紅壤坡地侵蝕產沙及養(yǎng)分流失模擬研究

目錄
前言
第1章 紅壤坡地開發(fā)利用現狀與水土流失特征 1
1.1 浙江省紅壤坡地開發(fā)利用現狀 1
1.1.1 浙江省紅壤區(qū)的自然條件 1
1.1.2 浙江省紅壤坡地主要開發(fā)利用類型 2
1.1.3 浙江省紅壤坡地土地利用類型的動態(tài)變化 3
1.2 紅壤坡地開發(fā)過程中的水土流失特征 5
1.2.1 紅壤坡地是水土流失發(fā)生的主體 6
1.2.2 紅壤坡地不同土地利用方式的水土流失強度 7
1.2.3 水土流失與土地利用方式動態(tài)變化的耦合性 8
1.2.4 浙江省水土流失特征及成因 9
1.3 紅壤坡地侵蝕產沙及養(yǎng)分流失過程研究的重要性 10
1.3.1 研究意義 10
1.3.2 研究內容 11
1.3.3 研究方法 11
主要參考文獻 12
第2章 試驗設計 13
2.1 降雨裝置和雨強的選擇 13
2.1.1 降雨設備 13
2.1.2 雨強設定 14
2.1.3 降雨均勻度計算 15
2.2 降雨徑流場地的設置 16
2.2.1 野外原位試驗徑流小區(qū)的設計 16
2.2.2 室內人工模擬降雨試驗徑流槽的設計 16
2.3 試驗用土要求 18
2.3.1 徑流槽試驗用土的填充要求 18
2.3.2 試驗用土的主要測試指標 18
2.4 試驗過程和指標測試 19
2.4.1 試驗過程 19
2.4.2 測定指標 19
2.5 本章 小結 20
主要參考文獻 20
第3章 紅壤坡地降雨產流過程模擬 21
3.1 坡地降雨的再分配原理介紹 21
3.2 坡度、植被覆蓋度和雨強正交組合模擬坡面產流過程 22
3.2.1 試驗設計與過程 22
3.2.2 坡面徑流形成的三要素分析 22
3.2.3 徑流量的變化過程 25
3.2.4 結論 30
3.3 坡長和雨強組合模擬試驗條件下的坡面徑流過程 31
3.3.1 試驗設計 31
3.3.2 室內裸坡產流動態(tài)過程的坡長效應 31
3.3.3 雨強和坡長對徑流量的綜合影響 34
3.4 坡長和植被覆蓋度組合模擬試驗條件下的坡面徑流過程 34
3.4.1 試驗設計 34
3.4.2 坡長和覆蓋度對初始產流時間的影響 35
3.4.3 坡長與植被覆蓋度對徑流系數的影響 36
3.4.4 徑流模數變化特征分析 36
3.4.5 結論 37
3.5 林地植被立體覆蓋情況下的產流過程模擬 38
3.5.1 試驗設計 38
3.5.2 室內模擬覆蓋降雨試驗產流時刻 38
3.5.3 室內模擬覆蓋降雨試驗產流過程 39
3.5.4 室內模擬覆蓋降雨試驗產流過程討論 40
3.6 土壤性質對降雨再分配影響的模擬試驗 41
3.6.1 試驗設計 41
3.6.2 坡面徑流與壤中流的產流過程 42
3.6.3 坡面徑流與壤中流的徑流系數 45
3.6.4 坡面徑流與壤中流的分配與徑流模數 46
3.6.5 結論 48
主要參考文獻 48
第4章 典型經濟林紅壤坡地侵蝕產沙及養(yǎng)分流失過程 50
4.1 竹林坡地侵蝕產沙及養(yǎng)分流失過程模擬 50
4.1.1 研究區(qū)概況與試驗設計 51
4.1.2 竹林坡地侵蝕產沙過程分析 52
4.1.3 竹林坡地氮磷流失過程分析 57
4.1.4 不同管理方式竹林坡地徑流的載荷特征分析 63
4.2 柚子林坡地侵蝕產沙過程模擬 68
