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坡面径流过程中的流量自动观测是目前野外实验的难点问题。通过室内试验和野外人工模拟降雨径流场试验,分析了翻斗式雨量计与20°和30°三角堰中自记水位计在测量15l/min以下的小流量上的差异。获得了不同流量条件下20°和30°堰角的流量系数。以该系数的计算结果与实测流量对比表明,随水头的减小和堰角的增大而误差增加。野外实验结果表明,自记水位计测定小流量的结果偏低约15%,在流量很小时无法记录到数据,不能完整记录整个退水过程。依据试验结果,实现了以翻斗式流量计与自记水位计相结合的组合式流量监测方法的设计,为精确测量低含沙的小流量和变化流量的流域水文实验提供了监测手段。 相似文献
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基于甘肃省清水县汤峪河径流小区2015—2017年的观测数据,研究不同植被恢复模式条件下坡面次降雨入渗、产流产沙特征。结果表明：不同植被恢复模式条件下的土壤入渗量与降雨强度呈二次函数关系,存在入渗量达到最大值的临界降雨强度。入渗速率与降雨历时可以用幂函数关系表达,符合考斯恰可夫入渗模型。不同植被恢复模式条件下的产流率在0.003 3~0.003 6 mm·min-1之间,相对裸地的减流率为54%~58%。产流率与降雨强度之间呈二次函数关系（R2>0.88）,产流率的主要影响因素是降雨强度。径流含沙量平均值乔灌混合区（3.13 g·L-1）>灌木林（2.95 g·L-1）>乔木林（2.79 g·L-1）>草地（2.58 g·L-1）,径流含沙量与降雨强度呈线性递增函数关系。裸地的产沙量显著高于各植被小区（P<0.05）,是各植被小区的43~57倍,各植被小区的减沙率在93%~94%之间,减沙效益高于其减流效益。各植被坡面土壤流失量与降雨侵蚀力呈线性递增函数关系;产流率与侵蚀产沙率之间呈极显著正相关关系（P<0.01）,二者间可采用二次函数关系表达。本研究成果可为黄土高原丘陵沟壑区水土保持优化配置提供理论依据。 相似文献
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燕山土石山区降雨和下垫面条件对坡面侵蚀产沙的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
《山地学报》2016,(1)
为了揭示燕山土石山区水土流失规律,基于坡面径流小区定位观测资料,对坡面尺度一定降雨和下垫面条件下土壤侵蚀产沙状况进行了分析,拟为区域水土流失防治提供参考。研究结果表明:平均降雨强度和产流降雨量是引起坡面土壤侵蚀的主要因素,降雨历时和坡面土壤侵蚀产沙量之间的相关性不明显;坡面径流小区的土壤侵蚀模数随着坡度的增加呈指数增大趋势,当坡度超过20.42°后坡面土壤侵蚀模数呈快速增加趋势;坡面径流小区的侵蚀模数随着坡长的增加呈先增大后减小的趋势,在坡长为22.26 m处达到最大值,说明该区域坡面侵蚀可能存在临界坡长,在22 m左右;坡面土壤侵蚀模数随着植被覆盖度的增加呈减小趋势,但是覆盖度为60%的草地和覆盖度为90%的草地的侵蚀模数差别不大,说明水土流失治理中存在着临界植被覆盖度;梯田、鱼鳞坑、水平阶等整地工程由于改变了下垫面条件,能够有效蓄水拦沙,减弱坡面土壤侵蚀。 相似文献
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黄土丘陵区坡面形态和植被组合的土壤侵蚀效应研究 总被引：7，自引：0，他引：7
以位于陕北黄土丘陵区的羊圈沟流域为重点研究区,针对不同坡面类型（坡长、坡形、坡度）和植被组合进行野外土壤采样,利用137Cs元素示踪方法评估坡面的土壤侵蚀效应。研究发现：① 坡面形态对土壤侵蚀具有重要影响。自坡顶至坡脚,“直-凹”组合的坡型一般具有相对较低的土壤侵蚀模数,整体上起到“汇”的作用;但“凹-直/凸”组合的坡型具有相对较高的土壤侵蚀模数,在土壤侵蚀方面起到“源”的作用;其他坡型,如直坡、凸坡、“直-凸”和复杂性坡型的土壤侵蚀模数介于两者之间。② 坡面不同植被空间配置对土壤侵蚀的影响具有明显差异。研究发现,坡面植被组合（自坡顶至坡脚）为荒草地-果园、有林地-其他植被类型组合和荒草地-其他植被类型的坡面具有相对较低的土壤侵蚀模数,起到了一定“汇”的功能,但人为干扰较为强烈的景观坡面（无水土保持措施）具有相对较高的土壤侵蚀模数,整体上表现为土壤侵蚀的“源”区。 相似文献
