【摘要】：土壤侵蝕由雨滴擊濺和徑流沖刷引起的土壤顆粒分離、輸移和沉積三個相互制約、相互影響的過程組成。侵蝕過程中泥沙顆粒攜帶的污染物質(zhì),如化肥、農(nóng)藥、殺蟲劑等物質(zhì),對侵蝕區(qū)域的生態(tài)環(huán)境具有重要影響。侵蝕泥沙顆粒的研究有助于加深對侵蝕過程的理解,為侵蝕預(yù)報模型的建立提供理論基礎(chǔ),還可揭示土壤侵蝕的內(nèi)在規(guī)律,指導(dǎo)水土保持規(guī)劃設(shè)計與水土保持措施配置。本文以黃土高原兩種典型土壤,長武黑壚土和綏德黃綿土為研究對象,設(shè)置模擬降雨強度為90 mm/h,坡長為5m,坡度分別為10°、15°、20°、25°,通過模擬降雨試驗與傳統(tǒng)的坡面侵蝕過程監(jiān)測法、激光粒度分析方法相結(jié)合,闡述了降雨驅(qū)動下侵蝕過程中侵蝕泥沙顆粒分布特征、分選規(guī)律及其搬運機制。取得的主要結(jié)論如下:(1)在相同降雨條件下,長武黑壚土的產(chǎn)流時間比綏德黃綿土的時間要短,但是長武黑壚土的徑流量、泥沙濃度、土壤侵蝕率均高于綏德黃綿土。不同坡度下,兩種土壤的產(chǎn)流時間、徑流量表現(xiàn)出極顯著差異(p0.01)。兩種土壤的徑流量隨時間變化規(guī)律為:在降雨開始的幾分鐘內(nèi),徑流量逐步增加,隨著降雨的進行,徑流量達到平穩(wěn)的狀態(tài)。而泥沙濃度隨時間變化規(guī)律為:產(chǎn)流開始后,泥沙濃度從最大值迅速下降,然后保持一個相對穩(wěn)定的狀態(tài)。(2)長武黑壚土侵蝕泥沙顆粒主要由粉粒(0.002 mm-0.05 mm)組成,其含量占整個泥沙侵蝕量的60%-65%。綏德黃綿土侵蝕泥沙顆粒的主要組成部分為粗粉粒(0.02 mm-0.05 mm)和細砂粒(0.05 mm-0.25 mm),其含量占泥沙組成的65%-70%。黑壚土侵蝕泥沙顆粒中粘粒的平均含量為16.4%,而黃綿土侵蝕泥沙顆粒中粘粒的平均含量為9.9%。黑壚土侵蝕泥沙顆粒中粉粒的含量在降雨過程中,變化較小,而黃綿土侵蝕泥沙顆粒中粉粒的含量在降雨初期,逐步增加而達到相對穩(wěn)定的狀態(tài)。兩種土壤侵蝕泥沙顆粒中砂粒的含量逐漸下降,然后到達一個穩(wěn)定的狀態(tài)。(3)兩種土壤侵蝕泥沙顆粒中粉粒的團聚率接近1,表明其以原始土壤的形式被搬運,而砂粒的團聚率均大于1,表明其以原始顆粒的形式被搬運。黑壚土和黃綿土侵蝕泥沙顆粒中粘粒的富集率均小于1,說明粘粒發(fā)生了分散,大多數(shù)粘粒以團聚體的形式被侵蝕;而砂粒的富集率大于1,說明在侵蝕過程中砂粒發(fā)生富集,而粉粒在侵蝕過程中沒有發(fā)生明顯變化,與原始土壤組成一致。兩種土壤侵蝕泥沙顆粒呈現(xiàn)出相同的規(guī)律:隨著降雨的進行,最終侵蝕泥沙顆粒組成和原始土壤的泥沙顆粒組成一致。(4)長武黑壚土侵蝕泥沙顆粒出現(xiàn)雙峰分布,其中一個峰值的粒級為小于0.02mm粒級的細顆粒,另一個峰值為大于0.100 mm的較粗顆粒。但是綏德黃綿土侵蝕泥沙顆粒分布中,質(zhì)量分數(shù)最高的為小于0.09 mm粒級的顆粒,其他粒級的侵蝕泥沙顆粒的質(zhì)量分數(shù)隨粒徑的增大而降低。長武黑壚土侵蝕泥沙顆粒呈現(xiàn)雙峰分布,主要由于懸移-躍移質(zhì)和接觸質(zhì)兩種不同搬運方式對侵蝕顆粒的大小的響應(yīng)所造成的。綏德黃綿土中,懸移-躍移質(zhì)是主要的搬運機制,并且隨著侵蝕泥沙顆粒的變粗,搬運效率降低,表明侵蝕泥沙顆粒的分布和搬運可能與土壤類型密切相關(guān)。
【圖文】：

