黄土高原植被恢复对地表产流机制的影响研究
发布时间：2021-01-22 02:54
近年来,随着各项生态保护措施的开展,黄土高原植被逐渐恢复。植被恢复过程中,黄土高原下垫面特征和地表产流机制是关系到水土治理的重点问题,但现有研究对于黄土高原地表产流机制是否可能发生转变缺少基于物理的探索与判断。本研究以野外踏勘采样实测为基础,结合数值模拟方法,按照“预模拟——实测——再模拟”的研究思路,对黄土高原植被恢复过程中地表产流机制的可能性转变进行了探索研究。主要内容如下:（1）预模拟阶段,通过对具有黄土高原典型地形特征的佘家沟小流域的敏感性分析得到,在产流阶段,当饱和导水率增加到大于降雨强度,流域的地表产流机制从“全流域超渗地表产流”转变为主要发生在河道附近等初始地下水位埋深较浅处的“饱和地表产流”。另外,在汇流阶段,增加的地表糙率通过延长汇流时间,增加二次下渗来减小地表产流总量。而地表可侵蚀性的降低不仅有利于侵蚀总量的减少,而且可以有效减缓黄土高原景观的破碎化。（2）实测阶段的实验结果表明,植被恢复有利于各层土壤饱和导水率的提高和纵向异质性的凸显。从草地到灌木,再到林地,其近地表层饱和导水率的显著增加和深层饱和导水率的非显著差异,有助于层间差异性的增强。另外,北部内蒙及近内蒙...
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：160 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图２．２（ａ）岔巴沟流域及佘家沟流域位置；（ｂ）佘家沟流域ＤＥＭ；?（ｃ）余家??沟坡度分布．??Ｆｉｇｕｒｅ?２．２?（ａ）?Ｔｈｅ?Ｃｈａｂａｇｏｕ?ｃａｔｃｈｍｅｎｔ?ａｎｄ?ｔｈｅ?ｌｏｃａｔｉｏｎ?ｏｆ?Ｓｈｅｊｉａｇｏｕ；?（ｂ）?ｔｈｅ??ＤＥＭ?ｏｆ?Ｓｈｅｊｉａｇｏｕ?ｃａｔｃｈｍｅｎｔ；?（ｃ）?ｓｌｏｐｅ?ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ?ｏｆ?Ｓｈｅｊｉａｇｏｕ．??１５??
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浙江大学博士学位论文?２研宄区域及方法??等情况。??參Ｗ??＿嗥??（ａ）?（ｂ）??图２．４?（ａ）采样土坑；（ｂ）原状土样采集工作．??Ｆｉｇｕｒｅ?２．４?（ａ）?ｓａｍｐｌｉｎｇ?ｐｉｔｓ；?（ｂ）?ｕｎｄｉｓｔｕｒｂｅｄ?ｓｏｉｌ?ｓａｍｐｌｅｓ?ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ．??（２）在各采样点处，首先稍稍铲去地表的凋落物和草皮，然后挖取长１?ｍ，宽??０．５￣０．６?ｍ，深度１?ｍ左右的土坑（图２．４），人进入土坑，一层层向下取原状土样。??在１?ｍ深度内，从上到下分取６个土层：第一层：０？１０?ｃｍ；第二层：１０？２０?ｃｍ；??第三层：２０？３０〇１１；第四层：３０？５０（；１１１；第五层：５０？７０（：丨１１；第六层：７０？丨００（：１１１。??（３）在每一层的中间位置，用高度５ｃｍ，体积１００ｃｍ３的标准环刀取原状土样??一只：如图２．４所示，将环刀带有刃口的一边朝下，置于土上，盖上手柄；然后??用橡皮锤轻轻敲打手柄顶端，待环刀完全进入土壤后，用铲刀将环刀完整取出；??用铲刀将环刀两端多余的土铲掉，分别盖上密实盖和孔盖，放入铝盒，密封保存。??同时在环刀及盒外贴上标签，标明该土样的采样位置、土地利用、采样点号及深??度，该原状土样用以测量饱和导水率。??（４）同时，在第一层、第二层和第四层另取１００?ｃｍ３?土样，以松散状态装入密??封袋，同样做好标记，带回实验室用以测量干密度。??（５）取样工作结束后，对土坑进行回填，减少对自然环境的破坏。??（６）将采集的原状土样整齐装箱，纸箱内填充减震泡沫，邮寄回校。??２．２．３室内土壤物理性质测量??２７??
