降雨对不同坡比边坡产流产沙过程的影响
发布时间：2021-03-24 12:59
为了给侵蚀沟植被边坡防护提供理论基础,通过野外径流小区试验,观测次降雨对1:1.5和1:1.2坡比边坡7种植被配置产流产沙的过程特征。结果表明:产流量主要随降雨量变化,大于其受植被影响,产沙量主要集中于前期强降雨,15 mm雨量为阈值,高于15 mm雨量产沙量大幅度增长,植被生长后期产沙极少;不同时间段次降雨减流减沙优势植被配置不同,紫花苜蓿草种前期减流减沙效果好,无芒雀麦和早熟禾草种后期减流减沙效果好;坡度变陡,产流量随植被生长由相近逐渐提高,产沙量只在强降雨下明显升高。在侵蚀沟陡坡防护时紫花苜蓿混播比例要高,提高前期对强降雨的承受能力。
【文章来源】：农学学报. 2020,10(11)
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
径流小区
由图2可知，总体上次降雨产流量随雨量大小的变化而变化。0～5 mm次降雨量，径流小区平均产流2.4 L,5～10 mm次降雨量，径流小区平均产流4.4 L，大于10 mm次降雨量，径流小区平均产流7.4 L。同等次降雨量对6月和7月产流的影响大于8月和9月，主要是由于植被覆盖率低和径流小区建设土层稳定性受干预造成的，贺小容等研究表明土层紧实度直接影响坡面产流结果[12]，同时径流对降雨量的敏感性随植被盖度的提高而降低。但也存在特殊情况，如7月15日和8月30日的降雨量相对较低，但产流量却较高，是因为7月15日降雨的历时短，平均雨强、E和EI30较大，对坡面的侵蚀能力强，产流量大。8月30日虽雨强和土壤侵蚀力较低，但之前发生连续降雨，土壤含水量高，土壤下渗能力差，进而形成较多地表径流。7月15日与7月16日的降雨量相差悬殊，产流量却相近均较高，与7月12日降雨量大、历时长，土壤有足够时间入渗，土壤含水量高有关，影响7月15日的降雨入渗量。8月前，不同降雨量下，B1～B8产流量差距较小，8月及以后B1～B8产流量差距变大，且降雨量越高，差距越显著，这是由于前期植被覆盖率均很低，受植被影响较小，雨热同期后不同草种植被覆盖率有显著差异，导致植被截流降雨作用的差距，产流量不同。7—9月，各次降雨B8产流量都高于植草各径流小区，且随时间推进差距逐渐增大，可见植被减流作用的重要性。6月中旬—7月，除B1和B2的其他植被配置小区各次降雨下产流量相差不大，8—9月，5 mm降雨量左右时各径流小区产流差别不显著，10 mm左右降雨量时B7减流作用非常显著。前期B3减流作用明显优于B1和B2，后期B1和B2减流作用反超B3。2.1.2 1:1.2坡比边坡降雨产流
由图4可知，整体上产沙量不随降雨量大小的变化而变化，各次降雨下产沙量差距悬殊，存在阈值。降雨量小于15 mm，产沙量较少，降雨量大于15 mm，产沙量明显升高，且B8产沙量比其他植被配置径流小区增长量更大。王蕙[14]、黄俊[15]、钟壬琳等[16]试验表明坡面产沙随雨强增大产沙量也增大。6月和7月次降雨下的产沙量较高，一方面由于径流小区建成初始，土壤容重、紧实度、稳定性等变化而受到影响，另一方面由植被根系发育不完全，固土能力弱导致的，占海歌研究表明植物根系能提高土壤的抗蚀性，降低产沙量[17]。产沙量主要集中在6月20日和7月16日两次降雨，是由于植被覆盖率低，平均雨强、I30、E、EI30高造成的。同时6月5日、7月19日和8月30日产沙量也较多，其他次降雨产沙量则极小。6月5日，径流小区土壤稳定性没有恢复，土壤颗粒随径流极易被带走导致产沙量大。7月19日产沙量较高由平均雨强、I30、E、EI30较高形成的。8月30日降雨量较小产沙量却较高，是因为8月24—27日有连续降雨，土壤含水量接近饱和，地表产流量大带走泥沙量大。相同降雨量下，6月和7月产沙量高于8月和9月。6月植被混播配置B6、B7、B3产沙较少，随着时间推移，不同时间段优势植被配置不同，7月B3、B4、B5减沙效果较好。8月B1和B2相比其他植被配置，由前期产沙量高变为明显下降，甚至超过混播配置及紫花苜蓿。9月产沙量均极少。图4 B1～B8次降雨产沙量情况
