【摘要】：貴州作為長江與珠江流域上游的生態(tài)屏障,其生態(tài)與環(huán)境的保護意義極其重要,然而,目前該地區(qū)嚴重的水土流失及石漠化問題使本來就極為脆弱的生態(tài)與環(huán)境更加惡化,不僅制約了當?shù)亟?jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展,還嚴重阻礙了其發(fā)揮生態(tài)保護屏障的功能。為了預測和有效地治理貴州省的水土流失及石漠化問題,迫切需要對該區(qū)土壤侵蝕規(guī)律和機理進行研究,探明該地區(qū)土壤侵蝕的主要影響因子特性及其相互之間的作用機制。 地形因子(主要指坡度坡長因子)作為土壤侵蝕的主要影響因子之一,因其對坡面產(chǎn)流產(chǎn)沙的影響與多種因素有關(guān),因而較其它因素相對復雜,且具有很強的地域差異性。本文在綜合分析貴州喀斯特地區(qū)土壤侵蝕環(huán)境的基礎上,利用設立在貴州喀斯特地區(qū)的野外徑流小區(qū)實測資料數(shù)據(jù),運用數(shù)學統(tǒng)計分析、模型模擬等方法,系統(tǒng)分析了坡度坡長因子對該地區(qū)坡面產(chǎn)流產(chǎn)沙量的影響,并構(gòu)建了坡度坡長因子值的估算公式。主要結(jié)論如下： (1)分析了坡面產(chǎn)流產(chǎn)沙量與坡度坡長因子的關(guān)系。在5。-15。坡度范圍內(nèi),坡面產(chǎn)流產(chǎn)沙量隨坡度的變化規(guī)律類似于非喀斯特地區(qū),即隨坡度的增加而增大。受坡面出露巖石的影響,20。徑流小區(qū)坡面產(chǎn)流產(chǎn)沙量異常偏低,25。徑流小區(qū)坡面產(chǎn)流產(chǎn)沙量也有較小幅度的下降,兩者下降幅度差異主要由于小區(qū)坡面出露巖石的形態(tài)、位置、面積等不同所致。隨坡長的增加,坡面產(chǎn)流量先增大后減少,轉(zhuǎn)折坡長在15m左右。坡面產(chǎn)沙量與坡長的關(guān)系缺乏規(guī)律性,主要是由于試驗觀測期間兩組大雨事件引起的坡面產(chǎn)沙量異常偏高且比例失衡所致,剔除這兩組大雨事件的泥沙數(shù)據(jù)后,呈現(xiàn)坡面產(chǎn)沙量隨坡長的增加而增大的規(guī)律性。 (2)不同時段雨強條件下,坡面產(chǎn)流產(chǎn)沙量隨坡度的變化表現(xiàn)為：當I30≤10mm/h時,坡面產(chǎn)流量隨坡度的增加先增加后下降,轉(zhuǎn)折坡度為20。,坡面產(chǎn)沙量與坡度呈線性關(guān)系；當10mm/h＜I30＜30mm/h時,坡面產(chǎn)流量隨坡度增加總體呈上升趨勢,坡面產(chǎn)沙量與坡度呈線性關(guān)系；當I30≥30mm/h時,坡面產(chǎn)流產(chǎn)沙量隨坡度增加呈增—減—增波動變化。坡面產(chǎn)流產(chǎn)沙量隨坡長的變化表現(xiàn)為：當I30≤10mm/h時,坡面產(chǎn)流產(chǎn)沙量隨坡長的增加呈增減交替無規(guī)則變動；當10mm/h＜I30＜30mm/hm或I30≥30mm/h時,坡面產(chǎn)流量隨坡長的增加先增大后減小,轉(zhuǎn)折坡長在15m左右,坡面產(chǎn)沙量與坡長呈線性相關(guān)關(guān)系,但存在一定幅度的增減交替波動。 (3)坡面產(chǎn)流產(chǎn)沙量與降雨特征的關(guān)系分析表明：隨坡度的增加,坡面產(chǎn)流量與降雨特征三個代表因子(P、I30、I60)單因子的相關(guān)程度呈下降趨勢,當坡度增加到20。時,坡面產(chǎn)流量與P、I30、I60均已不存在顯著相關(guān)關(guān)系。各坡度條件下,坡面產(chǎn)沙量與P、I30、I60均在0.01水平上顯著相關(guān),且坡面產(chǎn)沙量與P、I30、I60的相關(guān)程度均為I60I30P。各坡長條件下,坡面產(chǎn)流產(chǎn)沙量與P、I30、I60單因子均在0.0I水平上顯著相關(guān),且坡面產(chǎn)流量與P、I30、I60的相關(guān)程度均為PI60I30,坡面產(chǎn)沙量與P、I30、I60的相關(guān)程度均為I60I30P；除20。和25。徑流小區(qū)外,在各坡度、坡長條件下,坡面產(chǎn)流產(chǎn)沙量與雨量、雨強雙因子均存在較好的冪函數(shù)關(guān)系；各坡度、坡長條件下,坡面產(chǎn)沙量與EI30和PI30均呈線性相關(guān)關(guān)系,且EI30的擬合效果優(yōu)于PI30,但20°和25°徑流小區(qū)的擬合效果相對較差。 (4)試驗觀測期間所有場次侵蝕性降雨造成的坡面產(chǎn)流量與產(chǎn)沙量關(guān)系分析表明,兩者之間的相關(guān)關(guān)系較差,但剔除兩場大雨產(chǎn)生的徑流泥沙數(shù)據(jù)后,各坡度、坡長條件下,坡面產(chǎn)流與產(chǎn)沙量均表現(xiàn)出較好的線性相關(guān)關(guān)系。 (5)以USLE及其修正模型RUSLE為藍本,經(jīng)過反復推導,得出貴州喀斯特地區(qū)坡度因子值的估算公式為：S=7.5942sinθ0.8248,坡長因子值的估算公式為：L=(λ/22.13)0.4064,并基于該公式設計了5。-30。坡度范圍內(nèi)、5m-50m坡長范圍內(nèi)LS值查詢表。
【學位授予單位】：南京大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：S157.1;X144

【參考文獻】

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本文編號：2719050