黄土高原典型侵蚀类型区降雨-入渗过程与模拟
发布时间：2021-01-22 18:05
黄土高原大规模退耕还林还草生态建设深刻改变了区域植被覆盖及下垫面环境条件,显著改变了土壤理化性状和土壤结构特点,严重影响了流域土壤水文过程及产汇流机制。因此研究黄土高原下垫面环境条件的变化,特别是植被恢复条件下土壤物理特性的变化对地表水文过程的作用,对揭示降雨-入渗过程以及流域产汇流机制具有重要的科学意义。本文通过野外多深度、稳定、连续的土壤水分长期定位监测,研究典型侵蚀类型区坡面及坡沟系统中不同降雨类型与土壤水分入渗过程的动态响应,对比分析各降雨-入渗过程的差异;利用Horton模型、Mezencev模型、Kostiakov模型、USDA-NRCS模型模拟不同降雨类型土壤水分入渗过程,并构建了土壤物理性质与累积入渗量、稳渗速率的土壤转换函数,对于全面认识黄土高原退耕还林还草政策驱动下不同典型侵蚀类型区降雨-入渗过程和揭示流域产汇流机制具有重要意义。主要结论如下:（1）黄土高原坡面土壤水分变化对降雨事件的响应层次存在显著差异,黄土丘陵沟壑区桥沟流域坡面草地的响应层次分别为:速变层（0～60 cm）、活跃层（70～140cm）和稳定层（150～200 cm）;黄土高塬沟壑区董庄沟流域坡面...
【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】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
第二章研究区概况与研究方法9图2-1研究区概况(a)研究区分布(b)桥沟流域气象站、土壤墒情仪分布(c)董庄沟流域气象站、土壤墒情仪分布Figure2-1Situationsofstudyregion(a)Thelocationofstudyregion(b)LocationoftheQiaogouwatershed，moisturemetersandmeteorologicalstation(c)LocationoftheDongzhuanggouwatershed，moisturemetersandmeteorologicalstation2.2研究方法2.2.1试验设计分别在黄土高原典型侵蚀类型区：黄土丘陵沟壑区绥德桥沟小流域和黄土高塬沟壑区西峰董庄沟小流域，坡面上选择典型自然恢复草地为研究对象，布设土壤墒情仪（TD200），对剖面土壤水分进行长期、稳定、多层次的动态监测。流域降雨资料由布设在研究区的气象站监测，监测频率与土壤水分监测频率同步。采用环刀法取样，并测定容重、孔隙度、机械组成等土壤物理参数和饱和含水量、田间持水量、土壤有效水、凋萎系数等土壤水文参数。根据降雨资料和土壤水分数据，计算累积入渗量、
第二章研究区概况与研究方法11图2-2土壤墒情仪结构Figure2-2Structuresofsoilmoisturemeter2.2.3降雨过程监测降雨过程监测由布设在研究区的小型气象站监测，监测频率与土壤水分监测频率同步，为30min。气象站雨量传感器为翻斗式雨量计，仪器分辨率为0.2mm，降雨强度测量范围为0.01~4mmmin-1，翻斗计量误差为≤±4%。图2-3气象站结构Figure2-3Structuresofmeteorologicalstation
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于BP神经网络草原土壤Cu含量预测[J]. 史红飞,侯建伟,卢志宏,杨勇. 草业科学. 2019(10)
[2]植被恢复改变黄土高原产流模式问题初探[J]. 穆兴民,顾朝军,孙文义,赵广举,高鹏,王双银. 人民黄河. 2019(10)
[3]半干旱草原型流域土壤入渗过程及转换函数研究[J]. 黎明扬,刘廷玺,罗艳云,段利民,张俊怡,周亚军. 水利学报. 2019(08)
