薄层黑土区降雨和汇流强度对顺坡垄作坡面水蚀过程的影响
发布时间：2021-01-11 13:29
长期不合理的耕作方式和特有的长缓坡地形是导致东北黑土区土壤侵蚀严重的主要原因。为此,本论文基于野外径流小区观测与模拟降雨和径流原位试验,研究了降雨和汇流强度对薄层黑土区顺坡垄作坡面水蚀过程的影响,为黑土区坡耕地侵蚀防治提供科学依据。野外原位模拟降雨试验的试验处理包括两种耕作方式（顺垄和无垄,裸露休闲）,两个降雨强度(50和100 mm h-1),5个汇水流量(10、20、30、40和50 L min-1)以及一个5°坡度;野外径流小区处理包括两种耕作方式和一个5°坡度处理。主要结论如下:（1）探究了降雨强度对黑土坡面土壤侵蚀的影响。20122015年径流小区观测资料表明,在5°的顺坡垄作坡面,年侵蚀性降雨量对顺坡垄作坡面侵蚀有重要影响。年侵蚀性降雨量增加2.2倍,顺坡垄作的坡面侵蚀量2.4倍;同时与无垄作坡面相比,5°的顺坡垄作坡面径流量减少了66.4%,侵蚀量减少72.2%。在人工模拟降雨条件下,当降雨强度从50 mm h-1增加到100 mm h-1时,顺坡垄作坡面径流量增...
【文章来源】：西北农林科技大学陕西省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
图 1-2 径流小区Fig 1-2 Runoff plot1.7.2 试验设计1.7.2.1 野外径流小区布设野外径流小区为黑龙江省水土保持科学研究院宾县水土保持科技示范园所建。径小区坡度 5°，耕作方式有顺坡垄作和无垄作两种处理，小区面积为 20 m*5 m，顺坡作坡面种植大豆，无垄作坡面地面处理为裸露休闲。试验观测资料为 2012~2015 年，间共观测的侵蚀性降雨有 52 次。1.7.2.2 模拟试验设计本试验在黑龙江省水土保持科学研究院宾县水土保持科技示范园进行，试验小区积为 10 m×2 m。试验共设计了 20 个处理，包括两种耕作方式（顺坡垄作和无垄作，表处理为裸露休闲），两个降雨强度（50 和 100 mm h-1），5 个汇水流量（10、20、340 和 50 L min-1）以及一个坡度 5°（即顺坡垄作改横坡垄作的临界坡度）。每个处理
a. 顺垄坡面 b. 无垄对照坡面图 1-3 降雨和汇流条件下顺垄和无垄坡面水蚀过程试验Fig 5-1 Experimental photos1.7.3 试验步骤1.7.3.1 降雨试验步骤1）试验前期处理：按照垄高 15 cm 和垄间距 65 cm 的当地窄垄标准，在试验区制作顺坡垄（边锋等 2015；郑粉莉等 2016），设计的垄丘和垄沟土壤容重分别为 1.1 和1.3 g cm-3。为保证试验前期试验小区土壤水分条件基本相同，在正式降雨前一天 30 mmh-1降雨强度对径流小区用进行预降雨，直至坡面产流后结束，然后用塑料布覆盖试验小区，静置 12 h（姜义亮等 2017；覃超等 2018；Xu Ximeng et al. 2018）。2）降雨强度率定：将前期预降雨的径流小区用塑料布覆盖，对设计的降雨强度进行率定。当三次率定降雨强度与目标雨强的相对误差小于 5%时，方可进行正式降雨试验。表 1-4 也表明，率定的降雨强度满足试验要求。
【参考文献】：
期刊论文
[1]降雨强度和坡度对黑土区土质道路路面侵蚀特征的影响[J]. 沈海鸥,刘健,王宇,温磊磊,刘建祥,赵占军. 水土保持学报. 2017(06)
[2]东北黑土区顺坡垄作和无垄作坡面侵蚀过程对比[J]. 边锋,郑粉莉,徐锡蒙,卢嘉,覃超,吴红艳. 水土保持通报. 2016(01)
