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《西北农林科技大学》 2002年
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坡耕地施加PAM降雨入渗产流及侵蚀产沙规律试验研究

刘纪根  
【摘要】: PAM作为一种新型的土壤结构剂,能显著的增加入渗、减小径流,从而减少土壤侵蚀。但其施用的方法都为溶解于水喷洒在地表或施用于灌溉水中,施用范围为小于8°缓坡地。而对于黄土高原,坡度陡峭,水资源缺乏,PAM的施用方法和效果都有待探讨。本研究采用人工降雨试验,利用在土表直接撒施固体PAM颗粒的方法,研究不同坡度、不同坡长、不同雨强、不同PAM覆盖度下降雨入渗产流规律、坡面侵蚀产沙规律、PAM对土壤临界抗剪切应力的影响。试验采用三个雨强:50mm h~(-1)、100mm h~(-1)和150mm h~(-1),四个坡度:5°、10°、20°和25°(8.74%、17.63%、36.40%和46.63%),四个当量坡长:8m、16m、32m和40m,及五种地表处理:对照、秸秆覆盖和三个PAM覆盖度(40%、60%和80%)。结果表明: 1.覆盖PAM能提高土壤入渗能力,使地表流速大大降低,产流时间推迟,入渗时间增加。且随着PAM覆盖度的增加,入渗率与稳定入渗率也增加。不同PAM覆盖度下的稳定入渗率都随着地面坡度的增加逐渐减小,随着雨强增大稳渗率有增大的趋势。 2.随着坡度的增加,各处理侵蚀产沙量增加,但在25°时侵蚀产沙量反而减小,表明在20~25°之间可能存在一临界坡度。与对照相比,覆盖PAM的侵蚀量显著降低,且侵蚀产沙量随着PAM覆盖度的增加减小。坡度越大,PAM的减沙效果越显著,表现为减沙率越大。3种PAM覆盖度和对照下,降雨强度增大,侵蚀产沙量也增大。 3.坡长对侵蚀产沙的影响与降雨强度密切相关。当雨强较小时,侵蚀产沙量随坡长的增加而变化不大;当雨强较大时,侵蚀含沙量随坡长的增加而急剧增加。当雨强超过某一强度、坡长大于产生细沟的临界坡长时,细沟侵蚀发展,这是坡长影响侵蚀产沙过程的重要方面。PAM覆盖度不同,坡长对侵蚀产沙过程的影响也不同。覆盖PAM后,细沟发育的临界坡长增加,且PAM覆盖度越大,发生细沟侵蚀的临界坡长越长。在坡度较小时,坡长对侵蚀产沙的影响也小,随着坡度的增加,坡长对侵蚀产沙的影响也增加,发生细沟侵蚀的临界坡长减小。 4.提出了一种用细沟在坡面发生的位置和相应的水流特性来直接计算土壤临界抗剪切应力的方法。分析了坡度、PAM覆盖度对土壤临界抗剪切力的影响。结果表明,覆盖PAM使土壤的临界抗剪切应力增加;且临界抗剪切应力随着PAM覆盖度的增加而增加。坡度增加,土壤的临界抗剪切应力减小。
【学位授予单位】:西北农林科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:S157

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