广西石漠化地区坡面土壤侵蚀规律研究

为了研究广西石漠化地区坡面土壤侵蚀中各影响因子的影响规律,通过自制大型降雨试验装置模拟坡面土壤在不同雨强、坡度和干容重条件下的土壤侵蚀现象。结果表明:边坡坡度在5°~25°范围内变化时,坡面土壤侵蚀量随坡度的增加趋势呈先慢后快,但当坡度超过25°时,土壤侵蚀量表现为减小趋势;雨强在0.5~2.0 mm/min范围内变化时,坡面土壤侵蚀量随雨强的增加呈近似指数关系增长,但当雨强不超过0.5 mm/min时,土壤侵蚀量基本可忽略不计,坡面土壤侵蚀量主要由2.0 mm/min的侵蚀性强降雨引起;干容重在0.9~1.2 g/cm3范围内变化时,土壤侵蚀量随干容重增长表现为线性减小关系;引起广西石漠化地区坡面土壤侵蚀的主要因子为雨强,其对土壤侵蚀量的影响明显高于干容重和坡度。因此,对广西石漠化地区坡面土壤侵蚀的防治,应着重控制侵蚀性强降雨、陡坡耕种等对坡面水土流失的影响。     

雨强和坡度对嵌套砾石工程边坡侵蚀特征的影响

为探究不同雨强和坡度对西南高山-亚高山地区急陡、高砾石含量工程边坡土壤侵蚀的影响.采用室内模拟降雨及人工配置土壤等方法,在5种雨强(25,40,45,65,85 mm/h), 5种坡度(35°,40°,45°,50°,60°)条件下进行模拟实验.研究结果表明:工程坡面产流率随着雨强的增加呈对数增加.不同雨强下坡面平均产流率变化过程随着坡度的变化差异性具有统计学意义.随着雨强的增加,同一坡面工程边坡侵蚀率明显增多.当雨强为40 mm/h时,工程坡面侵蚀率随坡度变化较小(<0.015 g/s);当雨强为65 mm/h时,同一坡面的侵蚀率随着坡度的增加而减少.工程坡面溅蚀率整体呈现出迅速增长至峰值后缓慢下降的趋势.同一边坡随着雨强的增加,坡面击溅侵蚀率在产流前和产流时都有明显的增加,不同粒径土壤增速具有明显差异,同一坡面随着坡度的增加,坡面泥沙溅蚀率存在临界值(40°～45°).降雨强度与土壤侵蚀相关性有统计学意义,不同雨强下坡度与径流过程和侵蚀过程的相关性具有明显差异性.结论:工程边坡中砾石具有增加下渗率和抗侵蚀作用,工程坡面土壤侵蚀率随降雨历时逐渐下降;坡度的增加在增大坡面流速的同...     

基于成因分析的水土流失指数模型构建

长期以来水土流失和土壤侵蚀概念界限模糊。现有的关于水土流失的定量研究大多是采用土壤侵蚀方程(Universal Soil Loss Equation,USLE)进行计算。文章结合层次分析法,提出了水土流失指数的概念。基于水土流失的形成原因,将影响水土流失的因子分为气候因子、地形地貌因子、地表覆盖因子和人为因子,并构建了水土流失指数及各子因子的指标体系和运算模型。     

坡长对红壤侵蚀影响人工降雨模拟研究

为解决南方红壤丘陵区裸坡面水土流失问题,该文采用人工模拟降雨(雨强30—150mm/h)结合试验土槽等方法(坡长分别为1、2、3、4、5m,坡度20°),研究了不同雨强下坡长对红壤侵蚀的影响,并初步探讨了侵蚀增强的临界雨强和设置水土保持措施的合理坡长,结果表明,产沙量随坡长的延长呈增大趋势,二者的关系可用幂函数(R20.80)表示,雨强越大,产沙量增速越快,增量越大.坡长延长相同长度时,产沙量不呈比例增加,初步建议在南方红壤丘陵区裸坡面可每隔4—6m设置水土保持措施,有效缓解坡面水土流失.坡面侵蚀产沙量随着雨强的增大而增加,坡长越长,产沙量随雨强增加速度越快,二者呈幂函数关系(R2=0.99),60mm/h左右是红壤丘陵区侵蚀增强的临界雨强;雨强、坡长与产沙量均呈正相关关系,雨强对裸坡面侵蚀产沙量的影响较坡长大.该研究为南方红壤丘陵区裸坡面水土流失治理提供一定的理论依据.     

