黃土高原植被恢復(fù)對(duì)地表產(chǎn)流機(jī)制的影響研究
發(fā)布時(shí)間:2021-01-22 02:54
近年來(lái),隨著各項(xiàng)生態(tài)保護(hù)措施的開(kāi)展,黃土高原植被逐漸恢復(fù)。植被恢復(fù)過(guò)程中,黃土高原下墊面特征和地表產(chǎn)流機(jī)制是關(guān)系到水土治理的重點(diǎn)問(wèn)題,但現(xiàn)有研究對(duì)于黃土高原地表產(chǎn)流機(jī)制是否可能發(fā)生轉(zhuǎn)變?nèi)鄙倩谖锢淼奶剿髋c判斷。本研究以野外踏勘采樣實(shí)測(cè)為基礎(chǔ),結(jié)合數(shù)值模擬方法,按照“預(yù)模擬——實(shí)測(cè)——再模擬”的研究思路,對(duì)黃土高原植被恢復(fù)過(guò)程中地表產(chǎn)流機(jī)制的可能性轉(zhuǎn)變進(jìn)行了探索研究。主要內(nèi)容如下:(1)預(yù)模擬階段,通過(guò)對(duì)具有黃土高原典型地形特征的佘家溝小流域的敏感性分析得到,在產(chǎn)流階段,當(dāng)飽和導(dǎo)水率增加到大于降雨強(qiáng)度,流域的地表產(chǎn)流機(jī)制從“全流域超滲地表產(chǎn)流”轉(zhuǎn)變?yōu)橹饕l(fā)生在河道附近等初始地下水位埋深較淺處的“飽和地表產(chǎn)流”。另外,在匯流階段,增加的地表糙率通過(guò)延長(zhǎng)匯流時(shí)間,增加二次下滲來(lái)減小地表產(chǎn)流總量。而地表可侵蝕性的降低不僅有利于侵蝕總量的減少,而且可以有效減緩黃土高原景觀的破碎化。(2)實(shí)測(cè)階段的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,植被恢復(fù)有利于各層土壤飽和導(dǎo)水率的提高和縱向異質(zhì)性的凸顯。從草地到灌木,再到林地,其近地表層飽和導(dǎo)水率的顯著增加和深層飽和導(dǎo)水率的非顯著差異,有助于層間差異性的增強(qiáng)。另外,北部?jī)?nèi)蒙及近內(nèi)蒙...
【文章來(lái)源】:浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:160 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
圖2.2(a)岔巴溝流域及佘家溝流域位置;(b)佘家溝流域DEM;?(c)余家??溝坡度分布.??Figure?2.2?(a)?The?Chabagou?catchment?and?the?location?of?Shejiagou;?(b)?the??DEM?of?Shejiagou?catchment;?(c)?slope?distribution?of?Shejiagou.??15??
浙江大學(xué)博士學(xué)位論文?2研究區(qū)域及方法??777??:j<f?■■林地??__?黎.?¥?B裸地??(a)?(b)?(c)??圖2.3佘家溝流域(a)?1975年,(b)?1986年和(c)?2006年土地利用類型(數(shù)據(jù)??來(lái)源:黃土高原科學(xué)數(shù)據(jù)共享平臺(tái)).分辨率為30m.??Figure?2.3?The?land?use?of?Shejiagou?in?(a)?1975,?(b)?1986?and?(c)?2006?(the?data??are?from?http://loess.geodata.cn).??2.1.3數(shù)據(jù)來(lái)源??2.1.3.1佘家溝數(shù)據(jù)??佘家溝流域數(shù)字高程模型(DEM)數(shù)據(jù)來(lái)源于國(guó)家測(cè)繪局,分辨率20?m,??土地利用數(shù)據(jù)來(lái)源于黃土高原科學(xué)數(shù)據(jù)共享平臺(tái),分辨率30?m。降雨-徑流-泥沙??數(shù)據(jù)來(lái)源于水利部黃河委員會(huì)編刊的《黃河流域子洲徑流實(shí)驗(yàn)站水文實(shí)驗(yàn)資料》。??1958年,黃河水利委員會(huì)在岔巴溝流域建立子州徑流實(shí)驗(yàn)站,從1959年到丨969??年,對(duì)岔巴溝流域的各小流域及若干徑流場(chǎng)進(jìn)行了降雨、徑流和泥沙的監(jiān)測(cè)。??1967?1969年,佘家溝流域的水文站設(shè)立在距離流域出口?0.8?km的主河道邊,雨??量站設(shè)立在水文站附近山腳處。由水文站及雨量站收集的1967?1969年徑流、泥??沙、降雨資料將為本研究中的數(shù)值模擬提供率定、驗(yàn)證的原始數(shù)據(jù)。??2.1.3.2采樣區(qū)域降雨數(shù)據(jù)??本研究中的各采樣流域都有與之相鄰的雨量站降雨數(shù)據(jù)(表2.1,圖2.1)。??黃河水利委員會(huì)記錄了窟野河、孤山川和佳蘆河流域63個(gè)站點(diǎn)1965-2006年的??16??