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露天采煤后形成的巨大采坑可局部改变当地地表水系。本研究以乌海市典型露天煤矿为例,基于调查数据,采用GIS水文分析技术以及小流域降水径流模型对水系变化和产流进行分析。结果表明：（1）西北干旱荒漠区小流域水系大都为山洪沟,水量为由暴雨产生的洪水。（2）露天采煤可局部改变小流域水系结构,包括汇流路径、边界等。针对以上结论,提出利用采坑进行蓄洪运用的地表水系恢复方案,即在下游河道通畅的基础上,利用采坑拦蓄上游洪水。该方案一可减轻下游防洪压力;二是将洪水带来的泥沙留存在矿坑内,有利于减轻水土流失;三是有利于区域地下水的涵养;四是拦蓄水量用于植被灌溉,有利于周边生态的提升。研究结果可为西北干旱荒漠区矿区修复治理以及生态恢复提供参考。 相似文献
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黄河中游多沙粗沙区流域坡面水保措施变化特征 总被引：1，自引：0，他引：1
选用Landsat TM、环境星CCD、SPOT4 和资源三号卫星影像等多源地学数据,通过人机交互式解译和修订土地利用与梯田数据,提出用相邻图幅递进回归分析法消除NDVI时相差异后反演植被盖度,构建起退耕还林还草面积比例、植被盖度均值变化量和有效梯田累计保存面积比例3 个坡面特征变化指示参数后,运用综合聚类分析和多要素贡献率模型研究黄河中游多沙粗沙区的流域坡面水保措施变化特征。结果表明：（1） 1998-2010 年间研究区内流域坡面水保措施变化显著,平均退耕还林还草面积比例为5.55%,平均林草植被盖度均值增加20.63%,平均有效梯田累计保存面积比例达6.25%;（2） 多要素水保措施变化共同作用下的流域坡面变化特征主要有7 种类型,即植被盖度变化主导型、植被—土地变化主导型、土地—植被变化主导型、植被—梯田变化主导型、梯田—植被变化主导型、梯田面积变化主导型和多要素变化共同主导型;（3） 不同类型的空间分布存在一定的地貌背景差异,后续研究应结合流域坡面变化特征及其地貌格局来优化配置水保措施,并合理估计水沙模型模拟的敏感性参数。 相似文献
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野外观测试验于1997年在广东省鹤山茶叶科技研究所的赤红壤坡地上进行，试验设计了人工林下地表覆盖（A）、人工林下地表裸露（B）、等高梯田种植茶树（C）和等高梯田裸地对照（CK）4个处理，采用自制的径流收集器分别测定了各处理4场降雨的径流深度、径流系数、水土流失量和侵蚀量等指标，结果表明，CK的平均径流深度高产田3.72mm/10mm，降水流失率为37.2%，平均每10mm降雨的土壤侵蚀量为43.6kg.hm^-2，年土壤侵蚀模数为7.42t.hm^-2；其它3个不同植被覆盖处理的地表径流量比裸地对照降低2.20%-67.08%，平均土壤侵蚀量减少43.81%-90.83%；林下地表覆盖处理的保土效果果好，等高梯田种植茶树处理的保水效果最好。 相似文献
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全球及区域模式中陆面过程的地表植被覆盖分类方法 总被引：1，自引：0，他引：1