4.2.1 試驗設計與分析方法 68
4.2.2 柚子林坡地產流過程分析 69
4.2.3 柚子林坡地產沙特征分析 74
4.2.4 不同坡長徑流與輸沙過程研究 78
4.2.5 結論 80
4.3 柿子林坡地侵蝕產沙及養(yǎng)分流失特征及影響因素 80
4.3.1 研究區(qū)域概況材料 80
4.3.2 柿子林坡地的侵蝕產沙的時空分布特征 82
4.3.3 柿子林坡地不同地形部位侵蝕產沙分布特征分析 84
4.3.4 不同林下管理措施對經濟林坡地侵蝕產沙影響分析 85
4.3.5 紅壤丘陵區(qū)經濟林坡地的養(yǎng)分流失規(guī)律 86
4.3.6 不同林下管理措施對經濟林坡地的養(yǎng)分流失的影響分析 89
主要參考文獻 90
第5章 不同土地利用背景下坡地侵蝕產沙過程模擬 92
5.1 坡耕地侵蝕產流產沙過程模擬 92
5.1.1 試驗設計 92
5.1.2 坡耕地產流動態(tài)過程 93
5.1.3 坡耕地侵蝕產沙過程分析 96
5.1.4 不同坡長徑流與輸沙過程研究 100
5.1.5 坡長和雨強對坡面徑流侵蝕產沙過程的綜合影響 104
5.1.6 結論 104
5.2 荒草坡地侵蝕產流產沙過程模擬 105
5.2.1 人工模擬降雨試驗及過程設計 105
5.2.2 產流時刻與雨強及土壤前期含沙量的關系 106
5.2.3 累積徑流量 107
5.2.4 累積產沙量 108
5.2.5 同一坡度、不同雨強的15min累積產沙量趨勢探討 109
5.2.6 泥沙粒徑問題 110
5.2.7 結論 113
5.3 不同土地利用方式長期侵蝕產沙監(jiān)測資料的分析 114
5.3.1 試驗區(qū)概況 114
5.3.2 水土流失監(jiān)測資料數據庫的建立和優(yōu)勢 114
5.3.3 數據分析 116
5.3.4 結論 117
主要參考文獻 118
第6章 紅壤坡地侵蝕產沙過程及影響因素的室內模擬 119
6.1 坡面侵蝕產沙與水力學特征參數關系模擬 120
6.1.1 試驗設計和方法 120
6.1.2 分析要素計算 122
6.1.3 侵蝕產沙與坡面徑流水動力學參數的相關性 123
6.1.4 坡面徑流水動力學參數對侵蝕產沙的影響 124
6.1.5 坡面侵蝕產沙的多要素綜合影響 125
6.1.6 結論 126
6.2 坡面徑流含沙量隨雨強和坡長變化的動態(tài)過程 126
6.2.1 試驗設計和方法 126
6.2.2 含沙量隨雨強和坡長增加的變化特征 127
6.2.3 含沙量過程波動特征 128
6.2.4 影響含沙量變化的水文要素與水力學特征參數 130
6.2.5 結論 131
6.3 坡長和植被覆蓋度對侵蝕產沙過程的影響模擬 132
6.3.1 坡面產流產沙的坡長效應 132
6.3.2 植被覆蓋度對坡面侵蝕產流產沙過程的影響 135
6.3.3 降雨過程中坡面土壤顆粒粗化過程研究 139
6.4 雨強和植被覆蓋度對坡地侵蝕產沙的復合影響 143
6.4.1 試驗設計和方法 143
6.4.2 雨強與植被覆蓋度對產流產沙的影響 143
6.4.3 坡地侵蝕產沙影響因素的權重 145
6.4.4 結論 146
主要參考文獻 147
第7章 侵蝕性紅壤坡地土壤養(yǎng)分流失過程模擬 149
7.1 坡度、雨強和植被覆蓋特征背景下的坡地土壤氮素流失 149
