黄土高原水蚀过程中土壤团聚体破碎迁移机制研究
发布时间：2022-02-24 01:54
黄土高原是我国主要的土壤侵蚀区,由降雨所导致的土壤侵蚀使该区耕地侵蚀量增加30%以上。降雨以及径流作用下团聚体的分散和破碎是土壤侵蚀发生的至关重要的一步。本文以黄土高原地区五种土壤类型（塿土、褐土、黒垆土、黄绵土和风沙土）为研究对象,采用针头式模拟降雨和径流冲刷的试验方法,探究不同降雨条件下五种土壤类型的溅蚀以及团聚体分选特征,分析五种土壤类型坡面侵蚀的输沙特征以及对团聚体破碎迁移的影响,探讨并比较不同侵蚀条件下水（动）力学参数及团聚体特征参数的差异,以期为我国黄土高原地区溅蚀和坡面侵蚀的研究提供理论依据。主要研究结论如下:（1）阐明了五种土壤类型的溅蚀团聚体分布特征。黏粒含量低的土壤团聚体在雨强较大时更易发生迁移。相同土壤的溅蚀量随击溅距离的增大呈极显著指数函数关系减小。砂粒含量最多的土壤在相同降雨条件下和相同击溅距离内的溅蚀量均为最大。溅蚀量可用土壤可蚀性、击溅距离、雨滴直径和降雨强度的幂函数形式预测。与降雨条件相比,溅蚀团聚体的粒径分布受其自身土壤性质的影响更大。（2）明确了降雨/薄层径流以及两者结合驱动下坡面侵蚀特征。降雨/薄层径流驱动下,五种土壤的土壤流失率随雨滴直径或放水流...
【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】：161 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 选题的背景、目的和意义
1.2 国内外研究进展
1.2.1 土壤团聚体的概念及其形成过程
1.2.2 溅蚀特征及其影响因素
1.2.3 坡面侵蚀特征及其影响因素
1.2.4 坡面侵蚀的水(动)力学机理
1.3 亟待进一步研究的问题
第二章 研究内容与方法
2.1 研究目标与研究内容
2.1.1 研究目标
2.1.2 研究内容
2.2 技术路线
2.3 研究方法
2.3.1 研究区概况
2.3.2 样品采集
2.3.3 试验装置
2.3.4 试验设计
2.4 数据处理与分析
2.4.1 降雨参数
2.4.2 团聚体特征参数
2.4.3 土壤可蚀性
2.4.4 模型检验指标
2.4.5 径流水(动)力学参数
2.4.6 雨滴对薄层水流的扰动系数
2.4.7 土壤流失率
第三章 土壤溅蚀团聚体破碎迁移特征
3.1 溅蚀量分布特征
3.1.1 雨滴直径对溅蚀量的影响
3.1.2 土壤类型对溅蚀量的影响
3.1.3 溅蚀量与击溅距离的关系
3.1.4 溅蚀量预测方程
3.2 溅蚀团聚体分布特征
3.2.1 雨滴直径对溅蚀团聚体分布的影响
3.2.2 土壤类型对溅蚀团聚体分布的影响
3.2.3 溅蚀团聚体在击溅距离上的分布
3.3 溅蚀团聚体特征参数
3.3.1 团聚体分形维数
3.3.2 各级团聚体富集率
3.3.3 团聚体平均重量直径
3.4 本章小结
第四章 降雨条件下侵蚀团聚体破碎迁移特征
4.1 雨滴直径对坡面土壤流失的影响
4.1.1 土壤流失过程
4.1.2 土壤流失率与雨滴直径的关系
4.2 土壤流失率与水(动)力学参数的关系
4.2.1 土壤流失率与水力学参数的关系
4.2.2 土壤流失率与水动力学参数的关系
4.3 土壤流失率与雨滴直径和水(动)力学参数的关系
4.3.1 土壤流失率与雨滴直径和水力学参数的关系
4.3.2 土壤流失率与雨滴直径和水动力学参数的关系