全球和区域尺度上陆面生态系统与气候密切相关。全球和区域模式的发展对于我们认识气候与陆地生态的变化起到重要作用。在这些模型中,植被覆盖是影响大气-植被间热量、水分和CO2等交换的重要陆面参数。在分析了陆地植被覆盖分类原理基础上,介绍了目前全球不同植被覆盖分类方案,包括基于地基观测的植被分布、基于生物气候特征的分类方案（如：Holdridge的方案）;特别近年来陆面过程试验表明,各种遥感数据源（如：NOAA—AVHRR,EOS—MODIS,Landsat—TM）等为我们提供了有利的工具来监测全球植被动态,完善植被分类,并且采用高时空分辨率的全球土地覆盖状况特征,在不同时空尺度揭示植被-大气相互作用。本文分析了代表性的3种基于卫星遥感技术的陆面植被分类方案,分别是BATS（18类）、SIB（9类）、SIB2（12类）和BIOME—BGC（31类）陆地模式的植被覆盖分类方案．最后分析了目前可用于全球植被覆盖分类的新的遥感数据库。 相似文献
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为进一步研究不同草本植物和边坡坡面形态对坡面产流产沙的影响,本项研究以西宁市毛鸡湾流域长岭绿化区作为试验区,设计了直形和阶梯形2种坡形,选取3种优势草本老芒麦（Elymus sibiricus Linn.）、垂穗披碱草（Elymus nutans Griseb.）和细茎冰草(Agropyron trachycaulum Linn. Gaertn.)作为试验供试种,通过人工模拟降雨试验,探讨了种植不同草本和坡形条件下,边坡坡面的产流、产沙和入渗特征。结果表明：在直形边坡中,裸坡坡面的产流时间小于种植草本植物坡面,且垂穗披碱草坡面和老芒麦坡面的形成产流时间相对较长,为4min,与直形边坡相比,垂穗披碱草阶梯形坡面产流时间相对最长,为8min;在直形边坡中,垂穗披碱草坡面和老芒麦坡面累积径流量、累积产沙量和径流系数相对最小,分别为51.42 L/min、160 g、14.98%,51.25 L/min、210 g、14.93%,细茎冰草坡面的累积径流量、累积产沙量和径流系数分别为96.97 L/min,700 g,28.25 %;垂穗披碱草坡面和老芒麦坡面稳定入渗速率相对最大,其值为0.38~0.44 mm/min,细茎冰草坡面的稳定入渗率为0.29~0.36 mm/min。在阶梯形边坡中,垂穗披碱草坡面的累积径流量、累积产沙量和径流系数相对最小,其值分别为5.62 L/min、110 g、1.64 %,且垂穗披碱草坡面入渗速率相对最大,为0.50~0.52 mm/min,这反映出种植草本植物可增大其坡面的入渗率,有效减少坡面径流和土壤侵蚀,其中垂穗披碱草和老芒麦的固土保水作用相对最为显著,且与直形边坡相比,阶梯形边坡能有效延长坡面土壤水分入渗时间,减少坡面地表径流,从而提高边坡坡面土壤的抗侵蚀能力。 相似文献
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西北干旱区绿洲不同灌溉制度的数值模拟 总被引：7，自引：0，他引：7
运用耦合了包含土壤－植被－水文－积雪参数化的陆面过程的非静力平衡中尺度模式MM5,将水平分辨率提高到1km,在“我国西北干旱区绿洲不同水量灌溉对环境影响的数值模拟”一文的基础上,通过数值模拟的方式,运用保持土壤体积含水量稳定的方法确定灌溉制度的方法研究了我国西北干旱区绿洲7月下旬在不同灌溉制度滴灌下土壤、径流与近地层大气的不同变化状况。结果表明：1. 当按50m3/hm2/天的水量进行隔天灌溉,或隔4天灌溉一次,土壤体积含水量不能保持稳定,需要补充灌溉才能保证其稳定,所以这样的灌溉制度不适合于7月下旬的河西绿洲。2. 均匀施灌10天,每天施灌50m3/hm2;施灌5天,隔一天施灌100m3/hm2,以及隔4天施灌一次,每次灌水250m3/hm2这三种灌溉制度中,前者形成的径流最小,土壤湿度变化幅度也最稳定,所以是最优的灌溉制度。但是现实生活中由于设备、人力等一系列客观条件限制,每天平均施灌的灌溉制度难以实现,可以采取相近的灌溉制度,如隔天施灌,尽量缩短两次灌溉间隔时间,每次所需的灌溉量很小,使得滴灌水量最大程度地转化为土壤水,减少地表径流的产生。所以说,为了不造成水资源的浪费,应该在选取合适灌溉水量的基础上,依合理的施灌制度进行灌溉,这样的水其利用率会比较高,达到节水灌溉的功效,从而为干旱区节约有限的水资源。 相似文献