[4]喀斯特槽谷区不同林草恢复模式下土壤入渗特征[J]. 曾江敏,何丙辉,李天阳,陈展鹏,吴耀鹏,曾荣昌. 水土保持学报. 2019(04)
[5]白刺沙包浅层土壤水分动态及其对不同降雨量的响应[J]. 李新乐,吴波,张建平,辛智鸣,董雪,段瑞兵. 生态学报. 2019(15)
[6]黄丘区野外坡面产流产沙过程对不同植被覆盖结构的响应[J]. 秦东远,肖培青,郝仕龙,杨春霞. 水土保持学报. 2019(02)
[7]晋西黄土区坡耕地不同下垫面水土流失对侵蚀性降雨的响应[J]. 周晗,严俊霞,李洪建,王小云. 水土保持研究. 2019(04)
[8]陕北安塞坊塌小流域的沟道形态及其泥沙连通性[J]. 张意奉,焦菊英,陈一先,唐柄哲. 水土保持研究. 2019(03)
[9]黄土高原不同生态治理小流域土壤有机质、容重及黏粒含量的对比[J]. 黄艳丽,李占斌,苏辉,王杉杉,李垚林,刘晨光. 应用生态学报. 2019(02)
[10]基于BP神经网络的草原矿区表层土壤N/P高光谱反演模型[J]. 卢志宏,刘辛瑶,常书娟,杨胜利,赵薇薇,杨勇,刘爱军. 草业科学. 2018(09)
博士论文
[1]降雨条件下边坡非饱和入渗模型及生态加固机理研究[D]. 孟素云.中国地质大学(北京) 2019
[2]黄土丘陵沟壑区不同空间尺度地貌单元水沙耦合机制[D]. 王玲玲.西北农林科技大学 2017
[3]黄土高原退耕还林的土壤水分效应研究[D]. 张晨成.中国科学院教育部水土保持与生态环境研究中心 2017
[4]黄土区植被格局对坡沟—流域侵蚀产沙的影响研究[D]. 程圣东.西安理工大学 2016
[5]侵蚀性降雨雨型对黄土区浅沟坡面侵蚀特征的影响[D]. 韩勇.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
[6]基于地貌特征的流域水—沙—污染物耦合模型及其应用[D]. 唐莉华.清华大学 2009
[7]重庆缙云山森林水文生态功能研究[D]. 宋吉红.北京林业大学 2008
[8]黄土高原丘陵沟壑区植被恢复生态效应研究[D]. 张笑培.西北农林科技大学 2008
硕士论文
[1]下垫面变化条件下的黄土高原产汇流机制辨析研究[D]. 李楠.郑州大学 2018
[2]土样初始状态对红壤坡面水文过程的影响研究[D]. 刘小梅.湖南师范大学 2013
[3]黄土坡耕地土壤入渗规律研究[D]. 赵西宁.西北农林科技大学 2002
本文编号：2993675
【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】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
第二章研究区概况与研究方法9图2-1研究区概况(a)研究区分布(b)桥沟流域气象站、土壤墒情仪分布(c)董庄沟流域气象站、土壤墒情仪分布Figure2-1Situationsofstudyregion(a)Thelocationofstudyregion(b)LocationoftheQiaogouwatershed，moisturemetersandmeteorologicalstation(c)LocationoftheDongzhuanggouwatershed，moisturemetersandmeteorologicalstation2.2研究方法2.2.1试验设计分别在黄土高原典型侵蚀类型区：黄土丘陵沟壑区绥德桥沟小流域和黄土高塬沟壑区西峰董庄沟小流域，坡面上选择典型自然恢复草地为研究对象，布设土壤墒情仪（TD200），对剖面土壤水分进行长期、稳定、多层次的动态监测。流域降雨资料由布设在研究区的气象站监测，监测频率与土壤水分监测频率同步。采用环刀法取样，并测定容重、孔隙度、机械组成等土壤物理参数和饱和含水量、田间持水量、土壤有效水、凋萎系数等土壤水文参数。根据降雨资料和土壤水分数据，计算累积入渗量、