4.4 雨滴直径和土壤类型对侵蚀团聚体分布的影响
4.4.1 雨滴直径的影响
4.4.2 土壤类型的影响
4.5 侵蚀团聚体特征参数
4.5.1 团聚体分形维数
4.5.2 各级团聚体富集率
4.5.3 团聚体平均重量直径
4.6 讨论
4.7 本章小结
第五章 薄层径流驱动下侵蚀团聚体破碎迁移特征
5.1 放水流量对坡面土壤流失的影响
5.1.1 土壤流失过程
5.1.2 土壤流失率与放水流量的关系
5.2 土壤流失率与水(动)力学参数的关系
5.2.1 土壤流失率与水力学参数的关系
5.2.2 土壤流失率与水动力学参数关系
5.3 放水流量和土壤类型对侵蚀团聚体分布的影响
5.3.1 放水流量的影响
5.3.2 土壤类型的影响
5.4 侵蚀团聚体特征参数
5.4.1 团聚体分形维数
5.4.2 各级团聚体富集率
5.4.3 团聚体平均重量直径
5.5 讨论
5.6 本章小结
第六章 降雨与薄层径流驱动下侵蚀团聚体破碎迁移特征
6.1 雨滴直径和放水流量对坡面土壤流失的影响
6.1.1 土壤流失过程
6.1.2 土壤流失率与雨滴直径和放水流量的关系
6.2 土壤流失率与水(动)力学参数的关系
6.2.1 土壤流失率与水力学参数的关系
6.2.2 土壤流失率与水动力学参数的关系
6.3 土壤流失率与雨滴直径、放水流量和水(动)力学参数的关系
6.3.1 土壤流失率与雨滴直径、放水流量和水力学参数的关系
6.3.2 土壤流失率与雨滴直径、放水流量和水动力学参数的关系
6.4 雨滴直径、放水流量和土壤类型对侵蚀团聚体分布的影响
6.5 侵蚀团聚体特征参数
6.5.1 团聚体分形维数
6.5.2 各级团聚体富集率
6.5.3 团聚体平均重量直径
6.6 讨论
6.7 本章小结
第七章 主要结论与研究展望
7.1 主要结论
7.2 主要创新点
7.3 需要进一步探究的问题
参考文献
致谢
个人简历
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同覆盖条件下坡面流水力学特征试验研究[J]. 刘京晶,马岚,黎俊佑,陈佩岩,张金阁,孙占薇,燕琳,张栋. 北京林业大学学报. 2019(08)
[2]模拟降雨条件下红壤坡面侵蚀产沙水动力学特征[J]. 林庆明,丁文峰,张长伟,徐金鑫,方程,张平仓. 水土保持通报. 2019(02)
[3]含砾石风沙土堆积体坡面径流产沙特征[J]. 赵满,王文龙,郭明明,康宏亮,白芸,杨波,王文鑫,陈卓鑫. 土壤学报. 2019(04)
[4]黄土区草地坡面片流阻力系数试验研究[J]. 田娜玲,王占礼,张琪琳,王栋栋,张庆玮. 水土保持学报. 2018(04)
[5]坡沟系统水动力因子的坡长效应研究[J]. 张洋,李占斌,王飞,杨峰. 水土保持学报. 2018(02)
[6]地表粗糙度对黄土坡面产流机制的影响[J]. 王林华,汪亚峰,王健,林青涛,吴发启. 农业工程学报. 2018(05)
[7]坡面侵蚀产沙与水力学特征参数关系模拟[J]. 张锐波,张丽萍,付兴涛. 水土保持学报. 2017(05)
[8]降雨和坡面流共同作用下的坡面薄层流水动力学特性[J]. 蒋利斌,张会兰,杨坪坪,刘文剑. 北京林业大学学报. 2017(08)
[9]草地植被覆盖度坡度及雨强对坡面径流含沙量影响试验研究[J]. 王栋栋,王占礼,张庆玮,张琪琳,田娜玲. 农业工程学报. 2017(15)