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土壤侵蚀一直是重要的全球性环境问题之一,而坡耕地的土壤侵蚀是坡地水土流失的主要源头。作为坡耕地的主要覆盖方式,作物对坡耕地径流和土壤侵蚀的发生和发展都产生了重要的影响。本文主要回顾了目前坡耕地径流和土壤侵蚀的影响因素,以及作物生长、降雨溅蚀及其空间分布等问题。作物主要影响了坡耕地雨滴溅蚀、坡面径流和侵蚀产沙,并且径流和土壤侵蚀还受降雨强度、坡度、土壤前期含水量、土壤表层物理结皮及土壤糙率等因素影响。不同作物对径流和土壤侵蚀的作用和影响机制,以及它们在不同外部条件下影响侵蚀的能力的变化,都将成为未来研究的重点。作物植被对坡地土壤侵蚀的影响是了解大规模土壤侵蚀系统的一个重要因素,对这一课题的深入研究对坡耕地径流和土壤侵蚀研究的理论和实践都具有重要意义。 相似文献
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针对露天矿区排土场生态修复中存在的植被建植立地类型不清、植被措施与立地条件不适应、植被生长状况差等问题,对矿区排土场进行立地类型划分与评价,是加快矿区排土场植被重建的关键一环。本文以乌海已治理的矿区排土场为研究对象,定性与定量相结合,选取微地形、坡向、覆土厚度、土壤硬度、土壤质地、全磷含量、全钾含量、有机物含量、植被种类和生命形式10个因子,通过对数量化、标准化的立地因子相关性分析、主成分分析、聚类分析及因子分析后,对排土场进行立地类型划分与评价。结果表明：筛选出微地形、坡向、覆土厚度为主导因子,是研究区植被恢复主要影响因子。依据主导因子组合,将乌海矿区排土场划分成4个立地类型组,14个立地类型。通过对14个立地类型进行立地质量评价,得出地形因素和植被因素是影响排土场立地质量的主要因素,同时划分出立地质量等级为优(综合得分>7)、良(综合得分6-7)、中(综合得分5-6)、差(综合得分<5)四个相对等级,其中立地质量等级“中”和“差”的立地类型占总体50%,表明乌海整体矿区排土场立地质量处于中等以下水平。在此基础上,提出适宜的植被配置建议,以期为干旱露天矿区生态修复提供理论... 相似文献
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不同植被类型对土壤全氮随降雨径流流失的控制研究--以抚仙湖流域磷矿开采区为例 总被引：1，自引：0，他引：1
地表径流挟带土壤氮进入水体是造成水体面源污染的主要途径之一。本研究依区域年降雨量的差异，将抚仙湖磷矿开采区年降雨量分别为1200-1300mm和1000-1100min的区域划分为东大河流域磷矿区和帽天山磷矿区两个研究单元，通过设置野外径流小区，在自然降雨状态下对磷矿开采废弃地与矿区现有主要植被类型土壤营养元全氮随径流流失量进行比较研究。研究结果表明：降雨强度是矿山废弃地产流的关键因子，在大、暴雨状态下矿山废弃地土壤TN流失量远大于各植被类型，对抚仙湖水质产生不利的影响。各植被类型土壤TN随径流流失量主要取决于地表径流量，径流中TN含量对其影响不大，流失总量次序与径流总量次序相一致，表现为：灌草丛〉云南松灌丛〉云南松混交林〉华山松林〉竹林〉桉树林，除灌草丛外各植被类型均能对土壤TN流失起到较强的截留作用。 相似文献
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表土资源是矿区生态修复的重要资源,但在实际工程中剥离的表土不能立即用于生态修复,而表土在干旱地区经过一定时期贮存后的变化情况尚不明确,使得矿区后期利用表土进行生态恢复时存在一定的盲目性。因此,研究表土堆存方式对种子库中种子密度及表土养分含量的影响,可为荒漠地区煤矿损毁土地植被重建提供技术依据以及生态修复实践提供一定的理论支撑。本研究分别用圆台堆体（以下简称为YT）及立方体吨袋（以下简称为DD）两种堆存方式保存混合均匀的表土资源,分析不同表土堆存方式下的土壤种子库损耗及土壤养分损耗情况。在两种堆存模式下,堆体表层的土壤种子密度损耗最大,其损耗率在79.30%-83.65%。在同一取样位置,土壤种子密度随着土层深度的增加而显著增大（P<0.05）。相比于种子密度的变化,土壤养分损失较少,损失率在8.92%-16.62%之间。（1）两种堆存模式中,堆体表层土壤的种子密度损耗均最大;随着土层的增加,土壤种子密度显著增加（P<0.05）。同时,两种堆存模式下种子的整体损耗情况并无明显差异;在保存过程中,灌木种子在堆体内部的损耗情况最为严重。（2）吨袋堆存模式的养分保存效果优于圆台堆存... 相似文献
