人工模拟降雨条件下紫色土土壤可蚀性研究

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土壤侵蚀是导致土地退化乃至彻底破坏的主要原因。土壤侵蚀引起土壤退化的速度可用土坡侵蚀量衡。土壤侵蚀量大小除与侵蚀介质外营力有关外,主要取决于土壤的抗蚀、抗冲能力,即内营力,国际上通常用土壤可蚀性(Soil erodibility)衡量,并用K值表示,土壤可蚀性反映了土壤对侵蚀的敏感程度,是一个综合复杂的因子。可蚀性K值是定量分析预测土壤侵蚀的主要参数,对其研究是一项基础性的工作。本文以重庆地区土壤肥力较高的沙溪庙组灰棕紫泥为研究对象,基于人工模拟降雨试验及土壤样品的室内理化性质测定,着重探讨了土壤可蚀性K值的测定方法、影响因素和动态变化规律,并建立了基于土壤理化性质参数的可蚀性K值数学回归模型。主要结论如下: (1)模拟降雨强度影响径流中的泥沙浓度,泥沙浓度的变化趋势与降雨强度的变化趋势高度一致;累积产沙过程在降雨开始后21min时存在明显的转折点,转折点后产沙率由0.021Kg/min突变为0.067Kg/mim变雨强模拟降雨雨滴的溅蚀作用使紫色土表面重复出现结皮—破坏—结皮的过程,这一过程导致径流的入渗速率不稳定,并使且其数值上的变动方向与降雨强度的变动方向相异,从而导致模拟降雨试验径流过程在中后期维持在0.8mm左右。 (2)模拟降雨雨滴动能E和时段雨强的不同组合EI5、EI10、EI15、EI30与土壤侵蚀量之间均存在较佳的线性关系,其中E·I5与土壤侵蚀量间决定系数最大,达0.817,最终确定E·I5为模拟降雨试验降雨侵蚀力组合指标。 (3)应用微型小区实测法和诺谟方程法分别计算了紫色土土壤可蚀性K值,并根据模拟降雨试验确定了土壤的抗冲性Kwi值。多次模拟降雨下,土壤抗冲性Kwi平均值为0.033Kg/m2·mm,次模拟降雨下土壤抗冲性指标Kwi变化较大,其值间标准差达0.1;多次模拟降雨过程综合计算的紫色土土壤可蚀性K值为0.097(tons·arce·hr/100ft-tons.acre·in);诺谟方程法计算的可蚀性平均K值为0.142(tons·arce·hr/100ft-tons.acre·in);次模拟降雨下的土壤可蚀性K值标准差为0.062。土壤可蚀性K值较土壤抗冲性Kwi值更能反映土壤对侵蚀作用的响应,且K值较Kwi更稳定。 (4)沙溪庙组灰棕紫泥的土壤颗粒主要集中在0.002~0.2mm的范围内,其中粒径为0.0001~0.002mm(粘粒)、0.002~0.05mm(粉粒)、0.05~0.1mm(极细砂粒)、0.1~0.25mm
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