黄绵土细沟水流输沙能力与剥蚀能力及其在细沟侵蚀过程中的研究

来源 :山东农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yndlyxb
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
我国黄土高原地理特征复杂,地貌高低不平,土壤结构松散,因此该地区植被稀疏,荒漠化严重,加之该地区不稳定的气候因素,降雨分布不均匀,年际偏差极大,使得生态环境极其脆弱,种种因素下黄土高坡地区坡面细沟侵蚀愈发严重。频繁的细沟侵蚀导致土壤耕层养分大量流失,使土壤严重退化,极大地限制了黄土高原地区的农业可持续发展,此外严重的水土流失还会导致各种自然灾害频发,给当地的生命财产安全造成严重的威胁。因此研究黄土坡面细沟侵蚀过程,预报侵蚀土壤量可以有效防治侵蚀带来的灾害,对维护黄土高原地区的可持续发展有着重要意义。为探索黄土高坡土壤在径流冲刷下的细沟侵蚀特征和产流产沙规律,本文以黄土高原的黄绵土为研究对象,选择4个坡度(5°,10°,15°,20°)和3个流量(2L/min,4L/min,8L/min),采用宽10cm的限定性细沟对土壤进行室内冲刷试验,实测得到黄绵土在不同坡度流量下的输沙能力和剥蚀能力,并结合冲刷过程中产生的径流含沙量和径流剪切力求得了含沙量随侵蚀坡长增加而增加的衰减系数和土壤可蚀性参数,主要结果如下:(1)黄绵土输沙能力分别随着流量和坡度的增加而增加。当流量为2 L/min时,黄绵土的输沙能力整体都比较低,且随坡度增加而增加的幅度并不明显,当流量为4L/min,坡度为5~10°时,输沙能力随坡度增加而增加的幅度为58%,坡度为10~20°时,输沙能力随坡度增加而增加的幅度分别只有22%和12%。当流量为8L/min,坡度为5~10°时,输沙能力随坡度增加而增加的幅度为64%,坡度为10~15°时,输沙能力随坡度增加幅度为27%,坡度为15~20°时输沙能力几乎不再变化,整体来看输沙能力随坡度增加逐渐减慢。当坡度一定时,输沙能力随流量呈线性增加,且增加幅度超过100%;(2)各流量坡度组合下的径流含沙量随着侵蚀坡长的增加而逐渐增加,且增加速度持续减小,直到达到输沙能力所对应的最大含沙量,径流中的泥沙含量达到饱和,此时将不再侵蚀土壤。含沙量随侵蚀沟长增加而增加的衰减系数随流量坡度的增加而增加,说明随着流量坡度的增加,径流达到泥沙饱和所需要的沟长越短,而当坡度超过15°以后,衰减系数几乎不再增加,说明径流侵蚀土壤的有效坡长并不是随着坡度增加而无限增加;(3)剥蚀能力随着流量坡度的增加而呈现不同程度的增加:当坡度一定时,剥蚀能力随流量呈线性增加,增加幅度均超过100%,而且坡度越大,增加速度越快,幅度越大;当流量为2L/min时,剥蚀能力随坡度增加依次增加22%、55%和33%;当流量为4L/min,坡度为5~15°时,剥蚀能力随坡度增加幅度分别为83%和47%,而当坡度为15~20°时剥蚀能力几乎不再变化;当流量为8L/min,坡度为5~15°时,剥蚀能力随坡度增加幅度分别为55%和36%,坡度为15~20°时同样几乎不再变化;(4)利用实测剥蚀能力与输沙能力的关系,借助衰减系数将各流量坡度下的输沙能力计算转化为剥蚀能力的预期值,将剥蚀能力的计算预期值与实测值进行线性拟合对比,直线斜率为1.04,说明预期值与实测值相近程度高,因此检验了通过试验实测得到的输沙能力以及在不同沟长下取得的径流含沙量的正确性;(5)通过剥蚀能力和径流剪切力的线性关系拟合求得黄绵土的可蚀性参数为0.058,临界剪切力为1.55Pa,为评估黄绵土抵抗侵蚀的能力提供一个基础参考。
其他文献
本研究针对滨海粘质盐土存在的土壤孔隙状况不良、土壤饱和导水率低,以及引黄灌区淤积泥沙难以处理的问题,将引黄淤积泥沙作为改良材料,研究配沙对粘质盐土大孔隙和饱和导水率影响。通过室内的土壤泥沙颗粒分析试验、水分特征曲线测定试验、饱和导水率测定试验、模拟土柱盐分淋洗试验,研究土壤颗粒组成变化与土壤分形维数、土壤大孔隙比例、土壤饱和导水率以及脱盐效率之间的关系,并通过田间试验加以验证。本研究主要成果如下:
学位