【参考文献】：
期刊论文
[1]黄土高原水土流失治理与黄河水沙变化[J]. 胡春宏,张晓明. 水利水电技术. 2020(01)
[2]黄河中游干旱半干旱区水文模型研究进展[J]. 李彬权,牛小茹,梁忠民,赵卫民,张红月. 人民黄河. 2017(03)
[3]黄河水沙变化与治理方略研究[J]. 胡春宏. 水力发电学报. 2016(10)
[4]Soil hydraulic conductivity as affected by vegetation restoration age on the Loess Plateau,China[J]. REN Zongping,ZHU Liangjun,WANG Bing,CHENG Shengdong. Journal of Arid Land. 2016(04)
[5]震后滑坡对陡峭山区小流域水文响应过程的影响——以汶川地震影响区小流域为例（英文）[J]. Qi-hua RAN,Qun QIAN,Wei LI,Xu-dong FU,Xiao YU,Yue-ping XU. Journal of Zhejiang University-Science A（Applied Physics & Engineering）. 2015(02)
[6]基于遥感的黄土高原林草植被变化对河川径流的影响分析[J]. 刘晓燕,刘昌明,杨胜天,金双彦,高亚军,高云飞. 地理学报. 2014(11)
[7]晋西黄土区不同土地利用方式对土壤抗冲性及糙率的影响[J]. 李玉婷,张建军,茹豪,李明义,王丹丹,丁杨. 水土保持学报. 2013(04)
[8]产流模式的发现与发展[J]. 芮孝芳. 水利水电科技进展. 2013(01)
[9]Response of delta sedimentary system to variation of water and sediment in the Yellow River over past six decades[J]. PENG Jun, CHEN Shenliang State Key Laboratory of Estuarine and Coastal Research, East China Normal University, Shanghai 200062, China. Journal of Geographical Sciences. 2010(04)
[10]晋西黄土区坡面糙率的研究[J]. 张建军,纳磊,方家强. 北京林业大学学报. 2007(01)
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]黄土高原坡耕地超渗产流及作用研究[D]. 高军侠.西北农林科技大学 2002
本文编号：2992408
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：160 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图２．２（ａ）岔巴沟流域及佘家沟流域位置；（ｂ）佘家沟流域ＤＥＭ；?（ｃ）余家??沟坡度分布．??Ｆｉｇｕｒｅ?２．２?（ａ）?Ｔｈｅ?Ｃｈａｂａｇｏｕ?ｃａｔｃｈｍｅｎｔ?ａｎｄ?ｔｈｅ?ｌｏｃａｔｉｏｎ?ｏｆ?Ｓｈｅｊｉａｇｏｕ；?（ｂ）?ｔｈｅ??ＤＥＭ?ｏｆ?Ｓｈｅｊｉａｇｏｕ?ｃａｔｃｈｍｅｎｔ；?（ｃ）?ｓｌｏｐｅ?ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ?ｏｆ?Ｓｈｅｊｉａｇｏｕ．??１５??
浙江大学博士学位论文?２研究区域及方法??７７７??：ｊ＜ｆ?■■林地??＿＿?黎．?￥?Ｂ裸地??（ａ）?（ｂ）?（ｃ）??图２．３佘家沟流域（ａ）?１９７５年，（ｂ）?１９８６年和（ｃ）?２００６年土地利用类型（数据??来源：黄土高原科学数据共享平台）．分辨率为３０ｍ．??Ｆｉｇｕｒｅ?２．３?Ｔｈｅ?ｌａｎｄ?ｕｓｅ?ｏｆ?Ｓｈｅｊｉａｇｏｕ?ｉｎ?（ａ）?１９７５，?（ｂ）?１９８６?ａｎｄ?（ｃ）?２００６?（ｔｈｅ?ｄａｔａ??ａｒｅ?ｆｒｏｍ?ｈｔｔｐ：／／ｌｏｅｓｓ．ｇｅｏｄａｔａ．ｃｎ）．??２．１．３数据来源??２．１．３．１佘家沟数据??佘家沟流域数字高程模型（ＤＥＭ）数据来源于国家测绘局，分辨率２０?ｍ，??土地利用数据来源于黄土高原科学数据共享平台，分辨率３０?ｍ。降雨－径流－泥沙??数据来源于水利部黄河委员会编刊的《黄河流域子洲径流实验站水文实验资料》。??１９５８年，黄河水利委员会在岔巴沟流域建立子州径流实验站，从１９５９年到丨９６９??年，对岔巴沟流域的各小流域及若干径流场进行了降雨、径流和泥沙的监测。??１９６７？１９６９年，佘家沟流域的水文站设立在距离流域出口?０．８?ｋｍ的主河道边，雨??量站设立在水文站附近山脚处。由水文站及雨量站收集的１９６７？１９６９年径流、泥??沙、降雨资料将为本研究中的数值模拟提供率定、验证的原始数据。??２．１．３．２采样区域降雨数据??本研究中的各采样流域都有与之相邻的雨量站降雨数据（表２．１，图２．１）。??黄河水利委员会记录了窟野河、孤山川和佳芦河流域６３个站点１９６５－２００６年的??１６??
