本文關(guān)鍵詞：紫色土坡耕地水分和硝態(tài)氮隨壤中流運(yùn)移過程的三維模擬

  更多相關(guān)文章： 紫色土 壤中流 數(shù)值模擬 施肥方式 地表覆蓋

【摘要】：紫色土在三峽庫區(qū)分布廣泛,是庫區(qū)重要的耕地資源。該地區(qū)人口密集,土壤地形坡度大,致使水土流失嚴(yán)重,僅次于我國西北黃土地區(qū)。另外,由于紫色土自身土壤性質(zhì)的影響,該地區(qū)壤中流極易發(fā)育,壤中流對紫色土水分和養(yǎng)分的流失的影響不可忽視。因此,研究紫色土坡耕地水分和硝態(tài)氮沿壤中流的流失對三峽庫區(qū)水土流失和農(nóng)業(yè)面源污染源的控制具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。本文針對紫色土坡耕地降雨導(dǎo)致的水分和硝態(tài)氮隨壤中流的運(yùn)移,通過構(gòu)建三維數(shù)學(xué)模型,數(shù)值模擬不同降雨強(qiáng)度和不同坡度下,水分和硝態(tài)氮隨壤中流的運(yùn)移過程,分析不同施肥方式和地表覆蓋對水分和硝態(tài)氮隨壤中流流失的影響。得到的主要結(jié)果和結(jié)論如下:在總降雨量一定的情況下,紫色土坡耕地降雨入滲量、壤中流穩(wěn)定時間、壤中流出流量和壤中流徑流系數(shù)均與降雨強(qiáng)度呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。坡度對紫色土地表徑流量和土壤水分入滲量影響比較明顯,但對紫色土壤中流徑流量影響不顯著。在雨強(qiáng)為10 mm/h時,壤中流穩(wěn)定強(qiáng)度約為100 cm3/min,而在30mm/h、60mm/h和90mm/h時,壤中流穩(wěn)定強(qiáng)度都約為180 cm3/min,不再隨降雨強(qiáng)度的增加而增加。由于土壤分層,耕作層土壤在達(dá)到飽和后,大部分水分并沒有繼續(xù)向非耕作層入滲,而是以優(yōu)先流的方式產(chǎn)生壤中流流出了土壤,紫色土坡耕地壤中流主要發(fā)生在耕作層。紫色土坡耕地硝態(tài)氮隨壤中流流失量基本與降雨強(qiáng)度呈線性負(fù)相關(guān)關(guān)系。壤中流以0.53%~2.41%的徑流系數(shù)貢獻(xiàn)了占總施用量4.3%~19.3%的硝態(tài)氮流失,硝態(tài)氮隨壤中流流失是紫色土硝態(tài)氮流失的重要途徑。四種雨強(qiáng)下,紫色土坡耕地硝態(tài)氮出流濃度隨時間變化規(guī)律相同,均為先急速增加到達(dá)濃度峰值后迅速降低而后趨于穩(wěn)定,穩(wěn)定值均約為0.02 mg/cm3,隨著降雨強(qiáng)度越大,硝態(tài)氮濃度增加速度越快,到達(dá)濃度峰值的時間越早,且峰值大小越大。模擬過程中,非耕作層的硝態(tài)氮濃度基本為0,進(jìn)入到紫色土非耕作層的硝態(tài)氮較少,紫色土坡耕地硝態(tài)氮隨壤中流流失主要發(fā)生在耕作層。不同施肥方式下,紫色土坡耕地水分運(yùn)移情況相同。紫色土水分在運(yùn)移過程中始終保持坡腳速度大于坡中大于坡頂?shù)囊?guī)律。在降雨后,非耕作層才開始有水分流失,且流失速度遠(yuǎn)小于非耕作層。對于整個土層,紫色土坡耕地壤中流主要發(fā)生在耕作層,表現(xiàn)為優(yōu)先流,但是兩個土層分開來看,紫色土坡耕地壤中流在耕作層和非耕作層都表現(xiàn)為基質(zhì)流。降雨發(fā)生后,表層硝態(tài)氮的流失明顯加劇,降雨對紫色土坡耕地硝態(tài)氮隨壤中流流失有明顯的推動作用�；ㄊ┓�、橫坡條施和順坡條施下硝態(tài)氮流失總量相對于全層施肥分別增加了8.8%,8.8%和19.9%左右。全層施肥更有利于土壤硝態(tài)氮的保持,而順坡條施硝態(tài)氮的流失量最大。紫色土表土結(jié)皮會減少土壤水分入滲,壤中流流量降低34.8%~43.0%,壤中流穩(wěn)定強(qiáng)度約降低42.7%,硝態(tài)氮隨壤中流流失量減少8.6%~34.4%,但是流失的硝態(tài)氮濃度有所增加。稻草覆蓋下,壤中流流量增加8.6%~12.6%,壤中流強(qiáng)度約增加11.1%,硝態(tài)氮隨壤中流流失量增加8.6%~15.4%,硝態(tài)氮流失濃度也有所增加。
【關(guān)鍵詞】：紫色土 壤中流 數(shù)值模擬 施肥方式 地表覆蓋
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：S157
【目錄】：