[3]地形对黑土区典型坡面侵蚀—沉积空间分布特征的影响[J]. 杨维鸽,郑粉莉,王占礼,韩勇. 土壤学报. 2016(03)
[4]雨型对东北典型黑土区顺坡垄作坡面土壤侵蚀的影响[J]. 郑粉莉,边锋,卢嘉,覃超,徐锡蒙. 农业机械学报. 2016(02)
[5]降雨侵蚀过程中黑土团聚体流失特征[J]. 卢嘉,郑粉莉,安娟,李桂芳. 生态学报. 2016(08)
[6]降雨和地形因子对黑土坡面土壤侵蚀过程的影响[J]. 李桂芳,郑粉莉,卢嘉,安娟. 农业机械学报. 2015(04)
[7]模拟植被覆盖条件下坡面流水动力学特性[J]. 张宽地,王光谦,孙晓敏,王俊杰. 水科学进展. 2014(06)
[8]黄土坡面发育平稳的细沟流水动力学特性[J]. 王龙生,蔡强国,蔡崇法,孙莉英. 地理科学进展. 2014(08)
[9]东北黑土区垄向的分布及其对土壤侵蚀的影响[J]. 赵玉明,刘宝元,姜洪涛. 水土保持研究. 2012(05)
[10]雨型对东北黑土区坡耕地土壤侵蚀影响的试验研究[J]. 温磊磊,郑粉莉,杨青森,沈海鸥. 水利学报. 2012(09)
博士论文
[1]自由下渗和壤中流条件下黑土区坡面土壤侵蚀特征对比研究[D]. 卢嘉.西北农林科技大学 2017
[2]典型黑土区坡面土壤侵蚀影响因素与动力学机理研究[D]. 李桂芳.中国科学院研究生院(教育部水土保持与生态环境研究中心) 2016
[3]降雨和汇流对典型黑土区农耕地侵蚀过程的影响研究[D]. 温磊磊.西北农林科技大学 2015
[4]东北黑土区沟蚀机理及防治模式的研究[D]. 孟令钦.中国农业科学院 2009
[5]黑龙江西部坡耕地不同耕作措施水分转化与土壤侵蚀特征[D]. 魏永霞.东北林业大学 2009
硕士论文
[1]垄作黑土坡面水土流失的农业防治措施研究[D]. 房含.吉林农业大学 2016
[2]降雨和耕作措施对黑土区坡面土壤侵蚀过程的影响研究[D]. 边锋.西北农林科技大学 2015
[3]东北黑土区坡耕地土壤团聚体迁移和养分流失的影响因素研究[D]. 卢嘉.西北农林科技大学 2012
[4]基于能量分析的不同类型土壤抗侵蚀特征研究[D]. 张媛静.长江科学院 2010
[5]黄土坡面土壤侵蚀—搬运过程试验研究[D]. 汪晓勇.西北农林科技大学 2008
本文编号：2970853
【文章来源】：西北农林科技大学陕西省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
图 1-2 径流小区Fig 1-2 Runoff plot1.7.2 试验设计1.7.2.1 野外径流小区布设野外径流小区为黑龙江省水土保持科学研究院宾县水土保持科技示范园所建。径小区坡度 5°，耕作方式有顺坡垄作和无垄作两种处理，小区面积为 20 m*5 m，顺坡作坡面种植大豆，无垄作坡面地面处理为裸露休闲。试验观测资料为 2012~2015 年，间共观测的侵蚀性降雨有 52 次。1.7.2.2 模拟试验设计本试验在黑龙江省水土保持科学研究院宾县水土保持科技示范园进行，试验小区积为 10 m×2 m。试验共设计了 20 个处理，包括两种耕作方式（顺坡垄作和无垄作，表处理为裸露休闲），两个降雨强度（50 和 100 mm h-1），5 个汇水流量（10、20、340 和 50 L min-1）以及一个坡度 5°（即顺坡垄作改横坡垄作的临界坡度）。每个处理