土地利用和侵蚀过程对土壤重金属分布的影响

在土壤侵蚀严重的黄土高原地区,选择3种土地利用类型(坡耕地、灌木林地、草地),利用放射性同位素137 Cs示踪技术分析了坡面尺度土壤侵蚀程度的变化,明确了土壤重金属(Mn、Cr、Zn、V、Ni、Cu、As、Co)在流域内的空间分布特征,分析坡面侵蚀速率变化与土壤重金属再分布的响应关系.结果表明,坡耕地总体上为"强烈侵蚀",最大侵蚀速率高达10 853.56t·km-2·a-1.灌木林地和草地为"轻度侵蚀".坡耕地Cr和As含量较高,而V、Mn、Zn、Co、Ni、Cu在灌木林地和草地含量较高.坡耕地土壤重金属的分布与侵蚀速率相反,侵蚀严重的地区,土壤重金属含量少,侵蚀微弱的地区,土壤重金属含量高.侵蚀作用下坡耕地中Cr、V、As、Co和Zn容易发生顺坡迁移流失.土地利用变化和侵蚀过程对坡面土壤重金属分布影响较大,本研究结果可为控制水土流失,减少重金属面源污染提供重要的科学依据.     

鄂渝喀斯特山区土壤侵蚀特征及主影响因子识别分析

鄂渝喀斯特山区属于水土流失敏感地带,生态脆弱,对这一典型区域进行水土流失的空间差异性研究及其主影响因子识别分析,能为中微观尺度上开展针对性的水土流失治理提供重要指导作用。为此,在GIS和RS等多种技术手段的支持下,对地处鄂渝喀斯特山区的8个县市,基于修正的通用水土流失模型(revised universal soil loss equation,RUSLE)进行土壤侵蚀模数的测度,并采用耦合灰色关联度的改进型层次分析法逐一确定各地水土流失的主影响因子,结果表明:鹤峰县的土壤侵蚀模数最大,宣恩县次之,其余各县市从大到小依次为彭水、酉阳、咸丰、黔江、利川和来凤;研究区内水土流失呈现出这一明显空间差异性的原因,主要源于各县市水土流失的主影响因子不尽相同,其中在鹤峰县,各影响因子对当地土壤侵蚀强度的贡献度是地形坡度(LS)植被覆盖(C)水土保持措施(P)降雨(R),而彭水县是R LS C P,其他县市则为LS C R P.     

基于RS和GIS的洛宁县土壤侵蚀研究

利用RS和GIS技术获取研究区土壤侵蚀的各个影响因子,运用卜兆宏提出的土壤侵蚀模型,得出研究区土壤侵蚀模数和侵蚀强度分级,并分析研究区土壤侵蚀与主要影响因子间的响应关系.结果表明:洛宁县平均土壤侵蚀模数为2 799.29 t/(km2.a),年侵蚀总量为6 495 744 t;61%的区域为微度侵蚀或轻度侵蚀,强度以上侵蚀主要分布在洛宁县西部,面积占全县的20%,侵蚀量却占总侵蚀量的57.64%,是预防和加强水土流失治理的重点区域;坡度与土壤侵蚀呈现正相关关系,中度和强度侵蚀在水体、农地、建设用地、森林、未利用土地等土地利用类型中呈递增现象.     