7.1.1 試驗設計及試驗結果 149
7.1.2 各形態(tài)氮在不同生長期內隨徑流的流失特征 151
7.1.3 不同生長期內，場降雨過程中各種氮形態(tài)之間的轉化 154
7.1.4 徑流中不溶態(tài)氮對環(huán)境的影響 156
7.1.5 白菜整個生長周期內氮的流失量 157
7.1.6 結論 158
7.2 坡度、雨強和植被覆蓋特征背景下的坡地土壤磷素流失 158
7.2.1 試驗設計 159
7.2.2 不同生長期內TP流失特征 159
7.2.3 不同生長期內可溶性磷流失特征 160
7.2.4 產沙量及PP的流失特征 162
7.2.5 白菜生長周期內磷素的流失量 164
7.2.6 PP素流失的影響因素 165
7.2.7 結論 168
7.3 坡長和雨強對氮素流失影響的模擬降雨試驗研究 169
7.3.1 試驗設計與過程 169
7.3.2 坡長對各形態(tài)氮素流失濃度的影響 169
7.3.3 雨強對徑流中各形態(tài)氮素流失量的影響 171
7.3.4 徑流量對徑流中各形態(tài)氮素總流失量的影響 173
7.3.5 坡長、雨強、徑流量對各形態(tài)氮素流失的綜合影響 173
7.3.6 結論 175
7.4 植被覆蓋度和坡長對坡地總磷流失影響的模擬 175
7.4.1 試驗設計及方法 176
7.4.2 植被覆蓋對坡地TP流失的影響 177
7.4.3 坡地總磷流失臨界坡長的界定 179
7.4.4 施肥對坡地總磷流失的影響 180
7.4.5 結論 182
主要參考文獻 182
第8章 紅壤坡地侵蝕產沙及養(yǎng)分流失模型及模擬 184
8.1 坡面侵蝕產沙模型的建立 184
8.1.1 試驗設計和方法 185
8.1.2 模型構建 187
8.1.3 模型驗證及模擬 188
8.1.4 結論 189
8.2 坡面土壤養(yǎng)分流失模型的建立和驗證 189
8.2.1 坡度、植被覆蓋度與雨強綜合影響下的氮、磷流失模型 190
8.2.2 坡長、植被覆蓋度與施肥處理綜合影響下的氮磷流失模型 195
8.3 室內試驗數據實際應用的轉換模型 202
8.3.1 室內試驗數據在生產實際應用中存在的問題——轉換系數的提出 202
8.3.2 室內與野外土壤侵蝕產沙模數的換算 203
8.3.3 室內與野外產流模型的修正與轉換 206
8.3.4 結論 208
主要參考文獻 209
第9章 紅壤坡地水力侵蝕的調控及系統(tǒng)優(yōu)化設計 211
9.1 坡面攔沙蓄水措施的多方位優(yōu)化組合 211
9.1.1 坡溝系統(tǒng)攔沙排水措施的優(yōu)化組合 211
9.1.2 不同開發(fā)利用情況下生態(tài)季節(jié)錯位的農林復合措施優(yōu)化設計 212
9.1.3 水土保持生態(tài)措施 213
9.2 經濟林坡地水土與養(yǎng)分流失控制措施優(yōu)化設計 215
9.2.1 經濟林坡地水土保持措施的空間布設 215
9.2.2 經濟林坡地水土保持措施布設的時間設計 216
9.2.3 經濟林坡地土壤侵蝕和養(yǎng)分流失綜合防治 216
9.3 流域水土流失防護體系的設計 217
9.3.1 流域水源地水土流失防護體系 217
9.3.2 山前丘陵坡地水土流失防護體系 217
9.3.3 濱河谷地水土流失防護體系 218
主要參考文獻 218