【参考文献】：
期刊论文
[1]东北黑土区沟道侵蚀机理及防治研究进展[J]. 孔令冉,董雯昕,杨天一,马献发. 国土与自然资源研究. 2018(04)
[2]雨强和坡度对嵌套砾石红壤坡面产流产沙的影响[J]. 王蕙,胡秀君,山成菊. 水土保持学报. 2018(04)
[3]东北黑土区侵蚀沟专项治理的几点思考[J]. 尚建勋,朱悦. 中国水土保持. 2017(11)
[4]坡度对农业耕作措施水土保持作用的影响[J]. 赵龙山,侯瑞,吴发启,戴全厚. 水土保持学报. 2017(03)
[5]三种生态护坡形式的水土保持效果研究[J]. 孙婷婷,李柏,刘慧博. 中国水土保持. 2017(02)
[6]植被恢复措施对不同排土年限煤矿排土场边坡细沟侵蚀的影响[J]. 史倩华,王文龙,刘瑞顺,郭明明,欧阳潮波,李建明,康宏亮. 农业工程学报. 2016(17)
[7]东北黑土区侵蚀沟发展与危害初步调查[J]. 白建宏,回莉君. 中国水土保持. 2015(08)
[8]模拟降雨试验下3种植被恢复模式对土质道路边坡侵蚀的影响[J]. 刘窑军,王天巍,华忠光,蔡崇法,李朝霞. 水土保持学报. 2014(06)
[9]扰动地表及不同坡位土壤养分特征分析[J]. 贺小容,何丙辉,秦伟,左长清. 水土保持研究. 2014(02)
[10]东北黑土区侵蚀沟省际分布特征[J]. 王岩松,王念忠,钟云飞,顾广贺,范昊明,张瀚洋. 中国水土保持. 2013(10)
博士论文
[1]典型黑土区不同尺度沟蚀演化过程及效应研究[D]. 李浩.中国科学院研究生院(东北地理与农业生态研究所) 2016
[2]陕北黄土区坡面产流条件及林草改土效应研究[D]. 艾宁.北京林业大学 2016
硕士论文
[1]基于无人机遥感的排土场边坡植被与土壤侵蚀监测研究[D]. 卢洁.中国矿业大学 2018
[2]3种草本植物根系特征对土壤抗侵蚀性能影响[D]. 占海歌.华中农业大学 2017
[3]不同降雨条件下植被调控坡面水沙过程研究[D]. 侯沛轩.北京林业大学 2016
本文编号：3097767
【文章来源】：农学学报. 2020,10(11)
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
径流小区
由图2可知，总体上次降雨产流量随雨量大小的变化而变化。0～5 mm次降雨量，径流小区平均产流2.4 L,5～10 mm次降雨量，径流小区平均产流4.4 L，大于10 mm次降雨量，径流小区平均产流7.4 L。同等次降雨量对6月和7月产流的影响大于8月和9月，主要是由于植被覆盖率低和径流小区建设土层稳定性受干预造成的，贺小容等研究表明土层紧实度直接影响坡面产流结果[12]，同时径流对降雨量的敏感性随植被盖度的提高而降低。但也存在特殊情况，如7月15日和8月30日的降雨量相对较低，但产流量却较高，是因为7月15日降雨的历时短，平均雨强、E和EI30较大，对坡面的侵蚀能力强，产流量大。8月30日虽雨强和土壤侵蚀力较低，但之前发生连续降雨，土壤含水量高，土壤下渗能力差，进而形成较多地表径流。7月15日与7月16日的降雨量相差悬殊，产流量却相近均较高，与7月12日降雨量大、历时长，土壤有足够时间入渗，土壤含水量高有关，影响7月15日的降雨入渗量。8月前，不同降雨量下，B1～B8产流量差距较小，8月及以后B1～B8产流量差距变大，且降雨量越高，差距越显著，这是由于前期植被覆盖率均很低，受植被影响较小，雨热同期后不同草种植被覆盖率有显著差异，导致植被截流降雨作用的差距，产流量不同。7—9月，各次降雨B8产流量都高于植草各径流小区，且随时间推进差距逐渐增大，可见植被减流作用的重要性。6月中旬—7月，除B1和B2的其他植被配置小区各次降雨下产流量相差不大，8—9月，5 mm降雨量左右时各径流小区产流差别不显著，10 mm左右降雨量时B7减流作用非常显著。前期B3减流作用明显优于B1和B2，后期B1和B2减流作用反超B3。2.1.2 1:1.2坡比边坡降雨产流
