題之一；天然降雨的特性復(fù)雜,不利于控制,人工模擬降雨成為相關(guān)研究的重要途徑,但是兩個條件下植被覆蓋對坡面水文過程的影響有所不同。因此研究這兩種降雨來源下的坡面水文過程具有重要的實際意義。本研究采用人工模擬降雨的試驗方法,在試驗中設(shè)置30mm/h、60mm/h、90mm/h的降雨強(qiáng)度和10。、200的坡度,地表植被選為油松、栓皮櫟、荊條和黑麥草,對各條件下的坡面水文過程進(jìn)行了研究；同時結(jié)合相同地區(qū)徑流小區(qū)的天然降雨坡面產(chǎn)流數(shù)據(jù),對不同降雨來源下植被發(fā)揮的作用進(jìn)行了對比分析。研究的主要結(jié)論如下：(1)首先對于QYJY-503C人工模擬降雨裝置和天然降雨的降雨特性進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)天然降雨的雨滴直徑在0.1mm-5.2mm之間,大多數(shù)的雨滴直徑小于1mm；人工降雨雨滴中數(shù)直徑在0.8mm-2.3mm之間,極少數(shù)雨滴直徑會大于3.0mm,同時雨滴的平均直徑隨著降雨強(qiáng)度的增大有一定的增加。在試驗雨強(qiáng)范圍內(nèi),降雨的均勻度能夠達(dá)到85%以上,均勻度較高。在降雨動能和降雨強(qiáng)度之間的關(guān)系方面,其中天然降雨：E=83.61Ⅰ0-28,R2=0.665；人工降雨：E=15.12-75.6/Ⅰ,R2=0.9819；E為降雨動能,J·m-2·mm-1;Ⅰ為降雨強(qiáng)度,mm/h；在試驗范圍內(nèi)達(dá)到相同降雨動能時,人工降雨和天然降雨降雨強(qiáng)度的關(guān)系式：Ⅰ人工=5.57Ⅰ天然0.28+5.04。(2)人工模擬降雨各試驗條件下坡面產(chǎn)流量均隨著降雨歷時的進(jìn)行呈現(xiàn)出先增加后逐漸穩(wěn)定的趨勢,產(chǎn)沙量則是隨著降雨歷時表現(xiàn)出先增加后逐漸減小并達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。坡面的產(chǎn)流量和產(chǎn)沙量和降雨強(qiáng)度以及坡度為正相關(guān)關(guān)系,同時產(chǎn)流量和產(chǎn)沙量隨著降雨強(qiáng)度的增加表現(xiàn)出更大的增長幅度；而隨著坡度的增加,產(chǎn)沙量的增加幅度比較穩(wěn)定,產(chǎn)流量的增加幅度有所下降�？梢钥闯鰧ζ旅娈a(chǎn)流產(chǎn)沙的影響能力：降雨強(qiáng)度坡度。(3)人工模擬降雨的4種試驗植被的坡面產(chǎn)流量：油松栓皮櫟荊條黑麥草,相比于裸坡其產(chǎn)流量均有明顯減少。產(chǎn)流量達(dá)到穩(wěn)定的時間與產(chǎn)流量相反,表現(xiàn)為：油松栓皮櫟荊條黑麥草。4種試驗植被的坡面產(chǎn)沙量：黑麥草荊條油松栓皮櫟,相比裸坡也均有明顯減少,且減少趨勢比產(chǎn)流量更大,可見植被對坡面產(chǎn)沙的影響能力比坡面產(chǎn)流更強(qiáng)；坡面產(chǎn)沙達(dá)到穩(wěn)定的時間：黑麥草荊條油松栓皮櫟,與產(chǎn)沙量趨勢相同�？梢娭脖粚ζ旅娈a(chǎn)流的調(diào)控能力：林地灌草地,對坡面產(chǎn)沙的調(diào)控能力：灌草地林地。(4)天然降雨過程中各徑流小區(qū)總產(chǎn)流量表現(xiàn)為：油松側(cè)柏松櫟混交灌木,由于植被對坡面徑流的調(diào)控機(jī)理不同,地表徑流產(chǎn)流量表現(xiàn)為：松櫟混交油松側(cè)柏灌木,壤中流產(chǎn)流量表現(xiàn)為：側(cè)柏灌木油松松櫟混交。可見：松櫟混交徑流小區(qū)的坡面徑流主要表現(xiàn)形式為壤中流,側(cè)柏和灌木徑流小區(qū)主要以地表徑流為主,壤中流和地表徑流在油松徑流小區(qū)所占比例比較平均。相比于降雨,產(chǎn)流的滯后時間：灌木側(cè)柏油松松櫟混交,與地表徑流的產(chǎn)流量趨勢相反,坡面越早產(chǎn)流,其地表徑流總產(chǎn)流量越大。(5)對于兩種降雨來源,在天然降雨中,油松坡面總產(chǎn)流量為總降雨量的0.42%,荊條坡面總產(chǎn)流量為總降雨量的2.05%；在人工降雨的試驗中,坡度20°各條件下油松坡面總產(chǎn)流量為總降雨量的1.48%,灌木坡面總產(chǎn)流量為總降雨量的2.12%,兩個降雨來源下油松的產(chǎn)流量差異較大,荊條的產(chǎn)流量比較相近,但兩個降雨來源下的產(chǎn)流趨勢相同。產(chǎn)流量從降雨來源上看：天然降雨人工降雨,從植被種類上看：油松灌木,從天然降雨到人工降雨,喬木的產(chǎn)流量變化較大。(6)當(dāng)降雨動能相等時,在不同降雨強(qiáng)度下4種植被坡面產(chǎn)流量變化不太明顯。等能量下4種植被坡面產(chǎn)流量大小與等時間下總產(chǎn)流量表現(xiàn)出一樣的趨勢：油松栓皮櫟荊條黑麥草�？梢娊涤陝幽芸梢宰鳛橐粋�較理想的參數(shù)用于研究坡面產(chǎn)流；產(chǎn)沙量則由于隨著降雨強(qiáng)度增加,雨滴直徑有所增加,導(dǎo)致濺蝕加劇而有所增加。
