本文關(guān)鍵詞：典型溝道土地整治工程對(duì)降水轉(zhuǎn)化影響的模擬試驗(yàn)研究

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【摘要】：針對(duì)黃土丘陵溝壑區(qū)典型溝道土地整治工程對(duì)降水轉(zhuǎn)化影響需進(jìn)一步研究的現(xiàn)狀,基于構(gòu)建的室內(nèi)試驗(yàn)平臺(tái),通過不同雨強(qiáng)和不同溝道土地整治比例的模擬降雨試驗(yàn),在研究溝道土地整治工程對(duì)地表和地下徑流過程影響的基礎(chǔ)上,分析了地表和地下徑流面源污染物輸出對(duì)溝道土地整治工程的響應(yīng),探討了溝道土地整治工程對(duì)降水分配和面源污染物輸出的作用機(jī)制,初步闡明了黃土丘陵溝壑區(qū)典型溝道土地整治工程對(duì)流域降水分配和徑流水質(zhì)的影響,探索了溝道土地整治工程對(duì)控制性工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的影響。主要取得以下結(jié)論:(1)溝道土地整治能調(diào)節(jié)降水分配,攔截地表徑流,增加降雨入滲,促進(jìn)降水向土壤水和地下徑流的轉(zhuǎn)化,降水分配的調(diào)節(jié)程度隨溝道土地整治比例的增加而增加,降雨強(qiáng)度是影響溝道土地整治工程降水分配調(diào)節(jié)作用的一個(gè)重要因素。無整治工況條件下,降雨地表徑流、土壤持留和地下徑流分配比例為62:21:17,經(jīng)30%溝道土地整治后,三者比例為45:22:33,經(jīng)60%的溝道土地整治后,三者比例為27:23:50。溝道土地整治對(duì)降水分配的調(diào)節(jié)程度隨降雨強(qiáng)度的增加而增加,雨強(qiáng)從30mm·h-1增加到150mm·h-1,30%的溝道整治引起地表徑流系數(shù)的削減值分別為從0.13增加到0.21,土壤持留比例增加量分別從0.00增大到0.02,地下徑流系數(shù)增加量分別從0.13增加至0.19。溝道土地整治工程對(duì)降水徑流轉(zhuǎn)化的調(diào)節(jié)分配作用可為流域治理工程的防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)提供一定的科學(xué)依據(jù)。在本試驗(yàn)邊界條件下,不考慮邊坡匯水和保證新造地安全條件下,上游溝道土地整治工程的開展可減小下游控制工程設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn),其對(duì)設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)的作用程度取決于溝道土地整治比例的大小,上游的溝道土地整治工程對(duì)下游控制工程設(shè)計(jì)洪水量的影響隨降雨重現(xiàn)期的增加而增強(qiáng),而其相對(duì)作用程度取決于溝道土地整治比例的大小。然而,溝道土地整治工程自身將面臨滲流破壞的風(fēng)險(xiǎn),尤其是在長歷時(shí)小強(qiáng)度的降雨條件下,滲流破壞風(fēng)險(xiǎn)最大,應(yīng)加強(qiáng)預(yù)防。(2)溝道土地整治能調(diào)節(jié)地表徑流面源污染物的輸出過程,減少地表徑流中泥沙、硝態(tài)氮、銨態(tài)氮和溶解態(tài)磷的輸出,這種調(diào)節(jié)作用受到降雨強(qiáng)度的影響。在30~90 mm·h-1雨強(qiáng)試驗(yàn)條件下,30%和60%的溝道土地整治對(duì)地表徑流中污染物輸出作用分別為:泥沙輸出減少33%~58%和69%~82%,銨態(tài)氮輸出減少32%~54%和63%~74%,硝態(tài)氮輸出減少-19%~21%和31%~48%,溶解態(tài)磷輸出減少-27%~21%和2%~50%。隨著降雨強(qiáng)度的增加,溝道土地整治工程對(duì)地表徑流中泥沙、硝態(tài)氮、銨態(tài)氮和溶解態(tài)磷的相對(duì)攔截效果先增加后減小,溝道土地整治工程對(duì)地表徑流污染物的控制作用有限,強(qiáng)降雨條件下,溝道土地整治對(duì)地表污染物的防控能力降低。(3)溝道土地整治工程影響土體中物質(zhì)的遷移,有增加地下徑流污染的風(fēng)險(xiǎn)。新造耕地土體硝態(tài)氮向下遷移流失更加劇烈,伴隨硝態(tài)氮的垂向遷移,在不透水層上方形成硝態(tài)氮富集的土層,該處土壤硝態(tài)氮含量的升高會(huì)引起地下水硝態(tài)氮污染的加劇,溝道土地整治工程的實(shí)施對(duì)土體中銨態(tài)氮的遷移未有顯著的影響。與物質(zhì)的遷移相對(duì)應(yīng),溝道土地整治工程顯著增加了地下徑流中硝態(tài)氮含量和輸出量,且其增加幅度隨溝道整治比例的增加而增加,在30~90mm·h-1雨強(qiáng)試驗(yàn)條件下,30%和60%的溝道土地整治工程實(shí)施后,地下徑流硝態(tài)氮平均含量分別增加9%~17%和3%~34%,硝態(tài)氮輸出量分別增加74%~195%和60%~337%。工程的實(shí)施還將引起項(xiàng)目區(qū)長期遭受地下水可溶性磷污染,而對(duì)地下徑流銨態(tài)氮污染無影響。
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：S28;P333.1

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本文編號(hào)：1298050