a. 顺垄坡面 b. 无垄对照坡面图 1-3 降雨和汇流条件下顺垄和无垄坡面水蚀过程试验Fig 5-1 Experimental photos1.7.3 试验步骤1.7.3.1 降雨试验步骤1）试验前期处理：按照垄高 15 cm 和垄间距 65 cm 的当地窄垄标准，在试验区制作顺坡垄（边锋等 2015；郑粉莉等 2016），设计的垄丘和垄沟土壤容重分别为 1.1 和1.3 g cm-3。为保证试验前期试验小区土壤水分条件基本相同，在正式降雨前一天 30 mmh-1降雨强度对径流小区用进行预降雨，直至坡面产流后结束，然后用塑料布覆盖试验小区，静置 12 h（姜义亮等 2017；覃超等 2018；Xu Ximeng et al. 2018）。2）降雨强度率定：将前期预降雨的径流小区用塑料布覆盖，对设计的降雨强度进行率定。当三次率定降雨强度与目标雨强的相对误差小于 5%时，方可进行正式降雨试验。表 1-4 也表明，率定的降雨强度满足试验要求。
【参考文献】：
期刊论文
[1]降雨强度和坡度对黑土区土质道路路面侵蚀特征的影响[J]. 沈海鸥,刘健,王宇,温磊磊,刘建祥,赵占军. 水土保持学报. 2017(06)
[2]东北黑土区顺坡垄作和无垄作坡面侵蚀过程对比[J]. 边锋,郑粉莉,徐锡蒙,卢嘉,覃超,吴红艳. 水土保持通报. 2016(01)
[3]地形对黑土区典型坡面侵蚀—沉积空间分布特征的影响[J]. 杨维鸽,郑粉莉,王占礼,韩勇. 土壤学报. 2016(03)
[4]雨型对东北典型黑土区顺坡垄作坡面土壤侵蚀的影响[J]. 郑粉莉,边锋,卢嘉,覃超,徐锡蒙. 农业机械学报. 2016(02)
[5]降雨侵蚀过程中黑土团聚体流失特征[J]. 卢嘉,郑粉莉,安娟,李桂芳. 生态学报. 2016(08)
[6]降雨和地形因子对黑土坡面土壤侵蚀过程的影响[J]. 李桂芳,郑粉莉,卢嘉,安娟. 农业机械学报. 2015(04)
[7]模拟植被覆盖条件下坡面流水动力学特性[J]. 张宽地,王光谦,孙晓敏,王俊杰. 水科学进展. 2014(06)
[8]黄土坡面发育平稳的细沟流水动力学特性[J]. 王龙生,蔡强国,蔡崇法,孙莉英. 地理科学进展. 2014(08)
[9]东北黑土区垄向的分布及其对土壤侵蚀的影响[J]. 赵玉明,刘宝元,姜洪涛. 水土保持研究. 2012(05)
[10]雨型对东北黑土区坡耕地土壤侵蚀影响的试验研究[J]. 温磊磊,郑粉莉,杨青森,沈海鸥. 水利学报. 2012(09)
博士论文
[1]自由下渗和壤中流条件下黑土区坡面土壤侵蚀特征对比研究[D]. 卢嘉.西北农林科技大学 2017
[2]典型黑土区坡面土壤侵蚀影响因素与动力学机理研究[D]. 李桂芳.中国科学院研究生院(教育部水土保持与生态环境研究中心) 2016
[3]降雨和汇流对典型黑土区农耕地侵蚀过程的影响研究[D]. 温磊磊.西北农林科技大学 2015
[4]东北黑土区沟蚀机理及防治模式的研究[D]. 孟令钦.中国农业科学院 2009
[5]黑龙江西部坡耕地不同耕作措施水分转化与土壤侵蚀特征[D]. 魏永霞.东北林业大学 2009
硕士论文
[1]垄作黑土坡面水土流失的农业防治措施研究[D]. 房含.吉林农业大学 2016
[2]降雨和耕作措施对黑土区坡面土壤侵蚀过程的影响研究[D]. 边锋.西北农林科技大学 2015
[3]东北黑土区坡耕地土壤团聚体迁移和养分流失的影响因素研究[D]. 卢嘉.西北农林科技大学 2012
[4]基于能量分析的不同类型土壤抗侵蚀特征研究[D]. 张媛静.长江科学院 2010
[5]黄土坡面土壤侵蚀—搬运过程试验研究[D]. 汪晓勇.西北农林科技大学 2008
本文编号：2970853
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