[10]降雨条件下不同土壤类型的坡面径流侵蚀产沙试验研究[J]. 黄旭华,孔琼菊,黄丽丽. 南昌工程学院学报. 2017(04)
博士论文
[1]坡面侵蚀性降雨径流水动力学特性及其对输沙的影响[D]. 赵春红.西北农林科技大学 2014
[2]坡面径流侵蚀产沙及动力学过程的坡长效应研究[D]. 付兴涛.浙江大学 2012
[3]陕北农牧交错带荒漠化土壤发生特性与演变机制研究[D]. 齐雁冰.西北农林科技大学 2006
硕士论文
[1]覆沙黄土坡面侵蚀产沙机理研究[D]. 畅易飞.西安理工大学 2019
本文编号：3641733
【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】：161 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 选题的背景、目的和意义
1.2 国内外研究进展
1.2.1 土壤团聚体的概念及其形成过程
1.2.2 溅蚀特征及其影响因素
1.2.3 坡面侵蚀特征及其影响因素
1.2.4 坡面侵蚀的水(动)力学机理
1.3 亟待进一步研究的问题
第二章 研究内容与方法
2.1 研究目标与研究内容
2.1.1 研究目标
2.1.2 研究内容
2.2 技术路线
2.3 研究方法
2.3.1 研究区概况
2.3.2 样品采集
2.3.3 试验装置
2.3.4 试验设计
2.4 数据处理与分析
2.4.1 降雨参数
2.4.2 团聚体特征参数
2.4.3 土壤可蚀性
2.4.4 模型检验指标
2.4.5 径流水(动)力学参数
2.4.6 雨滴对薄层水流的扰动系数
2.4.7 土壤流失率
第三章 土壤溅蚀团聚体破碎迁移特征
3.1 溅蚀量分布特征
3.1.1 雨滴直径对溅蚀量的影响
3.1.2 土壤类型对溅蚀量的影响
3.1.3 溅蚀量与击溅距离的关系
3.1.4 溅蚀量预测方程
3.2 溅蚀团聚体分布特征
3.2.1 雨滴直径对溅蚀团聚体分布的影响
3.2.2 土壤类型对溅蚀团聚体分布的影响
3.2.3 溅蚀团聚体在击溅距离上的分布
3.3 溅蚀团聚体特征参数
3.3.1 团聚体分形维数
3.3.2 各级团聚体富集率
3.3.3 团聚体平均重量直径
3.4 本章小结
第四章 降雨条件下侵蚀团聚体破碎迁移特征
4.1 雨滴直径对坡面土壤流失的影响
4.1.1 土壤流失过程
4.1.2 土壤流失率与雨滴直径的关系
4.2 土壤流失率与水(动)力学参数的关系
4.2.1 土壤流失率与水力学参数的关系
4.2.2 土壤流失率与水动力学参数的关系
4.3 土壤流失率与雨滴直径和水(动)力学参数的关系
4.3.1 土壤流失率与雨滴直径和水力学参数的关系
4.3.2 土壤流失率与雨滴直径和水动力学参数的关系
4.4 雨滴直径和土壤类型对侵蚀团聚体分布的影响
4.4.1 雨滴直径的影响
4.4.2 土壤类型的影响
4.5 侵蚀团聚体特征参数
4.5.1 团聚体分形维数
4.5.2 各级团聚体富集率
4.5.3 团聚体平均重量直径
4.6 讨论
4.7 本章小结
第五章 薄层径流驱动下侵蚀团聚体破碎迁移特征
5.1 放水流量对坡面土壤流失的影响
5.1.1 土壤流失过程
5.1.2 土壤流失率与放水流量的关系
5.2 土壤流失率与水(动)力学参数的关系
5.2.1 土壤流失率与水力学参数的关系
5.2.2 土壤流失率与水动力学参数关系
5.3 放水流量和土壤类型对侵蚀团聚体分布的影响
5.3.1 放水流量的影响
