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《长江科学院》 2011年
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长江上游紫色土坡面径流调控研究

罗惠敏  
【摘要】:针对长江上游紫色土坡耕地量大面广,水土流失严重,严重制约区域特别是山区农村的社会经济可持续发展等问题,通过人工模拟降雨实验研究了紫色土坡面产流产沙过程,建立了紫色土坡面壤中流模型,以虾子岭小流域为例提出了长江上游紫色土坡面径流调控体系。主要结论如下: (1)在实验条件下,紫色土坡面地表累积径流量与实验时间呈幂函数关系,其一般表达形式为: y = mt~n(m、n为系数,t为产流后至实验结束时的时间)。在一定雨强下,壤中流总量随坡度的变化呈先增大后减小的趋势,在10°左右壤中流总量达到最大;在相同坡度条件下,壤中流总量随雨强的变化规律为先增大后减小。 (2)在实验条件下,紫色土坡面累积产沙量随降雨时间的延长而增大,增加速率逐渐减小。相同坡度下,输沙率和含沙量都随雨强的增大而增大。相同雨强下,坡度越大,坡面水流的冲刷能量、搬运泥沙的能力和径流输沙率也越大,但当雨强较大的情况下,各坡度坡面的输沙率变化波动性强。 (3)在实验条件下,地表径流侵蚀产沙过程分为溅蚀阶段、细沟间侵蚀阶段、细沟侵蚀阶段三个过程。产沙量先逐渐增加,出现峰值后,逐渐趋于稳定。壤中流的产生滞后于地表径流,但持续时间长,降雨停止后依然存在,且最后收集到得壤中流中含有大量泥沙。 (4)通过对壤中流形成机理进行分析,以水量平衡和动力学假设为基础,利用数学方法建立了紫色土坡面壤中流模型,并用实验实测数据对其进行了检验,结果表明,所建立的壤中流模型可以较好模拟紫色土坡面壤中流出流过程,结果令人满意。 (5)以虾子岭小流域为例,根据坡面径流调控原则,针对现有坡面径流调控体系存在的问题,提出了坡面径流梯级网络化调控技术体系,通过效益分析证明效果良好。
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