137Cs法应用于流域土壤侵蚀初步研究--以太湖上游浙江省安吉县西苕溪为例

太湖流域水体富营养化、水环境质量下降问题日趋突出 ,而由土壤侵蚀造成的物质迁移是流域非点源营养元素输入的主要载体之一 ,因此 ,流域土壤侵蚀的定量研究具有重要的理论和现实意义 .以太湖上游浙江省安吉县西苕溪流域为例 ,利用137Cs示踪分析方法对该区域的土壤侵蚀数量及空间分布状况作了初步的研究 ,结果表明 :研究区域的137Cs背景值为(2 14 8.8± 12 0 .7)Bq/m2 ;根据建立以及选择的土壤侵蚀和沉积模型计算 ,研究区内非耕作土土壤侵蚀模数平均在 - 431.6t/km2 ·a(“ -”表示堆积 ) ,耕作土土壤侵蚀模数平均在 16 81.2t/(km2 ·a) ,年均土壤侵蚀厚度为 1.5 3mm .研究结论对深入探讨太湖流域上游物质迁移对太湖的生态影响具有基础意义 .     

地貌条件与土壤侵蚀关系的定量研究——以窟野河流域为例

在实地考察的基础上,运用数理统计相关分析法,对窟野河流域地貌条件与土壤侵蚀的关系进行定量分析.结果表明,窟野河流域相对高度和平均坡度与土壤侵蚀模数的关系分别为线形和幂函数正相关;平均坡长与土壤侵蚀面为幂函数负相关.     

不同空间尺度下的土壤侵蚀模型研究进展

土壤侵蚀模型的研究在于预报水土流失、侵蚀产沙量以及非点源污染的时空分布与变化,指导水土保持措施的配置．综述了国内外基于坡面、流域和区域3个不同空间尺度的侵蚀模型,从模型结构、功能、优缺点等方面对模型进行了简要分析;从经验模型和物理过程模型的分类角度,分别比较分析了不同尺度模型的特点,并对发展趋势予以展望．     

坡度对扰动黄棕壤土壤侵蚀的影响

通过人工模拟降雨试验,研究坡度对扰动黄棕壤的土壤侵蚀规律。结果表明:在坡度20°以内,随着坡度的增大,入渗量逐渐减少,径流量逐渐增大;坡度在20°~26.5°范围时,入渗量和径流量趋于平稳。土壤侵蚀量与径流量基本同步,在一定坡度内随着坡度的增大,侵蚀量增大;当降雨强度为40 mm/h和60 mm/h时,供试土壤侵蚀的临界坡度在20°~26.5°之间;当降雨强度增加至80 mm/h时,临界坡度大于26.5°。在试验坡度范围内,径流量、侵蚀量与降雨量均存在显著的线性关系。     

西昌-攀枝花高速公路路堤土壤侵蚀实验研究

为探讨高速公路施工期路堤边坡水土流失规律,对西昌-攀枝花高速公路路堤边坡进行了天然降雨条件下水土流失观测试验,结果表明,路堤边坡的主要侵蚀形式是沟蚀,主要侵蚀因子是次降雨量、路堤顶面宽度及土壤可蚀性,土壤侵蚀量与次半宽雨量之间存在着良好的相关关系,其相关系数为0.9985～0.9989.提出了预测西昌-攀枝花高速公路路堤边坡土壤侵蚀量的土壤侵蚀模型.     

Soil Organic Carbon Loss under Different Slope Gradients in Loess Hilly Region

Based on field runoff plots observation and sample analysis, the effect of slope gradient on soil organic carbon loss was studied under natural rainfall conditions in loess hilly region. The results showed that with slope gradient increasing （from10° to 30°）, the changing trend of soil erosion intensity （A） was A20°〉A30°〉A15°〉A10°〉A25°, suggesting that slope gradient between 20° and 25° was a critical degree ranger to exist. Soil organic carbon loss was mainly influenced by soil erosion intensity, appearing the same trend as did soil erosion intensity with increasing slope gradient. Soil erosion results in organic carbon enrichment in sediment. Average enrichment ratios of five runoff plots varied from 2.27 to 3.74, and decreased with increasing erosion intensity and slope gradient. The decrease of surface runoff and soil erosion is the key to reduce soil organic carbon loss.     