5.3.2 土壤类型的影响
5.4 侵蚀团聚体特征参数
5.4.1 团聚体分形维数
5.4.2 各级团聚体富集率
5.4.3 团聚体平均重量直径
5.5 讨论
5.6 本章小结
第六章 降雨与薄层径流驱动下侵蚀团聚体破碎迁移特征
6.1 雨滴直径和放水流量对坡面土壤流失的影响
6.1.1 土壤流失过程
6.1.2 土壤流失率与雨滴直径和放水流量的关系
6.2 土壤流失率与水(动)力学参数的关系
6.2.1 土壤流失率与水力学参数的关系
6.2.2 土壤流失率与水动力学参数的关系
6.3 土壤流失率与雨滴直径、放水流量和水(动)力学参数的关系
6.3.1 土壤流失率与雨滴直径、放水流量和水力学参数的关系
6.3.2 土壤流失率与雨滴直径、放水流量和水动力学参数的关系
6.4 雨滴直径、放水流量和土壤类型对侵蚀团聚体分布的影响
6.5 侵蚀团聚体特征参数
6.5.1 团聚体分形维数
6.5.2 各级团聚体富集率
6.5.3 团聚体平均重量直径
6.6 讨论
6.7 本章小结
第七章 主要结论与研究展望
7.1 主要结论
7.2 主要创新点
7.3 需要进一步探究的问题
参考文献
致谢
个人简历
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同覆盖条件下坡面流水力学特征试验研究[J]. 刘京晶,马岚,黎俊佑,陈佩岩,张金阁,孙占薇,燕琳,张栋. 北京林业大学学报. 2019(08)
[2]模拟降雨条件下红壤坡面侵蚀产沙水动力学特征[J]. 林庆明,丁文峰,张长伟,徐金鑫,方程,张平仓. 水土保持通报. 2019(02)
[3]含砾石风沙土堆积体坡面径流产沙特征[J]. 赵满,王文龙,郭明明,康宏亮,白芸,杨波,王文鑫,陈卓鑫. 土壤学报. 2019(04)
[4]黄土区草地坡面片流阻力系数试验研究[J]. 田娜玲,王占礼,张琪琳,王栋栋,张庆玮. 水土保持学报. 2018(04)
[5]坡沟系统水动力因子的坡长效应研究[J]. 张洋,李占斌,王飞,杨峰. 水土保持学报. 2018(02)
[6]地表粗糙度对黄土坡面产流机制的影响[J]. 王林华,汪亚峰,王健,林青涛,吴发启. 农业工程学报. 2018(05)
[7]坡面侵蚀产沙与水力学特征参数关系模拟[J]. 张锐波,张丽萍,付兴涛. 水土保持学报. 2017(05)
[8]降雨和坡面流共同作用下的坡面薄层流水动力学特性[J]. 蒋利斌,张会兰,杨坪坪,刘文剑. 北京林业大学学报. 2017(08)
[9]草地植被覆盖度坡度及雨强对坡面径流含沙量影响试验研究[J]. 王栋栋,王占礼,张庆玮,张琪琳,田娜玲. 农业工程学报. 2017(15)
[10]降雨条件下不同土壤类型的坡面径流侵蚀产沙试验研究[J]. 黄旭华,孔琼菊,黄丽丽. 南昌工程学院学报. 2017(04)
博士论文
[1]坡面侵蚀性降雨径流水动力学特性及其对输沙的影响[D]. 赵春红.西北农林科技大学 2014
[2]坡面径流侵蚀产沙及动力学过程的坡长效应研究[D]. 付兴涛.浙江大学 2012
[3]陕北农牧交错带荒漠化土壤发生特性与演变机制研究[D]. 齐雁冰.西北农林科技大学 2006
硕士论文
[1]覆沙黄土坡面侵蚀产沙机理研究[D]. 畅易飞.西安理工大学 2019
本文编号：3641733
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