秸稈摻混還田對(duì)坡面降雨產(chǎn)流水動(dòng)力特征影響及機(jī)理研究
發(fā)布時(shí)間:2021-04-01 05:41
秸稈還田可以增加土壤有機(jī)質(zhì),減少由秸稈焚燒引起的空氣污染。秸稈摻混改變地表糙率,減輕雨滴打擊引起的土壤結(jié)皮,影響降雨產(chǎn)流過(guò)程及坡面水流的流速和水動(dòng)力學(xué)參數(shù)。表征坡面水流水動(dòng)力特征的流速和水動(dòng)力學(xué)參數(shù)是影響降雨侵蝕和產(chǎn)流輸沙的重要因素。本文通過(guò)室內(nèi)模擬試驗(yàn),研究總量為160 mm的降雨過(guò)程中,不同秸稈摻混量(0(對(duì)照)、2、4、8 t/ha)、降雨強(qiáng)度(80、120、160 mm/h)和坡度(10、15、20°)的流速和水動(dòng)力學(xué)參數(shù)隨時(shí)間的變化過(guò)程及其對(duì)影響因子的響應(yīng)特征。采用電解質(zhì)脈沖邊界模型方法測(cè)量秸稈摻混坡面的降雨產(chǎn)流流速和水動(dòng)力彌散系數(shù),計(jì)算相關(guān)水動(dòng)力學(xué)參數(shù)(雷諾數(shù)、弗勞德數(shù)和阻力系數(shù))。結(jié)果表明,降雨歷時(shí)影響坡面流水動(dòng)力特征,但是沒(méi)有改變流態(tài),在裸土坡面和秸稈摻混(4 t/ha)坡面,水動(dòng)力特征變化過(guò)程以累積降雨量約為100 mm為界分為兩個(gè)階段。累積降雨量達(dá)到100 mm之前,流速、雷諾數(shù)和弗勞德數(shù)隨累積降雨量的增加而增加,達(dá)西-維斯巴赫阻力系數(shù)隨累積降雨量的增加而減小;累積降雨量達(dá)到100 m m之后,流速和弗勞德數(shù)隨累積降雨量的增加而趨于穩(wěn)定,雷諾數(shù)和達(dá)西-維斯巴赫阻力系...
【文章來(lái)源】:山東農(nóng)業(yè)大學(xué)山東省
【文章頁(yè)數(shù)】:68 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
流速測(cè)量系統(tǒng)
秸稈摻混還田對(duì)坡面降雨產(chǎn)流水動(dòng)力特征影響及機(jī)理研究14圖2土壤裝填工具Fig2Soilfillequipment2.3試驗(yàn)程序2.3.1試驗(yàn)準(zhǔn)備在可變坡徑流侵蝕平臺(tái)進(jìn)行室內(nèi)模擬試驗(yàn),平臺(tái)長(zhǎng)8m、寬1.2m、高0.5m,試驗(yàn)前用鋼板將侵蝕槽分割成0.1m寬、0.3m高的土槽,土槽底部用粘土填裝5cm厚的犁地層,容重約1.5g/cm3,用紗布隔開(kāi)犁地層和試驗(yàn)土層。試驗(yàn)用黃綿土顆粒組成為沙粒23.80%,粉粒64.57%,黏粒11.63%。試驗(yàn)前先將土壤風(fēng)干,清除有機(jī)質(zhì),過(guò)10mm篩。風(fēng)干土壤的含水率低于3%(g/g),以保證初始含水率一致,方便將秸稈和土壤摻混后填入土槽。小麥秸稈采用聯(lián)合收割機(jī)收獲后的秸稈,長(zhǎng)度約5~15cm不等,將秸稈風(fēng)干然后人工按設(shè)定的質(zhì)量比與秸稈均勻混合。為保證向侵蝕槽內(nèi)填裝土壤時(shí)不破壞秸稈混合狀態(tài)和壓實(shí)土壤,定制一種土壤裝填工具,如圖2所示;旌虾蟮慕斩捠褂枚ㄖ频难b填裝置進(jìn)行填裝以模擬翻耕狀態(tài),填裝深度為20cm,不固定容重,在土壤重力作用下自然填裝。裝好土壤后用塑料薄膜覆蓋,放置24h后調(diào)整侵蝕平臺(tái)坡度。試驗(yàn)前測(cè)定土壤的含水率和容重,平均容重約1.2g/cm3。2.3.2試驗(yàn)過(guò)程所有設(shè)備安裝調(diào)試好之后,先校準(zhǔn)降雨強(qiáng)度至設(shè)定值。待降雨強(qiáng)度穩(wěn)定后揭開(kāi)塑料薄膜,開(kāi)始試驗(yàn)并計(jì)時(shí)。根據(jù)降雨強(qiáng)度和時(shí)間換算降雨量,當(dāng)降雨量為20、40、
本文編號(hào):3112777
【文章來(lái)源】:山東農(nóng)業(yè)大學(xué)山東省
【文章頁(yè)數(shù)】:68 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
流速測(cè)量系統(tǒng)
秸稈摻混還田對(duì)坡面降雨產(chǎn)流水動(dòng)力特征影響及機(jī)理研究14圖2土壤裝填工具Fig2Soilfillequipment2.3試驗(yàn)程序2.3.1試驗(yàn)準(zhǔn)備在可變坡徑流侵蝕平臺(tái)進(jìn)行室內(nèi)模擬試驗(yàn),平臺(tái)長(zhǎng)8m、寬1.2m、高0.5m,試驗(yàn)前用鋼板將侵蝕槽分割成0.1m寬、0.3m高的土槽,土槽底部用粘土填裝5cm厚的犁地層,容重約1.5g/cm3,用紗布隔開(kāi)犁地層和試驗(yàn)土層。試驗(yàn)用黃綿土顆粒組成為沙粒23.80%,粉粒64.57%,黏粒11.63%。試驗(yàn)前先將土壤風(fēng)干,清除有機(jī)質(zhì),過(guò)10mm篩。風(fēng)干土壤的含水率低于3%(g/g),以保證初始含水率一致,方便將秸稈和土壤摻混后填入土槽。小麥秸稈采用聯(lián)合收割機(jī)收獲后的秸稈,長(zhǎng)度約5~15cm不等,將秸稈風(fēng)干然后人工按設(shè)定的質(zhì)量比與秸稈均勻混合。為保證向侵蝕槽內(nèi)填裝土壤時(shí)不破壞秸稈混合狀態(tài)和壓實(shí)土壤,定制一種土壤裝填工具,如圖2所示;旌虾蟮慕斩捠褂枚ㄖ频难b填裝置進(jìn)行填裝以模擬翻耕狀態(tài),填裝深度為20cm,不固定容重,在土壤重力作用下自然填裝。裝好土壤后用塑料薄膜覆蓋,放置24h后調(diào)整侵蝕平臺(tái)坡度。試驗(yàn)前測(cè)定土壤的含水率和容重,平均容重約1.2g/cm3。2.3.2試驗(yàn)過(guò)程所有設(shè)備安裝調(diào)試好之后,先校準(zhǔn)降雨強(qiáng)度至設(shè)定值。待降雨強(qiáng)度穩(wěn)定后揭開(kāi)塑料薄膜,開(kāi)始試驗(yàn)并計(jì)時(shí)。根據(jù)降雨強(qiáng)度和時(shí)間換算降雨量,當(dāng)降雨量為20、40、
本文編號(hào):3112777
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