植被覆蓋條件下坡面流水力學(xué)及養(yǎng)分遷移特征
發(fā)布時(shí)間:2021-01-17 16:13
水力侵蝕是我國分布面積最廣、危害最大的土壤侵蝕形式,嚴(yán)重制約我國生態(tài)文明建設(shè)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的步伐。坡面流是水力侵蝕和面源污染的主要?jiǎng)恿σ蛩?草本植物通過影響土壤和侵蝕水流特性從而影響坡面侵蝕及養(yǎng)分遷移過程。本文通過在北京高廟屯小流域進(jìn)行野外放水沖刷試驗(yàn)研究草本植物對(duì)坡面侵蝕過程和坡面流水力學(xué)特性的影響;通過在北京鷲峰地區(qū)進(jìn)行室內(nèi)模擬降雨實(shí)驗(yàn),研究草本植物對(duì)養(yǎng)分遷移機(jī)制的影響。得出主要結(jié)論如下:(1)草本植物具有減少侵蝕的作用,且隨植株密度的增加植被減蝕的作用越明顯,其中植株行排列較隨機(jī)排列減沙效果更顯著。坡面侵蝕模數(shù)先增大后減小,植株密度增加會(huì)增加其變化幅度,其中植被隨機(jī)排列坡面侵蝕模數(shù)的變化趨勢(shì)較行排列坡面平緩。(2)草本植物能有效降低坡面流紊動(dòng)性,植株布設(shè)方式對(duì)雷諾數(shù)和弗汝德數(shù)影響較小。雷諾數(shù)隨時(shí)間前期呈上升趨勢(shì),后期趨于穩(wěn)定,其增加幅度隨植株密度增加而增加,植株布設(shè)方式對(duì)該過程影響不顯著;弗汝德數(shù)隨時(shí)間前期波動(dòng)明顯(0~2min),后期緩慢下降(2~1Omin),其變化過程隨植株密度增加趨于平緩,植株布設(shè)方式對(duì)該過程影響不顯著。(3)坡面流阻力系數(shù)隨植株密度的增加而增加,其中行排...
【文章來源】:北京林業(yè)大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:77 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖3-1技術(shù)路線圖??Fig.3-1?The?chart?of?technology?roadmap??
置出流觀測(cè)斷面,每一個(gè)觀測(cè)斷面橫向布設(shè)5個(gè)觀測(cè)點(diǎn),以觀測(cè)坡面流水動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)??參數(shù)。為保證坡面恒定供水,坡上部布設(shè)潛水泵(WQD25-10-2.2QG),使用DN40??流量計(jì)對(duì)供水流量進(jìn)行調(diào)節(jié)。試驗(yàn)坡面布設(shè)詳見圖3-2。??圯流掊?出流斷面.?試騎坺面1?入流斷面?溢流譜??collectmg?area?outflow?section??slope?1?inflow?section?overflow?area??/?/? ̄"\?\?/??/.-T'7?/?????*???DN’4G流;i計(jì)??r'xf?/?:?+?^?沖刷梏?vi,?屮?^?;?no^meicr??1?scour?area??樣!?少?凃少少?少?^?|?播水系?a??sampling?poin^^>-| ̄ ̄?^?^?^?;?submersible?pump\J??,勹/?!?沖刷檑?!?,??一?W?\?scour?area?r???,??i\.?.?.?+?、?DM。繼??\?丄.\?:?1?—?flow?meter??災(zāi)流梏?\?\?出流斬而?武驗(yàn)坡面2?/?入流靳面?/?\?溢流槽??collecting?area?'?v?outflow?section?slope?2?,?inflow?section?/?\?overflow?area??圖3-2試驗(yàn)地塊布置??Fig.3-2Arrangement?ofexperimental?plot??試驗(yàn)放水沖刷過程中,每半分鐘(30s)測(cè)定觀測(cè)斷面及出流觀測(cè)斷面各水平觀??測(cè)點(diǎn)的水深數(shù)據(jù)
圖4-2侵蝕模數(shù)變化過程??Fig.4-2?Changeable?process?of?erosion?modulus??比較不同植被覆蓋條件下坡面土壤侵蝕模數(shù)動(dòng)態(tài)變化過程(圖4-2)。如圖所示,??5°條件下,各坡面的土壤侵蝕模數(shù)變化幅度1號(hào)坡面(裸坡)>2號(hào)坡面(植株密度??20株/m2,行排列)>4號(hào)坡面(植株密度20株/m2,行排列),表明相同放水條件卜,??土壤侵蝕模數(shù)變化幅度隨著植株密度的增加而增大;對(duì)比2號(hào)坡面(植株密度20株??/m2,行排列)和3號(hào)坡面(植株密度20株/m2,隨機(jī)排列)侵蝕模數(shù)動(dòng)態(tài)變化發(fā)現(xiàn)2??號(hào)坡面變化幅度大于3號(hào)坡面,表明相同植被密度下植被隨機(jī)排列坡面侵蝕模數(shù)的變??化趨勢(shì)較行排列坡面平緩,說明土壤侵蝕模數(shù)的動(dòng)態(tài)變化與植株布設(shè)密度和植株布設(shè)??方式關(guān)系密切,10°坡面呈現(xiàn)相似規(guī)律。對(duì)比10°坡面和5°坡面侵蝕模數(shù)動(dòng)態(tài)變化過??程,相同流量和植被覆蓋條件下,10°坡面較5°坡面侵蝕模數(shù)前期變化幅度較大,后??期變化幅度較平緩