【關(guān)鍵詞】：天然降雨 人工降雨 植被 產(chǎn)流 產(chǎn)沙
【學(xué)位授予單位】：北京林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：S157
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-11
• 1 引言11-15
• 1.1 研究目的與意義11
• 1.2 國內(nèi)外研究進(jìn)展11-14
• 1.2.1 降雨強(qiáng)度對坡面水沙過程的影響11-12
• 1.2.2 坡度對坡面水沙過程的影響12-13
• 1.2.3 植被覆蓋對坡面水沙過程的影響13
• 1.2.4 人工降雨與天然降雨的聯(lián)系13-14
• 1.3 存在的主要問題與發(fā)展趨勢14-15
• 2 研究區(qū)概況15-18
• 2.1 地理位置15
• 2.2 地勢地貌15-16
• 2.3 氣候特征16
• 2.4 植被特征16-18
• 3. 試驗內(nèi)容與方法18-23
• 3.1 研究內(nèi)容18
• 3.2 試驗裝置與設(shè)計18-20
• 3.2.1 人工降雨試驗裝置18-19
• 3.2.2 天然降雨徑流小區(qū)設(shè)置19
• 3.2.3 試驗設(shè)計19-20
• 3.3 技術(shù)路線20-22
• 3.4 研究方法22-23
• 3.4.1 人工降雨試驗研究方法22
• 3.4.2 天然降雨試驗研究方法22-23
• 4 人工降雨與天然降雨的降雨特性分析23-27
• 4.1 雨滴直徑的率定23-24
• 4.2 降雨均勻度的測定24-25
• 4.3 降雨能量的計算25-26
• 4.4 小結(jié)26-27
• 5 人工降雨坡面水沙過程分析27-40
• 5.1 降雨強(qiáng)度對坡面水沙過程的影響27-30
• 5.1.1 降雨強(qiáng)度對坡面產(chǎn)流的影響27-28
• 5.1.2 降雨強(qiáng)度對坡面產(chǎn)沙的影響28-30
• 5.2 坡度對坡面水沙過程的影響30-32
• 5.2.1 坡度對坡面產(chǎn)流的影響30-31
• 5.2.2 坡度對坡面產(chǎn)沙的影響31-32
• 5.3 不同植被覆蓋下坡面產(chǎn)流過程32-35
• 5.3.1 不同植被覆蓋下坡面總產(chǎn)流量分析32-33
• 5.3.2 不同植被覆蓋下坡面產(chǎn)流過程分析33-35
• 5.4 不同植被覆蓋下坡面產(chǎn)沙過程35-39
• 5.4.1 不同植被覆蓋下坡面總產(chǎn)沙量分析35-37
• 5.4.2 不同植被覆蓋下坡面產(chǎn)沙過程分析37-39
• 5.5 小結(jié)39-40
• 6 天然降雨坡面產(chǎn)流過程分析40-48
• 6.1 坡面總產(chǎn)流情況40-42
• 6.2 不同坡面徑流組分分析42-45
• 6.2.1 地表徑流分析42-43
• 6.2.2 壤中流分析43-44
• 6.2.3 坡面徑流組分所占比例44-45
• 6.3 坡面產(chǎn)流滯后特征45-46
• 6.4 小結(jié)46-48
• 7 不同降雨來源與等能量降雨的坡面水沙過程分析48-52
• 7.1 天然降雨和人工降雨坡面產(chǎn)流情況比較48-49
• 7.2 等能量降雨條件下的坡面水沙過程49-50
• 7.2.1 坡面產(chǎn)流情況分析49-50
• 7.2.2 坡面產(chǎn)沙情況分析50
• 7.3 小結(jié)50-52
• 8 結(jié)論與討論52-55
• 8.1 結(jié)論52-54
• 8.2 討論54
• 8.3 研究展望54-55
• 參考文獻(xiàn)55-59
• 個人簡介59-60
• 第一導(dǎo)師簡介60-61
• 第二導(dǎo)師簡介61-62
• 致謝62

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