浙江大學(xué)博士學(xué)位論文?2研宄區(qū)域及方法??等情況。??參W??_嗥??(a)?(b)??圖2.4?(a)采樣土坑;(b)原狀土樣采集工作.??Figure?2.4?(a)?sampling?pits;?(b)?undisturbed?soil?samples?collection.??(2)在各采樣點(diǎn)處,首先稍稍鏟去地表的凋落物和草皮,然后挖取長(zhǎng)1?m,寬??0.5 ̄0.6?m,深度1?m左右的土坑(圖2.4),人進(jìn)入土坑,一層層向下取原狀土樣。??在1?m深度內(nèi),從上到下分。秱(gè)土層:第一層:0?10?cm;第二層:10?20?cm;??第三層:20?30〇11;第四層:30?50(;111;第五層:50?70(:丨11;第六層:70?丨00(:111。??(3)在每一層的中間位置,用高度5cm,體積100cm3的標(biāo)準(zhǔn)環(huán)刀取原狀土樣??一只:如圖2.4所示,將環(huán)刀帶有刃口的一邊朝下,置于土上,蓋上手柄;然后??用橡皮錘輕輕敲打手柄頂端,待環(huán)刀完全進(jìn)入土壤后,用鏟刀將環(huán)刀完整取出;??用鏟刀將環(huán)刀兩端多余的土鏟掉,分別蓋上密實(shí)蓋和孔蓋,放入鋁盒,密封保存。??同時(shí)在環(huán)刀及盒外貼上標(biāo)簽,標(biāo)明該土樣的采樣位置、土地利用、采樣點(diǎn)號(hào)及深??度,該原狀土樣用以測(cè)量飽和導(dǎo)水率。??(4)同時(shí),在第一層、第二層和第四層另。保埃?cm3?土樣,以松散狀態(tài)裝入密??封袋,同樣做好標(biāo)記,帶回實(shí)驗(yàn)室用以測(cè)量干密度。??(5)取樣工作結(jié)束后,對(duì)土坑進(jìn)行回填,減少對(duì)自然環(huán)境的破壞。??(6)將采集的原狀土樣整齊裝箱,紙箱內(nèi)填充減震泡沫,郵寄回校。??2.2.3室內(nèi)土壤物理性質(zhì)測(cè)量??27??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]黃土高原水土流失治理與黃河水沙變化[J]. 胡春宏,張曉明. 水利水電技術(shù). 2020(01)
[2]黃河中游干旱半干旱區(qū)水文模型研究進(jìn)展[J]. 李彬權(quán),牛小茹,梁忠民,趙衛(wèi)民,張紅月. 人民黃河. 2017(03)
[3]黃河水沙變化與治理方略研究[J]. 胡春宏. 水力發(fā)電學(xué)報(bào). 2016(10)
[4]Soil hydraulic conductivity as affected by vegetation restoration age on the Loess Plateau,China[J]. REN Zongping,ZHU Liangjun,WANG Bing,CHENG Shengdong. Journal of Arid Land. 2016(04)
[5]震后滑坡對(duì)陡峭山區(qū)小流域水文響應(yīng)過(guò)程的影響——以汶川地震影響區(qū)小流域?yàn)槔ㄓ⑽模J]. Qi-hua RAN,Qun QIAN,Wei LI,Xu-dong FU,Xiao YU,Yue-ping XU. Journal of Zhejiang University-Science A(Applied Physics & Engineering). 2015(02)
[6]基于遙感的黃土高原林草植被變化對(duì)河川徑流的影響分析[J]. 劉曉燕,劉昌明,楊勝天,金雙彥,高亞軍,高云飛. 地理學(xué)報(bào). 2014(11)
[7]晉西黃土區(qū)不同土地利用方式對(duì)土壤抗沖性及糙率的影響[J]. 李玉婷,張建軍,茹豪,李明義,王丹丹,丁楊. 水土保持學(xué)報(bào). 2013(04)
[8]產(chǎn)流模式的發(fā)現(xiàn)與發(fā)展[J]. 芮孝芳. 水利水電科技進(jìn)展. 2013(01)