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]三維土工網(wǎng)防護(hù)邊坡侵蝕特性的試驗(yàn)研究[J]. 王廣月,王艷,徐妮. 水土保持研究. 2017(01)
[2]坡面薄層水流滾波演變規(guī)律試驗(yàn)研究[J]. 楊苗,張寬地,龔家國,趙勇,王浩,范典. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2016(10)
[3]植被類型對(duì)黃土坡地產(chǎn)流產(chǎn)沙及氮磷流失的影響[J]. 王全九,趙光旭,劉艷麗,張鵬宇,柴晶. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2016(14)
[4]植被覆蓋下坡面流阻力變化規(guī)律[J]. 戴矜君,程金花,張洪江,相瑩敏,周柱棟. 水土保持學(xué)報(bào). 2016(02)
[5]北方風(fēng)沙區(qū)礫石對(duì)堆積體坡面徑流及侵蝕特征的影響[J]. 康宏亮,王文龍,薛智德,郭明明,李建明,白蕓,鄧?yán)麖?qiáng),李艷富,李垚林. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2016(03)
[6]三維土工網(wǎng)護(hù)坡坡面流水動(dòng)力學(xué)特性試驗(yàn)研究[J]. 王廣月,杜廣生,王云,徐妮. 水動(dòng)力學(xué)研究與進(jìn)展A輯. 2015(04)
[7]我國農(nóng)業(yè)面源污染防治法律制度的檢討與選擇[J]. 邵華. 法制與社會(huì). 2015(18)
[8]QYJY-503C人工模擬降雨裝置降雨特性試驗(yàn)[J]. 霍云梅,畢華興,朱永杰,許華森,王曉賢,常譯方. 中國水土保持科學(xué). 2015(02)
[9]不同坡度坡耕地土壤氮磷的流失與遷移過程[J]. 王麗,王力,王全九. 水土保持學(xué)報(bào). 2015(02)
[10]不同下墊面太行山片麻巖坡面水土及養(yǎng)分流失規(guī)律研究[J]. 朱子龍,周大邁,張愛軍,王紅,張瑞芳. 水土保持學(xué)報(bào). 2014(06)
博士論文
[1]坡面侵蝕性降雨徑流水動(dòng)力學(xué)特性及其對(duì)輸沙的影響[D]. 趙春紅.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2014
[2]坡面徑流水動(dòng)力學(xué)特性及挾沙機(jī)理研究[D]. 張寬地.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2011
碩士論文
[1]坡面薄層水流水動(dòng)力學(xué)特性試驗(yàn)研究[D]. 范典.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2016
[2]中國南方典型石漠化區(qū)地下水土流失防治技術(shù)初步研究與示范[D]. 岳坤前.貴州師范大學(xué) 2016
[3]產(chǎn)匯流過程對(duì)流域營養(yǎng)物質(zhì)輸出與匯集的影響[D]. 張岑.清華大學(xué) 2015
[4]基于Ann-AGNPS模型的岔口小流域磷流失風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)[D]. 楊鑫芳.山西農(nóng)業(yè)大學(xué) 2014
[5]緩坡面薄層水流水動(dòng)力學(xué)特性的試驗(yàn)研究[D]. 翟艷賓.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2013
[6]草被冠層和根系對(duì)坡面徑流輸沙的影響[D]. 徐震.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2011
[7]滇中坡耕地農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)氮磷平衡特征[D]. 宋婭麗.西南林業(yè)大學(xué) 2010
本文編號(hào):2983190
【文章來源】:北京林業(yè)大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:77 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖3-1技術(shù)路線圖??Fig.3-1?The?chart?of?technology?roadmap??