由图4可知，整体上产沙量不随降雨量大小的变化而变化，各次降雨下产沙量差距悬殊，存在阈值。降雨量小于15 mm，产沙量较少，降雨量大于15 mm，产沙量明显升高，且B8产沙量比其他植被配置径流小区增长量更大。王蕙[14]、黄俊[15]、钟壬琳等[16]试验表明坡面产沙随雨强增大产沙量也增大。6月和7月次降雨下的产沙量较高，一方面由于径流小区建成初始，土壤容重、紧实度、稳定性等变化而受到影响，另一方面由植被根系发育不完全，固土能力弱导致的，占海歌研究表明植物根系能提高土壤的抗蚀性，降低产沙量[17]。产沙量主要集中在6月20日和7月16日两次降雨，是由于植被覆盖率低，平均雨强、I30、E、EI30高造成的。同时6月5日、7月19日和8月30日产沙量也较多，其他次降雨产沙量则极小。6月5日，径流小区土壤稳定性没有恢复，土壤颗粒随径流极易被带走导致产沙量大。7月19日产沙量较高由平均雨强、I30、E、EI30较高形成的。8月30日降雨量较小产沙量却较高，是因为8月24—27日有连续降雨，土壤含水量接近饱和，地表产流量大带走泥沙量大。相同降雨量下，6月和7月产沙量高于8月和9月。6月植被混播配置B6、B7、B3产沙较少，随着时间推移，不同时间段优势植被配置不同，7月B3、B4、B5减沙效果较好。8月B1和B2相比其他植被配置，由前期产沙量高变为明显下降，甚至超过混播配置及紫花苜蓿。9月产沙量均极少。图4 B1～B8次降雨产沙量情况
【参考文献】：
期刊论文
[1]东北黑土区沟道侵蚀机理及防治研究进展[J]. 孔令冉,董雯昕,杨天一,马献发. 国土与自然资源研究. 2018(04)
[2]雨强和坡度对嵌套砾石红壤坡面产流产沙的影响[J]. 王蕙,胡秀君,山成菊. 水土保持学报. 2018(04)
[3]东北黑土区侵蚀沟专项治理的几点思考[J]. 尚建勋,朱悦. 中国水土保持. 2017(11)
[4]坡度对农业耕作措施水土保持作用的影响[J]. 赵龙山,侯瑞,吴发启,戴全厚. 水土保持学报. 2017(03)
[5]三种生态护坡形式的水土保持效果研究[J]. 孙婷婷,李柏,刘慧博. 中国水土保持. 2017(02)
[6]植被恢复措施对不同排土年限煤矿排土场边坡细沟侵蚀的影响[J]. 史倩华,王文龙,刘瑞顺,郭明明,欧阳潮波,李建明,康宏亮. 农业工程学报. 2016(17)
[7]东北黑土区侵蚀沟发展与危害初步调查[J]. 白建宏,回莉君. 中国水土保持. 2015(08)
[8]模拟降雨试验下3种植被恢复模式对土质道路边坡侵蚀的影响[J]. 刘窑军,王天巍,华忠光,蔡崇法,李朝霞. 水土保持学报. 2014(06)
[9]扰动地表及不同坡位土壤养分特征分析[J]. 贺小容,何丙辉,秦伟,左长清. 水土保持研究. 2014(02)
[10]东北黑土区侵蚀沟省际分布特征[J]. 王岩松,王念忠,钟云飞,顾广贺,范昊明,张瀚洋. 中国水土保持. 2013(10)
博士论文
[1]典型黑土区不同尺度沟蚀演化过程及效应研究[D]. 李浩.中国科学院研究生院(东北地理与农业生态研究所) 2016
[2]陕北黄土区坡面产流条件及林草改土效应研究[D]. 艾宁.北京林业大学 2016
硕士论文
[1]基于无人机遥感的排土场边坡植被与土壤侵蚀监测研究[D]. 卢洁.中国矿业大学 2018
[2]3种草本植物根系特征对土壤抗侵蚀性能影响[D]. 占海歌.华中农业大学 2017
[3]不同降雨条件下植被调控坡面水沙过程研究[D]. 侯沛轩.北京林业大学 2016
本文编号：3097767
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