[9]Response of delta sedimentary system to variation of water and sediment in the Yellow River over past six decades[J]. PENG Jun, CHEN Shenliang State Key Laboratory of Estuarine and Coastal Research, East China Normal University, Shanghai 200062, China. Journal of Geographical Sciences. 2010(04)
[10]晉西黃土區(qū)坡面糙率的研究[J]. 張建軍,納磊,方家強(qiáng). 北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2007(01)
碩士論文
[1]下墊面變化條件下的黃土高原產(chǎn)匯流機(jī)制辨析研究[D]. 李楠.鄭州大學(xué) 2018
[2]黃土高原坡耕地超滲產(chǎn)流及作用研究[D]. 高軍俠.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2002
本文編號(hào):2992408
【文章來(lái)源】:浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:160 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
圖2.2(a)岔巴溝流域及佘家溝流域位置;(b)佘家溝流域DEM;?(c)余家??溝坡度分布.??Figure?2.2?(a)?The?Chabagou?catchment?and?the?location?of?Shejiagou;?(b)?the??DEM?of?Shejiagou?catchment;?(c)?slope?distribution?of?Shejiagou.??15??
浙江大學(xué)博士學(xué)位論文?2研究區(qū)域及方法??777??:j<f?■■林地??__?黎.?¥?B裸地??(a)?(b)?(c)??圖2.3佘家溝流域(a)?1975年,(b)?1986年和(c)?2006年土地利用類型(數(shù)據(jù)??來(lái)源:黃土高原科學(xué)數(shù)據(jù)共享平臺(tái)).分辨率為30m.??Figure?2.3?The?land?use?of?Shejiagou?in?(a)?1975,?(b)?1986?and?(c)?2006?(the?data??are?from?http://loess.geodata.cn).??2.1.3數(shù)據(jù)來(lái)源??2.1.3.1佘家溝數(shù)據(jù)??佘家溝流域數(shù)字高程模型(DEM)數(shù)據(jù)來(lái)源于國(guó)家測(cè)繪局,分辨率20?m,??土地利用數(shù)據(jù)來(lái)源于黃土高原科學(xué)數(shù)據(jù)共享平臺(tái),分辨率30?m。降雨-徑流-泥沙??數(shù)據(jù)來(lái)源于水利部黃河委員會(huì)編刊的《黃河流域子洲徑流實(shí)驗(yàn)站水文實(shí)驗(yàn)資料》。??1958年,黃河水利委員會(huì)在岔巴溝流域建立子州徑流實(shí)驗(yàn)站,從1959年到丨969??年,對(duì)岔巴溝流域的各小流域及若干徑流場(chǎng)進(jìn)行了降雨、徑流和泥沙的監(jiān)測(cè)。??1967?1969年,佘家溝流域的水文站設(shè)立在距離流域出口?0.8?km的主河道邊,雨??量站設(shè)立在水文站附近山腳處。由水文站及雨量站收集的1967?1969年徑流、泥??沙、降雨資料將為本研究中的數(shù)值模擬提供率定、驗(yàn)證的原始數(shù)據(jù)。??2.1.3.2采樣區(qū)域降雨數(shù)據(jù)??本研究中的各采樣流域都有與之相鄰的雨量站降雨數(shù)據(jù)(表2.1,圖2.1)。??黃河水利委員會(huì)記錄了窟野河、孤山川和佳蘆河流域63個(gè)站點(diǎn)1965-2006年的??16??