置出流觀測(cè)斷面,每一個(gè)觀測(cè)斷面橫向布設(shè)5個(gè)觀測(cè)點(diǎn),以觀測(cè)坡面流水動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)??參數(shù)。為保證坡面恒定供水,坡上部布設(shè)潛水泵(WQD25-10-2.2QG),使用DN40??流量計(jì)對(duì)供水流量進(jìn)行調(diào)節(jié)。試驗(yàn)坡面布設(shè)詳見圖3-2。??圯流掊?出流斷面.?試騎坺面1?入流斷面?溢流譜??collectmg?area?outflow?section??slope?1?inflow?section?overflow?area??/?/? ̄"\?\?/??/.-T'7?/?????*???DN’4G流;i計(jì)??r'xf?/?:?+?^?沖刷梏?vi,?屮?^?;?no^meicr??1?scour?area??樣!?少?凃少少?少?^?|?播水系?a??sampling?poin^^>-| ̄ ̄?^?^?^?;?submersible?pump\J??,勹/?!?沖刷檑?!?,??一?W?\?scour?area?r???,??i\.?.?.?+?、?DM。繼??\?丄.\?:?1?—?flow?meter??災(zāi)流梏?\?\?出流斬而?武驗(yàn)坡面2?/?入流靳面?/?\?溢流槽??collecting?area?'?v?outflow?section?slope?2?,?inflow?section?/?\?overflow?area??圖3-2試驗(yàn)地塊布置??Fig.3-2Arrangement?ofexperimental?plot??試驗(yàn)放水沖刷過程中,每半分鐘(30s)測(cè)定觀測(cè)斷面及出流觀測(cè)斷面各水平觀??測(cè)點(diǎn)的水深數(shù)據(jù)
圖4-2侵蝕模數(shù)變化過程??Fig.4-2?Changeable?process?of?erosion?modulus??比較不同植被覆蓋條件下坡面土壤侵蝕模數(shù)動(dòng)態(tài)變化過程(圖4-2)。如圖所示,??5°條件下,各坡面的土壤侵蝕模數(shù)變化幅度1號(hào)坡面(裸坡)>2號(hào)坡面(植株密度??20株/m2,行排列)>4號(hào)坡面(植株密度20株/m2,行排列),表明相同放水條件卜,??土壤侵蝕模數(shù)變化幅度隨著植株密度的增加而增大;對(duì)比2號(hào)坡面(植株密度20株??/m2,行排列)和3號(hào)坡面(植株密度20株/m2,隨機(jī)排列)侵蝕模數(shù)動(dòng)態(tài)變化發(fā)現(xiàn)2??號(hào)坡面變化幅度大于3號(hào)坡面,表明相同植被密度下植被隨機(jī)排列坡面侵蝕模數(shù)的變??化趨勢(shì)較行排列坡面平緩,說明土壤侵蝕模數(shù)的動(dòng)態(tài)變化與植株布設(shè)密度和植株布設(shè)??方式關(guān)系密切,10°坡面呈現(xiàn)相似規(guī)律。對(duì)比10°坡面和5°坡面侵蝕模數(shù)動(dòng)態(tài)變化過??程,相同流量和植被覆蓋條件下,10°坡面較5°坡面侵蝕模數(shù)前期變化幅度較大,后??期變化幅度較平緩
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]三維土工網(wǎng)防護(hù)邊坡侵蝕特性的試驗(yàn)研究[J]. 王廣月,王艷,徐妮. 水土保持研究. 2017(01)
[2]坡面薄層水流滾波演變規(guī)律試驗(yàn)研究[J]. 楊苗,張寬地,龔家國,趙勇,王浩,范典. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2016(10)
