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《西北农林科技大学》 2003年
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黄土高原沟壑区小流域水文性质的空间变异性

何福红  
【摘要】: 黄土高原沟壑区地形地貌复杂,小流域水文性质空间变异性大,正确认识和了解流域水文性质的空间变异性对黄土高原农业生产和退化生态系统植被恢复与重建有重要意义。为此,本文以黄土高原沟壑区典型小流域—王东沟为研究对象,通过大量的野外测定和室内分析,系统研究了流域土壤容重、土壤饱和含水量、田间持水量、萎蔫湿度、土壤入渗性能、土壤含水量和蒸散量的空间变异性,以期为该区农业生产、植被恢复和土地合理利用等提供科学的依据,同时为建立基于数字高程模型(DTM)为基础的流域水文模型积累基础资料。结果表明: 1.受地形地貌和土地利用等因素的综合影响,土壤物理性质在流域尺度内存在显著的空间变异,饱和含水量的空间变异性最大,土壤萎蔫湿度和土壤容重居中,田间持水量空间变异最小。在地貌上,土壤容重呈现出塬面>梁顶>沟坡>梁坡,饱和含水量呈现出塬面<沟坡<梁顶<梁坡,田间持水量和萎蔫湿度均呈现出沟坡>梁顶>塬面>梁坡的趋势。在地形上,土壤物理性质具有明显的垂直分布规律,阴坡除土壤容重外,饱和含水量、田间持水量和萎蔫湿度均大于阳坡;同一坡度和坡向下,容重从坡下向坡上递增,饱和含水量、田间持水量和萎蔫湿度均从坡下向坡上递减。不同土地利用类型土壤物理性质也存在显著差异,容重以农地亚表层和草地较大,林地较小;饱和含水量和田间持水量以林地较大,农地亚表层和草地较小;萎蔫湿度则以林地较大,农地和果园地较小。 2.受土地利用和地貌的综合影响,土壤初始入渗率、稳定入渗率和前30min累积入渗量在流域尺度内呈中等变异性,均服从于正态分布。并依据土壤稳定入渗率将流域的土壤入渗特性分为4级。 3.受地形地貌、土地利用和时间等因素的综合作用,土壤含水量在流域尺度内具有较大的时空变异性。一般规律是:旱季之后,土壤含水量表现为沟坡>梁顶>塬面>梁坡;雨季之后,土壤含水量表现为沟坡>塬面>梁顶>梁坡。在坡面,随着坡度的增加,土壤含水量逐渐降低;阴坡的土壤含水量高于阳坡;而在同一坡度和坡向,土壤含水量从坡底向坡顶递减。在王东沟小流域内,土壤干层已成为一个普遍存在的水分现象。 4.受地形地貌和土地利用等因素的综合作用,蒸散量在流域尺度内具有较大的空间变异性。在地貌上,全年总蒸散量在流域尺度内呈现出塬面>梁顶>梁坡>沟坡的趋势。在地形上,蒸散量也具有明显的垂直分布规律,随着坡度的增加,蒸散量逐渐减少;阳坡的蒸散量大于阴坡;而在同一坡度和坡向,蒸散量从坡底向坡顶递增。同一地形不同土地利用蒸散量也具有较大差异,果园的蒸散量最大,林地大于农地,草地蒸散量最小。 5.根据黄土高原沟壑区小流域水文性质的空间变化特点,初步探讨了王东沟小流域土地利用和植被建设的三层立体模式,并指出在黄土高原沟壑区植被恢复和重建的过程中,林草植被恢复应以沟谷为先的原则。
【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】:2003
【分类号】:S159

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