重庆缙云山典型林地地表径流水力学性质研究

发布时间：2019-10-30 04:50

【摘要】：本文通过在缙云山选取针阔混交林、常绿阔叶林、楠竹林和裸地4种不同土地利用类型,根据植被和林分情况,选择同一坡度典型地段打入钢槽建立试验小区,设计0.12,0.18,0.24,0.30,0.36L/min5种不同的流量,对枯枝落叶物持水特征,土壤入渗速率,蓄满产流下的水力学参数和地表糙率系数进行定量模拟和对比分析。结果表明：(1)重庆缙云山三种不同林分地表类型的枯枝落叶物的持水能力大小顺序依次是：常绿阔叶林楠竹林针阔混交林。在试验开始的半小时内,枯枝落叶物吸水能力比较强,之后逐渐减弱。在相同流量下,四种土地利用类型的土壤入渗速率大小顺序是：针阔混交林常绿阔叶林楠竹林裸地。四种不同土地利用类型的土壤入渗率(Y)与时间(x)的关系是幂函数的关系,与考斯加柯夫公式模型比较接近。(2)在放水冲刷条件下,4种地类径流阻力系数随流量的增大而降低,说明地表枯枝落叶物、土壤有机质和植被根系能有效增加坡面糙度和阻力,随着流量的增大,径流冲走枯枝落叶物和有机质并形成细沟,浅层根系对径流的阻力效果增强,而根系较深的地类的阻力系数逐渐趋近于裸地的。4种不同地类的流速随着流量的增加而增加,同一流量下,流速受枯枝落叶物和根系的影响而减少,说明枯枝落叶物和根系能减缓径流流速,且在暴雨情况下,楠竹林根系的消减作用更明显。在试验条件下,随着流量的增加,雷诺数持续增加,弗劳德数先减小后增加,流量在0.18-0.30L/min之间取得弗劳德数的最小值。相同流量下,雷诺数和弗劳德数的大小顺序都是,裸地针阔混交林常绿阔叶林≥楠竹林。(3)在同一流量下,地表糙率系数最大的是针阔混交林,最小的是裸地,本次试验中楠竹林的地表糙率系数在流量为5mL/s的时候比常绿阔叶林的要高,其余情况下,常绿阔叶林的地表糙率都比楠竹林高。在同一土地利用类型上,地表糙率系数都随流量的增大而增大,地表糙率系数n(y)与流量Q(x)的数量关系基本成指数关系,其关系式为：y=0.004e0.788x,R2=0.985。在同一流量下,裸地的地表糙率系数都比其他三类要低,相应的阻力系数,裸地的也都低于其他三类土地利用类型,说明地表糙率系数和综合阻力系数存在正相关的关系。
【图文】：

钢槽,径流模拟,设计示意图

逦研究内容、方法和技术路线槽四周密封辉接保证侧边不透水，下面无底，直接打入四种典型林地。考虑到打入土逡逑壤的实际情况和边际问题，在打入钢槽前期，先划出钢槽位置并用钢刀打进２０ｃｒｎ，逡逑完整保留试验区的枯枝落叶物、根系、植被和土壤结构，最大限度减小钢槽对边缘的逡逑影响。逡逑３．２．４．２径洗模拟系统设计逡逑在绪云山四种不同土地利用类型的典型地段打入钢槽形成试验径流小区，试验流小区的上端设一出水槽，出水槽与径流小区的结合处为水平位置，出水槽上方是水位水箱，两者通过接有阀门组的水管连接，处于整个试验装置的最上端的是供水源，供水水源与恒水位水箱之间布设一根直径较大的水管，使供水水源供给恒水位箱的水流能一直保持溢流状态，让恒水位水箱内的水位能保持在一个特定高度从而产逡逑生稳定的水头压力，减小因水压造成的试验误差。逡逑

过程图,林地,吸持水,过程

图４－１三种不同林地枯枝落叶物持水过程逡逑Ｆｉｇ．４－１邋Ｔｈｅ邋ｗａｔｅｒ邋ｈｏｌｄｉｎｇ邋ｐｒｏｃｅｓｓ邋ｏｆ邋ｔｈｒｅｅ邋ｋｉｎｄｓ邋ｏｆ邋ｆｏｒｅｓｔ邋ｌｉｔｔｅｒ逡逑从图４－１可以看出，在（）．５ｈ内，针阔混交林枯枝落叶物的持水能力最小，为逡逑１７．５４ｔ／ｈｍ２，，其次为常绿阔叶林，为３６．６３ｔ／ｈｍ２，持水能力最大的是楠竹林，为４８．６９ｔ／ｈｍ２，逡逑枯枝落叶物的吸持水量随时间的推移而增加，枯枝落叶物的最大持水量与林分类型、逡逑组成和分解情况都有关系。在三峡库区，经过调查研宄发现，不同林分类型及组成具逡逑有不同的分解情况，三种不同地表类型的枯枝落叶物的累积吸持水量（Ｙ）与时间（Ｘ）逡逑进行线性回归分析，可得三峡库区典型林地不同地表类型枯枝落叶物累积吸持水量回逡逑归方程，针阔混交林的为：Ｙ，邋＝２．８７４１ｎ（ｘ）邋＋４９．６２，Ｒ２邋＝０．９８１；常绿阔叶林的为：逡逑丫２邋＝邋２．１１８１ｎ（ｘ）＋３６．１１，Ｒ２邋＝邋０．８９８；楠竹林的为：Ｙ３邋＝２．４０ｌｌｎ（ｘ）＋１７．２８，Ｒ：邋二邋０．９４１。逡逑在浸水试验开始时的半个小时内
【学位授予单位】：北京林业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S714.7

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