第二章研究区概况与研究方法11图2-2土壤墒情仪结构Figure2-2Structuresofsoilmoisturemeter2.2.3降雨过程监测降雨过程监测由布设在研究区的小型气象站监测，监测频率与土壤水分监测频率同步，为30min。气象站雨量传感器为翻斗式雨量计，仪器分辨率为0.2mm，降雨强度测量范围为0.01~4mmmin-1，翻斗计量误差为≤±4%。图2-3气象站结构Figure2-3Structuresofmeteorologicalstation
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于BP神经网络草原土壤Cu含量预测[J]. 史红飞,侯建伟,卢志宏,杨勇. 草业科学. 2019(10)
[2]植被恢复改变黄土高原产流模式问题初探[J]. 穆兴民,顾朝军,孙文义,赵广举,高鹏,王双银. 人民黄河. 2019(10)
[3]半干旱草原型流域土壤入渗过程及转换函数研究[J]. 黎明扬,刘廷玺,罗艳云,段利民,张俊怡,周亚军. 水利学报. 2019(08)
[4]喀斯特槽谷区不同林草恢复模式下土壤入渗特征[J]. 曾江敏,何丙辉,李天阳,陈展鹏,吴耀鹏,曾荣昌. 水土保持学报. 2019(04)
[5]白刺沙包浅层土壤水分动态及其对不同降雨量的响应[J]. 李新乐,吴波,张建平,辛智鸣,董雪,段瑞兵. 生态学报. 2019(15)
[6]黄丘区野外坡面产流产沙过程对不同植被覆盖结构的响应[J]. 秦东远,肖培青,郝仕龙,杨春霞. 水土保持学报. 2019(02)
[7]晋西黄土区坡耕地不同下垫面水土流失对侵蚀性降雨的响应[J]. 周晗,严俊霞,李洪建,王小云. 水土保持研究. 2019(04)
[8]陕北安塞坊塌小流域的沟道形态及其泥沙连通性[J]. 张意奉,焦菊英,陈一先,唐柄哲. 水土保持研究. 2019(03)
[9]黄土高原不同生态治理小流域土壤有机质、容重及黏粒含量的对比[J]. 黄艳丽,李占斌,苏辉,王杉杉,李垚林,刘晨光. 应用生态学报. 2019(02)
[10]基于BP神经网络的草原矿区表层土壤N/P高光谱反演模型[J]. 卢志宏,刘辛瑶,常书娟,杨胜利,赵薇薇,杨勇,刘爱军. 草业科学. 2018(09)
博士论文
[1]降雨条件下边坡非饱和入渗模型及生态加固机理研究[D]. 孟素云.中国地质大学(北京) 2019
[2]黄土丘陵沟壑区不同空间尺度地貌单元水沙耦合机制[D]. 王玲玲.西北农林科技大学 2017
[3]黄土高原退耕还林的土壤水分效应研究[D]. 张晨成.中国科学院教育部水土保持与生态环境研究中心 2017
[4]黄土区植被格局对坡沟—流域侵蚀产沙的影响研究[D]. 程圣东.西安理工大学 2016
[5]侵蚀性降雨雨型对黄土区浅沟坡面侵蚀特征的影响[D]. 韩勇.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
[6]基于地貌特征的流域水—沙—污染物耦合模型及其应用[D]. 唐莉华.清华大学 2009
[7]重庆缙云山森林水文生态功能研究[D]. 宋吉红.北京林业大学 2008
[8]黄土高原丘陵沟壑区植被恢复生态效应研究[D]. 张笑培.西北农林科技大学 2008
硕士论文
[1]下垫面变化条件下的黄土高原产汇流机制辨析研究[D]. 李楠.郑州大学 2018
[2]土样初始状态对红壤坡面水文过程的影响研究[D]. 刘小梅.湖南师范大学 2013
[3]黄土坡耕地土壤入渗规律研究[D]. 赵西宁.西北农林科技大学 2002
本文编号：2993675
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