• 中文摘要3-5
• 英文摘要5-9
• 1 緒論9-21
• 1.1 研究背景及意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-17
• 1.2.1 紫色土坡耕地壤中流水分和硝態(tài)氮流失研究10-13
• 1.2.2 土壤水分和硝態(tài)氮運(yùn)移數(shù)值模擬研究13-17
• 1.3 課題研究內(nèi)容17
• 1.4 技術(shù)路線17-19
• 1.5 課題特色與創(chuàng)新19-21
• 2 模型的原理與驗(yàn)證21-29
• 2.1 模型原理21-22
• 2.1.1 水分運(yùn)動基本方程21
• 2.1.2 溶質(zhì)運(yùn)動基本方程21
• 2.1.3 模型參數(shù)21-22
• 2.1.4 蒸散量22
• 2.2 模型驗(yàn)證22-29
• 2.2.1 驗(yàn)證試驗(yàn)設(shè)計(jì)22-25
• 2.2.2 模型驗(yàn)證的基本條件25
• 2.2.3 模型可靠性分析25-26
• 2.2.4 模型參數(shù)靈敏度分析26-29
• 3 不同雨強(qiáng)和坡度下水分和硝態(tài)氮隨壤中流流失模擬29-41
• 3.1 模擬條件概況29-30
• 3.1.1 模型參數(shù)29-30
• 3.1.2 區(qū)域離散與網(wǎng)格劃分30
• 3.1.3 定解條件30
• 3.2 紫色土坡耕地水分流失30-35
• 3.2.1 壤中流累積出流量30-32
• 3.2.2 壤中流出流隨時間的變化32-33
• 3.2.3 出流邊界含水量變化33-35
• 3.3 紫色土坡耕地土壤內(nèi)部硝態(tài)氮流失情況分析35-39
• 3.3.1 硝態(tài)氮隨壤中流流失量35-36
• 3.3.2 硝態(tài)氮隨壤中流流失量隨時間動態(tài)變化36-37
• 3.3.3 硝態(tài)氮濃度隨時間動態(tài)變化37-38
• 3.3.4 出流邊界硝態(tài)氮濃度變化38-39
• 3.4 本章小結(jié)39-41
• 4 不同施肥方式下水分和硝態(tài)氮隨壤中流流失模擬41-57
• 4.1 模擬條件概括41
• 4.2 紫色土坡耕地土壤水運(yùn)移時空分布特性41-45
• 4.3 不同施肥方式下硝態(tài)氮流失特征45-56
• 4.3.1 不同施肥方式下硝態(tài)氮時空分布特征分析45-55
• 4.3.2 不同施肥方式下硝態(tài)氮變化特征55-56
• 4.4 本章小結(jié)56-57
• 5 地表覆蓋對水分和硝態(tài)氮隨壤中流流失的影響57-65
• 5.1 模擬條件概況57-58
• 5.2 地表覆蓋對紫色土壤中流的影響58-61
• 5.2.1 不同地表覆蓋下的水分入滲58-59
• 5.2.2 地表覆蓋對壤中流流失量的影響59-61
• 5.3 表土結(jié)皮對紫色土硝態(tài)氮隨壤中流流失的影響61-63
• 5.4 本章小結(jié)63-65
• 6 結(jié)論與展望65-67
• 6.1 主要研究結(jié)論65-66
• 6.2 展望66-67
• 致謝67-69
• 參考文獻(xiàn)69-75
• 附錄 作者在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文75

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4 劉泉;李占斌;李鵬;宋煒;;漢江水源區(qū)自然降雨過程下坡地壤中流對硝態(tài)氮流失的影響[J];水土保持學(xué)報;2012年05期

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6 賈海燕;葉閩;雷俊山;王孟;余秋梅;;紫色土地區(qū)壤中流磷流失特征及其環(huán)境效應(yīng)[J];人民長江;2009年21期

7 何淑勤;宮淵波;鄭子成;;紫色土區(qū)坡耕地壤中流磷素流失特征研究[J];水土保持學(xué)報;2014年02期

8 張洪江,何凡,史玉虎,祁生林,程金花,潘磊;長江三峽花崗巖坡面管流在壤中流中的作用[J];中國水土保持科學(xué);2005年01期

9 王峰;沈阿林;陳洪松;陳家宙;;紅壤丘陵區(qū)坡地降雨壤中流產(chǎn)流過程試驗(yàn)研究[J];水土保持學(xué)報;2007年05期

10 李力;延耀興;張海瑞;;水文模擬中壤中流計(jì)算方法的研究[J];水土保持通報;2008年01期

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1 王潔;滇池流域不同農(nóng)田化肥農(nóng)藥使用對壤中流水質(zhì)及其自凈效能的影響[D];云南大學(xué);2016年

2 劉祥章;紫色土坡耕地水分和硝態(tài)氮隨壤中流運(yùn)移過程的三維模擬[D];重慶大學(xué);2016年

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4 褚利平;撫仙湖流域烤煙坡地壤中流氮磷濃度的動態(tài)特征研究[D];西南林業(yè)大學(xué);2010年

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6 劉小梅;土樣初始狀態(tài)對紅壤坡面水文過程的影響研究[D];湖南師范大學(xué);2013年

7 沈紫燕;幾種關(guān)鍵因素對紅壤中溴、磷隨徑流遷移機(jī)制的影響[D];湖南農(nóng)業(yè)大學(xué);2014年

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本文編號：939331