[3]植被類型對(duì)黃土坡地產(chǎn)流產(chǎn)沙及氮磷流失的影響[J]. 王全九,趙光旭,劉艷麗,張鵬宇,柴晶. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2016(14)
[4]植被覆蓋下坡面流阻力變化規(guī)律[J]. 戴矜君,程金花,張洪江,相瑩敏,周柱棟. 水土保持學(xué)報(bào). 2016(02)
[5]北方風(fēng)沙區(qū)礫石對(duì)堆積體坡面徑流及侵蝕特征的影響[J]. 康宏亮,王文龍,薛智德,郭明明,李建明,白蕓,鄧?yán)麖?qiáng),李艷富,李垚林. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2016(03)
[6]三維土工網(wǎng)護(hù)坡坡面流水動(dòng)力學(xué)特性試驗(yàn)研究[J]. 王廣月,杜廣生,王云,徐妮. 水動(dòng)力學(xué)研究與進(jìn)展A輯. 2015(04)
[7]我國農(nóng)業(yè)面源污染防治法律制度的檢討與選擇[J]. 邵華. 法制與社會(huì). 2015(18)
[8]QYJY-503C人工模擬降雨裝置降雨特性試驗(yàn)[J]. 霍云梅,畢華興,朱永杰,許華森,王曉賢,常譯方. 中國水土保持科學(xué). 2015(02)
[9]不同坡度坡耕地土壤氮磷的流失與遷移過程[J]. 王麗,王力,王全九. 水土保持學(xué)報(bào). 2015(02)
[10]不同下墊面太行山片麻巖坡面水土及養(yǎng)分流失規(guī)律研究[J]. 朱子龍,周大邁,張愛軍,王紅,張瑞芳. 水土保持學(xué)報(bào). 2014(06)
博士論文
[1]坡面侵蝕性降雨徑流水動(dòng)力學(xué)特性及其對(duì)輸沙的影響[D]. 趙春紅.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2014
[2]坡面徑流水動(dòng)力學(xué)特性及挾沙機(jī)理研究[D]. 張寬地.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2011
碩士論文
[1]坡面薄層水流水動(dòng)力學(xué)特性試驗(yàn)研究[D]. 范典.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2016
[2]中國南方典型石漠化區(qū)地下水土流失防治技術(shù)初步研究與示范[D]. 岳坤前.貴州師范大學(xué) 2016
[3]產(chǎn)匯流過程對(duì)流域營養(yǎng)物質(zhì)輸出與匯集的影響[D]. 張岑.清華大學(xué) 2015
[4]基于Ann-AGNPS模型的岔口小流域磷流失風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)[D]. 楊鑫芳.山西農(nóng)業(yè)大學(xué) 2014
[5]緩坡面薄層水流水動(dòng)力學(xué)特性的試驗(yàn)研究[D]. 翟艷賓.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2013
[6]草被冠層和根系對(duì)坡面徑流輸沙的影響[D]. 徐震.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2011
[7]滇中坡耕地農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)氮磷平衡特征[D]. 宋婭麗.西南林業(yè)大學(xué) 2010
本文編號(hào):2983190
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