降雨引起的坡面黑土侵蚀厚度的计算

为了计算降雨引起的坡面黑土层侵蚀厚度,建立了坡面变形(冲刷厚度)的数学模型.模型包括坡面水流连续方程、水流运动方程、侵蚀方程(水土流失方程)、坡面变形方程.实现了对降雨引起的坡面黑土层侵蚀厚度的数值计算,该成果可预测黑土层流失的年限,为防治水土流失、减轻地质灾害、合理使用耕地和保护生态环境提供科学依据.     

岩溶地区坡面红壤抗冲性冲刷试验研究

为了研究岩溶地区不同影响因子对坡面红壤抗侵蚀性的影响,通过室内模型冲刷试验,考虑坡度,冲刷流量及干密度三个影响因素,对坡面表层红壤抗径流机械冲刷能力进行研究,分析不同条件下坡面表层红壤结构的抗冲性能。结果表明:坡度和冲刷流量对岩溶地区坡面红壤冲蚀量存在非线性的叠加增长作用。坡度与岩溶地区坡面红壤冲蚀量近似呈指数关系增长。坡面为疏松结构时,冲刷流量与坡面红壤冲蚀量呈密切的幂函数相关;坡面为紧实结构时,冲刷流量则与坡面红壤冲蚀量近似呈线性关系增长。土壤干密度影响了整个坡面冲蚀过程,尤其是细沟的发生、发展。冲刷过程中疏松土坡面细沟发育明显,而紧实土坡面多为断续的月牙形冲刷坑。冲刷流量(径流量)为坡面表层红壤抗冲性主要影响因子。     

不同降雨条件对江苏高沙土地区水土流失的影响

采用人工模拟降雨法,针对江苏省局部高沙土地区,研究了在不同坡度、雨强及不同植被覆盖条件下扰动高沙土的侵蚀强度和侵蚀特点。结果表明:(1)径流量随坡度的增加而增加;土壤流失量与坡度存在一个临界值;雨强低于80 mm/h时的临界坡度为20°～26.5°;(2)降雨量相等时,径流量随着雨强的增加而增加,入渗量随着雨强的增加而减少;(3)植被覆盖能很大程度地减少径流量和土壤侵蚀量。     

公路路基边坡冲刷及生态防护对策

为改善和提高公路边坡防护、维持生态平衡,针对边坡水土流失成因,提出了植被生态护坡的方法,并对目前常用护坡方法的优缺点及适用条件进行了分析,为有效控制边坡的水土流失问题提供了参考。     

公路边坡植物的护坡机理

从植物根系的力学作用、植物的蒸腾排水效应、茎叶及枯枝落叶的水文效应3个方面,分析了公路边坡植物的护坡机理。通过对植物根系的力学作用分析,建立了草本植物根系的加筋力学模型及木本深根植物的锚固力学模型。三轴剪切试验结果表明,沙棘、沙柳须根的加筋作用使沙土的粘聚力c值提高了2.5~4.0倍,使粘性土的粘聚力c值及内摩擦角φ值均增加0.25~0.40倍。应用非饱和土理论,定量分析了植物蒸腾排水效应对边坡的稳定贡献,现场监测试验表明,即使在雨季,柳树植物根系范围内土中的孔隙水压力仍为负值。依据植物边坡稳固机理,将植物护坡总结为坡面冲刷防护与边坡加固两种设计类型。坡面冲刷防护可根据浅根表土加筋与茎叶水文效应机理进行设计;边坡加固可根据深根锚固作用与蒸腾排水效应机理设计。     

高速公路路堑边坡的侵蚀临界坡度

针对降雨条件等环境影响条件下路堑边坡存在的临界坡度,指出坡面流侵蚀的定义并系统分析了坡面流侵蚀的主要影响因素,利用泥沙运动力学理论,研究了坡面土壤侵蚀率与坡面流的剪切力之间的变化关系.同时,对坡面流水力学参数(流速、水深)对临界坡度影响的规律进行研究,得出了一定高度边坡坡面流的剪切力随坡度变化规律,即一定高度边坡的侵蚀临界坡度为22.2°.可为工程计算提供依据.