圖 1 泥沙顆粒大小與搬運機理的關(guān)系ypothetical diagram reflecting the effects of suspension-saltation and bed load mectransporting of various size classes of soil particles.的土壤侵蝕量是懸移質(zhì)、躍移質(zhì)、推移質(zhì)三者的總和，這三類侵蝕率被分離和搬運。懸移質(zhì)-躍移質(zhì)的相對重要性隨著徑流功率的增加隨著徑流功率的增加而變得重要（Asadi et al 2011；Shi et al 2012）。發(fā)現(xiàn)在較低的徑流功率下，懸移-躍移是唯一的搬運機制，主要影搬運，但是隨著徑流功率的增加，包括懸移質(zhì)-推移質(zhì)的搬運機制逐強了大顆粒的泥沙或團聚體的搬運。當超過臨界徑流功率時，推移顯現(xiàn)，侵蝕泥沙顆粒的搬運機制與徑流功率和土壤類型相關(guān)（As竟多大的侵蝕泥沙顆粒粒徑具有這三種搬運方式（懸移、躍移、推移79）指出侵蝕泥沙顆粒被分成懸移質(zhì)、躍移質(zhì)和接觸質(zhì)，每種方式

降雨驅(qū)動下侵蝕泥沙顆粒分選特征及搬運機制的侵蝕泥沙顆粒含量，分析降雨驅(qū)動下分散前的侵蝕泥沙顆粒分布；（3）降雨驅(qū)動下的坡面侵蝕泥沙顆粒分選特性和搬運規(guī)律研究降雨驅(qū)動下，坡面侵蝕過程不同粒級侵蝕泥沙顆粒的團聚率和富集率，分析坡面侵蝕過程中，泥沙顆粒的分選特性；利用侵蝕泥沙顆粒和土壤團粒累計分布曲線劃分侵蝕泥沙顆粒的懸移質(zhì)、躍移質(zhì)和接觸質(zhì)的粒徑分界線，研究坡面侵蝕中侵蝕泥沙顆粒的搬運機制。1.3.2 技術(shù)路線
【學(xué)位授予單位】：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：S157

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前7條

1 程琴娟,蔡強國,李家永;表土結(jié)皮發(fā)育過程及其侵蝕響應(yīng)研究進展[J];地理科學(xué)進展;2005年04期

2 劉華榮;龍忠富;鄧蓉;盧敏;李洪曙;孟軍江;;百喜草在退耕坡地種植中的水土保持效應(yīng)及養(yǎng)羊效果[J];貴州農(nóng)業(yè)科學(xué);2012年07期

3 楊勤科,焦鋒,雷會珠;論黃土高原山川秀美建設(shè)[J];水土保持研究;2000年02期

4 吳普特;周佩華;;坡面薄層水流流動型態(tài)與侵蝕搬運方式的研究[J];水土保持學(xué)報;1992年01期

5 黃麗,張光遠,丁樹文,蔡崇法,蔡強國;侵蝕紫色土土壤顆粒流失的研究[J];土壤侵蝕與水土保持學(xué)報;1999年01期

6 李占斌;朱冰冰;李鵬;;土壤侵蝕與水土保持研究進展[J];土壤學(xué)報;2008年05期

7 吳鳳至;史志華;岳本江;王玲;;坡面侵蝕過程中泥沙顆粒特性研究[J];土壤學(xué)報;2012年06期

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本文編號：2535392