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《西北农林科技大学》 2007年
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不同近地表水文条件下紫色土坡耕地土壤侵蚀过程研究

王志刚  
【摘要】: 紫色土是长江泥沙的重要来源,研究紫色土土壤侵蚀过程对长江流域农业发展和水利工程建设具有重要的意义。本文通过人工模拟降雨试验,研究了不同坡度降雨和近地表水文条件下,紫色土坡面侵蚀过程及坡面水流的水力学特性,主要结果如下: (1)紫色土坡面开始产流的时刻随雨强和坡度增大而提前。从开始产流时刻起,径流速率逐渐增加并达到相对稳定,产流过程可以分为两个阶段:不稳定产流阶段和稳定产流阶段。不稳定产流阶段的径流量受降雨强度和坡面对降雨截流、下渗作用的影响,稳定产流阶段流量主要与降雨强度有关。当土壤水分达到饱和或者存在壤中流的情况下,不稳定产流阶段不明显。相同的降雨强度和坡度条件下,壤中流情况下产流最早,降雨开始即产流,土壤水分饱和时次之,水分自由下渗最晚。同一坡度和近地表水文条件下,径流量随雨强增大而增大;同一雨强和近地表水文条件下,径流量随坡度增加呈现先增大而后减小的趋势。同一坡度和雨强下,壤中流情况下径流量最大,土壤饱和情况下次之,自由下渗时最小。 (2)从开始产流起,紫色土坡面土壤侵蚀速率随着产流速率的增大而迅速增加,当进入稳定产流阶段后,土壤侵蚀速率又呈现出缓慢下降的趋势。同一坡度和近地表水文条件下,平均侵蚀率是随雨强的增大而增加。同一雨强和近地表水文条件下,平均侵蚀速率随坡度的增大而增加,并存在一坡度,大于该坡度后,侵蚀速率迅速增加,这一坡度随雨强和土壤含水率的增加而减小。相同的雨强和坡度下,壤中流时径流量最大,土壤饱和时次之,自由下渗时最小。 (3)近地表水文状态对土壤侵蚀的影响要高于对坡面径流的影响。在土壤自由下渗时降雨对侵蚀的影响最小,土壤饱和时居中、壤中流时最大,恰好与降雨对径流的影响相反。近地表水文条件可以影响土壤抗蚀性,随着土壤含水量增加,尤其当出现壤中流情况下,土壤抗蚀性下降。 (4)坡度、降雨和近地表水文条件对土壤侵蚀具有交互作用。坡度越大坡面土壤越容易丧失稳定性,较大的降雨和土壤含水量加剧了这一趋势,使坡度对土壤侵蚀的影响显著增加。 (5)坡面薄层水流的雷诺数在22.31~71.63之间,属于层流;弗罗得数大多小于1,水流属于缓流。雷诺数随雨强、径流、泥沙和流速的增加而增大,径流量对雷诺数的影响最为显著。弗罗得数随坡度、径流、泥沙和流速的增加而增大,坡度对弗罗得数的影响最为显著。坡度、雨强、径流对阻力系数影响显著,阻力系数随坡度的增加而增大,随雨强、径流的增加而减小。流速与坡度、雨强、径流、泥沙之间有极显著的正相关关系,同一流量下,坡度越大流速越大。近地表水文条件对水力学参数有着显著的影响,相同的坡度与雨强条件下,在近地表水文条件由自由下渗变为土壤水分饱和再变为壤中流的过程中,流速、雷诺数、弗罗德数增加,阻力系数减小。
【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】:2007
【分类号】:S157.3

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【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
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【参考文献】
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【同被引文献】
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