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不同坡面植被空间布局对坡沟系统产流产沙影响的实验 总被引：5，自引：0，他引：5
植被在有效控制水土流失、改善生态环境中具有重要作用。为探讨坡面不同植被覆盖度、不同植被空间布局对坡沟系统侵蚀产沙的影响,以4 m长坡面(坡度为20°)和3 m长沟坡(坡度为50°)组成的坡沟系统为研究对象,采用不同放水流量(3.2 L/min、5.2 L/min)的放水冲刷实验,研究了不同放水流量、不同植被覆盖度、不同植被布设部位对坡-沟系统及沟坡侵蚀产沙的影响。结果表明,在实验条件下,不同植被布设部位在相同放水流量、相同植被覆盖度条件下对坡沟系统侵蚀产沙有明显影响,而对产流量无明显影响;沟坡部分侵蚀产沙量不随坡面植被覆盖度的增大而减小,相反呈增大趋势。说明在实验条件下,对坡沟系统而言,仅在坡面部分布设植被,尽管能在一定程度上减少坡沟系统侵蚀产沙,但并不能有效减小沟坡部分的侵蚀产沙,甚至引起沟坡部分侵蚀产沙的增大。因此,水土流失治理过程中采取有效措施进行坡沟兼治将是减少水土流失的有效手段。 相似文献
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灌溉方式对现代绿洲影响的数值模拟 总被引：8，自引：3，他引：5
灌溉是农业发展的根本,没有灌溉就没有荒漠区农业。利用美国NCAR中尺度模式MM5V3模拟了喷灌与不同水量地灌以及没有灌溉对绿洲土壤湿度、地下径流以及感热、潜热通量的不同影响。结果表明:①地灌后地表蒸发与植被层的蒸腾更旺盛,散失的水分更多;而喷灌可以抑制地表蒸发与植被层的蒸腾,对土壤水的保持更有利。②喷灌试验要在土壤湿度达饱和以后才会形成地下径流量,而地灌试验则是土壤湿度与地下径流量同时增长。总之,喷灌方式是一种高效节水的灌溉方式,它比其它灌溉方法更有利于绿洲农业生态系统的温度整体降低,不论土壤湿度还是大气湿度都会相应增大,抑制地表土壤水分的蒸发,有利于绿洲农业维持。 相似文献
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为了解沙石质建筑垃圾不同覆盖方式防风固沙效益,在野外对不同覆盖方式的风蚀风积量、风沙流特征、土壤水分、植被生长状况进行了观测研究。结果表明：（1）不同覆盖方式年风蚀量较流沙减少了91%以上,其中平铺覆盖方式固沙效果好于带状和方格覆盖方式。平铺覆盖方式和流沙风沙流结构呈幂、指数函数分布,带状、方格覆盖方式呈多项式函数分布;（2）不同覆盖方式较流沙显著提高了土壤容积含水率（P<0.05）,平铺方式保水效果好于方格和带状覆盖方式。覆盖度30%平铺、1.5 m×1.5 m方格和宽1.5 m带状土壤各层平均容积含水率比流沙分别提高了3.1%、2.8%和1.5%;（3）不同的覆盖方式较流沙显著增加了植被盖度（P<0.05）,其中平铺方式群落多样性指数最高。覆盖度30%平铺植被盖度较流沙提高了5%。1.5 m×1.5 m方格覆盖方式植被群落多样性指数最低,植被盖度最高,较流沙提高了14%。 相似文献
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半干旱区植物篱侵蚀及养分控制过程的试验研究 总被引：8，自引：2，他引：8
针对目前国内外对于温带及半干旱地区植物篱的侵蚀及养分控制过程研究较少的状况,利用冀西北黄土丘陵区较为完备的试验小区的长年观测资料,并结合野外全坡面的大型人工模拟降雨试验,定量地分析黄土丘陵区坡面侵蚀分异规律,得到了在暴雨条件下细沟产生并导致侵蚀剧烈增加的临界坡长为10～15m,从而以此作为植物篱在该区域布设的理论依据。本研究模拟和分析了植物篱对养分流失拦蓄的形态、植物篱改变坡面侵蚀过程、控制细沟产生以及拦蓄泥沙而达到控制侵蚀及养分的目的,对于植物篱———农作复合农林技术在温带及半干旱地区的实践具有科学价值。 相似文献