山东省是中国最重要的农业区之一,是冬小麦的主要种植区。冬小麦生产作为支撑国家发展的基础保障性产业,在山东省乃至华北平原占有重要地位。减少温室气体排放和节约用水是实现农业可持续发展的必要途径。然而,长期旋耕和全球气候变化对土壤耕层产生了负面影响,导致土壤水分有效性降低,农业用水问题日益突出。深松是改善土壤耕层结构的有效措施,此外,适当的灌溉管理是保障冬小麦稳产和提升水分利用效率的必要措施。然而,深松
学位
据相关统计,我国盐碱土面积约占国土总面积的10%,尤其在鲁西南黄泛区,土壤盐碱化严重制约着该地区农业的生产与发展。该地区土壤退化严重,具有结构致密、容重大和饱和导水率低等典型特征。冻融对土壤结构和理化性质的影响越来越频繁和剧烈,进一步影响了冻土区土壤排盐效率。研究鲁西南黄泛区盐碱土的基本理化性质,分析冻融循环对该地区土壤水力性质和微观结构的影响,将对黄泛区盐碱土的修复具有重要指导意义。本研究以鲁西
学位
弱读形式是英语语音教学的薄弱环节,通常会被忽视。对比分析假设认为二语语音研究不能只限于音位对比,需要以学习者为中心,基于学习者的语言经验,并涉及音位内部的语音差异。在最近的音素感知和产出研究中,对弱读形式的语音感知和产出的研究很少。基于此,本研究试图运用二语习得理论,进行一项尝试性和创新性的语音研究,分析央元音/(?)/弱读形式的感知和产出,希望能对外语语音教学和习得有所启发。本研究选取了山东省某
学位
黄河三角洲地区土壤具备土壤颗粒细、级配均一、排列致密、大孔隙少的水力特征,其土壤容重大、渗透性差且盐分含量高,极易造成严重的土壤盐渍化,采用传统方法改良困难,严重威胁作物生长发育和粮食生产安全。盐渍土掺沙可以改良土壤质地与结构,加速土块崩解,改善土壤渗透性,调控水盐运移过程,并提高盐分淋洗效率。本文以黄河三角洲地区盐渍土为研究对象,采用室内土柱模拟试验,设置3种掺沙比例:CK(0%)、S1(20%
学位
连栋拱形大棚是一种重要的园艺设施结构,已广泛应用于农业生产。本文依托真实的连栋拱形大棚结构,采用原位观测和计算流体动力学(CFD)分析相结合的方法,进行了三方面的研究:首先,通过对外部风场、风压系数和风荷载体型系数的分析,研究了连栋数对大棚风效应的影响;其次,通过对表面风压、温度和相对湿度的分析,研究了少连栋大棚的风效应与热湿性能;最后,通过对温湿度、水平截面平均温度、通风效率(HRE)的分析,研
学位
3D打印混凝土技术凭借其无模化、自动化的优势近年来被广泛应用于建筑行业,但3D打印构件强度低、自重大、难养护等问题影响了其广泛推广应用。陶砂是以黏土、亚黏土为原材料,加入适量的胶凝材料以及外加剂经过高温烧焙而成的一种人造轻骨料,具有轻质、低强、易吸水的特点。基于此,本论文主要研究陶砂对3D打印砂浆的可打印性及力学行为的影响,并通过水化热、孔结构、水化产物矿物组成等分析研究,探讨陶砂对3D打印砂浆的
学位
随着世界人口的上升,粮食安全问题日益突出。冬小麦作为重要的粮食作物,在中国和世界的粮食种植结构中占据重要的地位。华北平原作为我国重要的冬小麦生产基地,其水资源短缺的问题,限制着冬小麦的农业生产。如何在保障作物正常生产的条件下,减少灌溉用水,提高作物水分利用效率至关重要。本研究旨在利用田间试验与RZWQM2模型相结合,探究冬小麦生长期内主要灌水时期,并制定适用于华北平原的最优灌溉制度。本研究于201
学位
为研究极细沙粒对滨海粘质盐土盐分以及主要盐分离子的影响,本文采用黄河三角洲地区巨量的淤积泥沙作为改良材料,对黄河三角洲地区滨海粘质盐土进行研究改良。通过室内试验以及田间配沙改良试验探究适宜的引黄泥沙用量。室内试验采用土柱模拟的方法对土壤盐分、土壤主要盐分离子含量以及盐分离子比例的变化进行了研究,确定适宜的极细沙粒比例范围,确定田间配沙范围,进行田间试验。本研究的主要成果如下:(1)引黄泥沙与粘质盐
学位
地表温度是地表与大气之间能量交换的重要参数,植被光学厚度是描述植被冠层生长和衰老的季节周期参数,两者在全球的气候变化、生态监测等研究领域发挥着重要作用。因此如何快速获取高精度大范围的地表温度与植被光学厚度以满足实际应用的需求已成为重点关注的问题。相较于光学遥感,微波遥感具有穿云透雾、全天时观测等优势,是全球大尺度范围内监测地表参数的最有效手段之一。FY-3D是我国新一代的极轨气象卫星,其官方微波地
学位