秸秆掺混还田对坡面降雨产流水动力特征影响及机理研究

发布时间：2021-04-01 05:41

　　秸秆还田可以增加土壤有机质,减少由秸秆焚烧引起的空气污染。秸秆掺混改变地表糙率,减轻雨滴打击引起的土壤结皮,影响降雨产流过程及坡面水流的流速和水动力学参数。表征坡面水流水动力特征的流速和水动力学参数是影响降雨侵蚀和产流输沙的重要因素。本文通过室内模拟试验,研究总量为160 mm的降雨过程中,不同秸秆掺混量（0（对照）、2、4、8 t/ha）、降雨强度（80、120、160 mm/h）和坡度（10、15、20°）的流速和水动力学参数随时间的变化过程及其对影响因子的响应特征。采用电解质脉冲边界模型方法测量秸秆掺混坡面的降雨产流流速和水动力弥散系数,计算相关水动力学参数（雷诺数、弗劳德数和阻力系数）。结果表明,降雨历时影响坡面流水动力特征,但是没有改变流态,在裸土坡面和秸秆掺混（4 t/ha）坡面,水动力特征变化过程以累积降雨量约为100 mm为界分为两个阶段。累积降雨量达到100 mm之前,流速、雷诺数和弗劳德数随累积降雨量的增加而增加,达西-维斯巴赫阻力系数随累积降雨量的增加而减小;累积降雨量达到100 m m之后,流速和弗劳德数随累积降雨量的增加而趋于稳定,雷诺数和达西-维斯巴赫阻力系... 

【文章来源】：山东农业大学山东省

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

流速测量系统

秸秆掺混还田对坡面降雨产流水动力特征影响及机理研究14图2土壤装填工具Fig2Soilfillequipment2.3试验程序2.3.1试验准备在可变坡径流侵蚀平台进行室内模拟试验，平台长8m、宽1.2m、高0.5m，试验前用钢板将侵蚀槽分割成0.1m宽、0.3m高的土槽，土槽底部用粘土填装5cm厚的犁地层，容重约1.5g/cm3，用纱布隔开犁地层和试验土层。试验用黄绵土颗粒组成为沙粒23.80%，粉粒64.57%，黏粒11.63%。试验前先将土壤风干，清除有机质，过10mm筛。风干土壤的含水率低于3%（g/g），以保证初始含水率一致，方便将秸秆和土壤掺混后填入土槽。小麦秸秆采用联合收割机收获后的秸秆，长度约5～15cm不等，将秸秆风干然后人工按设定的质量比与秸秆均匀混合。为保证向侵蚀槽内填装土壤时不破坏秸秆混合状态和压实土壤，定制一种土壤装填工具，如图2所示。混合后的秸秆使用定制的装填装置进行填装以模拟翻耕状态，填装深度为20cm，不固定容重，在土壤重力作用下自然填装。装好土壤后用塑料薄膜覆盖，放置24h后调整侵蚀平台坡度。试验前测定土壤的含水率和容重，平均容重约1.2g/cm3。2.3.2试验过程所有设备安装调试好之后，先校准降雨强度至设定值。待降雨强度稳定后揭开塑料薄膜，开始试验并计时。根据降雨强度和时间换算降雨量，当降雨量为20、40、


本文编号：3112777