浙江大學(xué)博士學(xué)位論文?2研宄區(qū)域及方法??等情況。??參W??_嗥??(a)?(b)??圖2.4?(a)采樣土坑;(b)原狀土樣采集工作.??Figure?2.4?(a)?sampling?pits;?(b)?undisturbed?soil?samples?collection.??(2)在各采樣點(diǎn)處,首先稍稍鏟去地表的凋落物和草皮,然后挖取長(zhǎng)1?m,寬??0.5 ̄0.6?m,深度1?m左右的土坑(圖2.4),人進(jìn)入土坑,一層層向下取原狀土樣。??在1?m深度內(nèi),從上到下分。秱(gè)土層:第一層:0?10?cm;第二層:10?20?cm;??第三層:20?30〇11;第四層:30?50(;111;第五層:50?70(:丨11;第六層:70?丨00(:111。??(3)在每一層的中間位置,用高度5cm,體積100cm3的標(biāo)準(zhǔn)環(huán)刀取原狀土樣??一只:如圖2.4所示,將環(huán)刀帶有刃口的一邊朝下,置于土上,蓋上手柄;然后??用橡皮錘輕輕敲打手柄頂端,待環(huán)刀完全進(jìn)入土壤后,用鏟刀將環(huán)刀完整取出;??用鏟刀將環(huán)刀兩端多余的土鏟掉,分別蓋上密實(shí)蓋和孔蓋,放入鋁盒,密封保存。??同時(shí)在環(huán)刀及盒外貼上標(biāo)簽,標(biāo)明該土樣的采樣位置、土地利用、采樣點(diǎn)號(hào)及深??度,該原狀土樣用以測(cè)量飽和導(dǎo)水率。??(4)同時(shí),在第一層、第二層和第四層另。保埃?cm3?土樣,以松散狀態(tài)裝入密??封袋,同樣做好標(biāo)記,帶回實(shí)驗(yàn)室用以測(cè)量干密度。??(5)取樣工作結(jié)束后,對(duì)土坑進(jìn)行回填,減少對(duì)自然環(huán)境的破壞。??(6)將采集的原狀土樣整齊裝箱,紙箱內(nèi)填充減震泡沫,郵寄回校。??2.2.3室內(nèi)土壤物理性質(zhì)測(cè)量??27??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]黃土高原水土流失治理與黃河水沙變化[J]. 胡春宏,張曉明. 水利水電技術(shù). 2020(01)
[2]黃河中游干旱半干旱區(qū)水文模型研究進(jìn)展[J]. 李彬權(quán),牛小茹,梁忠民,趙衛(wèi)民,張紅月. 人民黃河. 2017(03)
[3]黃河水沙變化與治理方略研究[J]. 胡春宏. 水力發(fā)電學(xué)報(bào). 2016(10)
[4]Soil hydraulic conductivity as affected by vegetation restoration age on the Loess Plateau,China[J]. REN Zongping,ZHU Liangjun,WANG Bing,CHENG Shengdong. Journal of Arid Land. 2016(04)
[5]震后滑坡對(duì)陡峭山區(qū)小流域水文響應(yīng)過(guò)程的影響——以汶川地震影響區(qū)小流域?yàn)槔ㄓ⑽模J]. Qi-hua RAN,Qun QIAN,Wei LI,Xu-dong FU,Xiao YU,Yue-ping XU. Journal of Zhejiang University-Science A(Applied Physics & Engineering). 2015(02)
[6]基于遙感的黃土高原林草植被變化對(duì)河川徑流的影響分析[J]. 劉曉燕,劉昌明,楊勝天,金雙彥,高亞軍,高云飛. 地理學(xué)報(bào). 2014(11)
[7]晉西黃土區(qū)不同土地利用方式對(duì)土壤抗沖性及糙率的影響[J]. 李玉婷,張建軍,茹豪,李明義,王丹丹,丁楊. 水土保持學(xué)報(bào). 2013(04)
[8]產(chǎn)流模式的發(fā)現(xiàn)與發(fā)展[J]. 芮孝芳. 水利水電科技進(jìn)展. 2013(01)
[9]Response of delta sedimentary system to variation of water and sediment in the Yellow River over past six decades[J]. PENG Jun, CHEN Shenliang State Key Laboratory of Estuarine and Coastal Research, East China Normal University, Shanghai 200062, China. Journal of Geographical Sciences. 2010(04)
[10]晉西黃土區(qū)坡面糙率的研究[J]. 張建軍,納磊,方家強(qiáng). 北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2007(01)
碩士論文
[1]下墊面變化條件下的黃土高原產(chǎn)匯流機(jī)制辨析研究[D]. 李楠.鄭州大學(xué) 2018
[2]黃土高原坡耕地超滲產(chǎn)流及作用研究[D]. 高軍俠.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2002
本文編號(hào):2992408
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