浙江大学博士学位论文?２研宄区域及方法??等情况。??參Ｗ??＿嗥??（ａ）?（ｂ）??图２．４?（ａ）采样土坑；（ｂ）原状土样采集工作．??Ｆｉｇｕｒｅ?２．４?（ａ）?ｓａｍｐｌｉｎｇ?ｐｉｔｓ；?（ｂ）?ｕｎｄｉｓｔｕｒｂｅｄ?ｓｏｉｌ?ｓａｍｐｌｅｓ?ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ．??（２）在各采样点处，首先稍稍铲去地表的凋落物和草皮，然后挖取长１?ｍ，宽??０．５￣０．６?ｍ，深度１?ｍ左右的土坑（图２．４），人进入土坑，一层层向下取原状土样。??在１?ｍ深度内，从上到下分取６个土层：第一层：０？１０?ｃｍ；第二层：１０？２０?ｃｍ；??第三层：２０？３０〇１１；第四层：３０？５０（；１１１；第五层：５０？７０（：丨１１；第六层：７０？丨００（：１１１。??（３）在每一层的中间位置，用高度５ｃｍ，体积１００ｃｍ３的标准环刀取原状土样??一只：如图２．４所示，将环刀带有刃口的一边朝下，置于土上，盖上手柄；然后??用橡皮锤轻轻敲打手柄顶端，待环刀完全进入土壤后，用铲刀将环刀完整取出；??用铲刀将环刀两端多余的土铲掉，分别盖上密实盖和孔盖，放入铝盒，密封保存。??同时在环刀及盒外贴上标签，标明该土样的采样位置、土地利用、采样点号及深??度，该原状土样用以测量饱和导水率。??（４）同时，在第一层、第二层和第四层另取１００?ｃｍ３?土样，以松散状态装入密??封袋，同样做好标记，带回实验室用以测量干密度。??（５）取样工作结束后，对土坑进行回填，减少对自然环境的破坏。??（６）将采集的原状土样整齐装箱，纸箱内填充减震泡沫，邮寄回校。??２．２．３室内土壤物理性质测量??２７??
【参考文献】：
期刊论文
[1]黄土高原水土流失治理与黄河水沙变化[J]. 胡春宏,张晓明. 水利水电技术. 2020(01)
[2]黄河中游干旱半干旱区水文模型研究进展[J]. 李彬权,牛小茹,梁忠民,赵卫民,张红月. 人民黄河. 2017(03)
[3]黄河水沙变化与治理方略研究[J]. 胡春宏. 水力发电学报. 2016(10)
[4]Soil hydraulic conductivity as affected by vegetation restoration age on the Loess Plateau,China[J]. REN Zongping,ZHU Liangjun,WANG Bing,CHENG Shengdong. Journal of Arid Land. 2016(04)
[5]震后滑坡对陡峭山区小流域水文响应过程的影响——以汶川地震影响区小流域为例（英文）[J]. Qi-hua RAN,Qun QIAN,Wei LI,Xu-dong FU,Xiao YU,Yue-ping XU. Journal of Zhejiang University-Science A（Applied Physics & Engineering）. 2015(02)
[6]基于遥感的黄土高原林草植被变化对河川径流的影响分析[J]. 刘晓燕,刘昌明,杨胜天,金双彦,高亚军,高云飞. 地理学报. 2014(11)
[7]晋西黄土区不同土地利用方式对土壤抗冲性及糙率的影响[J]. 李玉婷,张建军,茹豪,李明义,王丹丹,丁杨. 水土保持学报. 2013(04)
[8]产流模式的发现与发展[J]. 芮孝芳. 水利水电科技进展. 2013(01)
[9]Response of delta sedimentary system to variation of water and sediment in the Yellow River over past six decades[J]. PENG Jun, CHEN Shenliang State Key Laboratory of Estuarine and Coastal Research, East China Normal University, Shanghai 200062, China. Journal of Geographical Sciences. 2010(04)
[10]晋西黄土区坡面糙率的研究[J]. 张建军,纳磊,方家强. 北京林业大学学报. 2007(01)
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]黄土高原坡耕地超渗产流及作用研究[D]. 高军侠.西北农林科技大学 2002
本文编号：2992408
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