基于水文連通性的黃河下游河岸坡面水土保持功能調(diào)控研究
發(fā)布時間:2020-12-07 01:00
水土流失是當(dāng)今世界面臨的重要生態(tài)環(huán)境問題,其造成的土地肥力降低、河流含沙增加、河水污染等問題嚴(yán)重威脅著環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。河岸植被作為阻止坡面上方來水來沙進入河流的最后一道屏障,在河岸帶水土保持中發(fā)揮著重要作用。因此,本研究在黃河下游河岸緩沖帶上,基于模擬降雨試驗,采用反映地形和植被與水土流失之間耦合關(guān)系的匯流路徑長度(FL)指數(shù)表征河岸坡面的潛在水土流失可能,開展黃河下游河岸坡面的水土保持功能調(diào)控研究。首先,基于模擬降雨試驗,分析不同降雨強度(54 mm/h和90 mm/h)、坡度(5°、10°、15°和20°)和植被蓋度(0%、15%和30%)下坡面產(chǎn)流產(chǎn)沙特征;其次,運用匯流路徑長度指數(shù)分析水文連通性對坡度和植被蓋度的響應(yīng);再次,在模擬降雨試驗以及匯流路徑長度指數(shù)的基礎(chǔ)上探究產(chǎn)流產(chǎn)沙與坡面水文連通性的關(guān)系;最后,基于匯流路徑長度指數(shù)分析模擬植被格局的水土保持能力,構(gòu)建研究區(qū)最優(yōu)植被格局,為河岸帶水土保持功能提供調(diào)控策略。主要結(jié)論如下:(1)54 mm/h和90 mm/h雨強下,不同植被蓋度對徑流流速均有減緩作用,而90 mm/h雨強下30%蓋度的減緩作用更為明顯;徑流總量和徑流深變...
【文章來源】:河南大學(xué)河南省
【文章頁數(shù)】:101 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
研究區(qū)位置和試驗小區(qū)Fig.2-1Locationofthestudyareaandexperimentplot
221.604.50 27.09 79.181.575.69 37.55 97.191.556.08 33.75 70.201.597.30 36.38 73.前期準(zhǔn)備雨量。根據(jù)試驗設(shè)計,對 54mm/h 和 90mm/h 降雨量進行空地上架設(shè)模擬降雨器(JLC-RY1),在模擬降雨器正下方定小區(qū)(1m×3m);之后通過調(diào)節(jié)控制箱降雨強度按鈕進監(jiān)測整個標(biāo)定小區(qū)的降雨量,將 6 個雨量筒分 3 組分別布 3-1),最后根據(jù) 6 個雨量筒平均值確定本次降雨量。此過試驗設(shè)計要求(誤差控制在 0.5%之內(nèi)),然后記下 54 mm降雨強度按鈕數(shù)值(圖 3-2c),供試驗時所用。
在降雨模擬器四周的三側(cè)用防風(fēng)布進行圍合,只保留下風(fēng)向或垂直風(fēng)向一側(cè)進行觀察(圖3-2a,3-2b)。(3)檢查降雨設(shè)備。為避免降雨過程中水流和氣壓泄露影響整個試驗,對整個設(shè)備的所有水流管道接口用生膠帶密封。試驗過程中為減少河水泥沙含量對侵蝕產(chǎn)沙的影響、避免河水泥沙堵塞降雨噴頭,試驗用水采用地下水(由供水水塔從地下抽水至儲水箱)。3.1.3 試驗過程階段本試驗采用下噴式模擬降雨器模擬降雨,降雨面積 1.75 m×3.5 m,降雨高度 2 m,降雨均勻程度 85%以上。儀器經(jīng)校正后,分別將設(shè)置的大(90 mm/h)、。54 mm/h)兩個降雨強度依次在不同坡度和植被蓋度的坡面上進行試驗。為保證試驗小區(qū)初始條件一致,試驗前用撒水器對小區(qū)撒水,撒水量控制在土壤表面出現(xiàn)飽和含水層但又沒有發(fā)生產(chǎn)流;試驗過程中接入穩(wěn)壓器(SY-3000VA)穩(wěn)定電壓至 220V 使水泵輸出功率穩(wěn)定以保證降雨穩(wěn)定(備用發(fā)電機
【參考文獻】:
期刊論文
[1]坡度和植被蓋度對河岸坡面侵蝕產(chǎn)沙特征的影響[J]. 曹梓豪,趙清賀,丁圣彥,張祎帆,劉璞,吳長松,卞子亓. 自然資源學(xué)報. 2017(11)
[2]水文連通性研究進展[J]. 高常軍,高曉翠,賈朋. 應(yīng)用與環(huán)境生物學(xué)報. 2017(03)
[3]不同植被覆蓋度對紫色土坡面侵蝕過程的影響[J]. 戴金梅,查軒,黃少燕,陳世發(fā),翟少華,王麗園,劉川. 水土保持學(xué)報. 2017(03)
[4]坡度和植被蓋度對粉砂質(zhì)河岸帶坡面流侵蝕水動力特征的影響[J]. 張祎帆,趙清賀,丁圣彥,曹梓豪,劉璞,吳長松,卞子亓. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報. 2017(08)
[5]不同雨強及坡度對華南紅壤侵蝕過程的影響[J]. 梁志權(quán),張思毅,卓慕寧,謝真越,廖義善,李定強. 水土保持通報. 2017(02)
[6]植被格局對侵蝕產(chǎn)沙影響的研究評述[J]. 秦偉,曹文洪,郭乾坤,于洋,殷哲. 生態(tài)學(xué)報. 2017(14)
[7]黃河中下游河岸緩沖帶土壤粒徑分形特征[J]. 趙清賀,盧訓(xùn)令,湯茜,張祎帆,劉璞. 中國水土保持科學(xué). 2016(05)
[8]北江干流河岸帶不同植被類型土壤粒徑分形特征[J]. 高傳友,趙清賀,劉倩. 水土保持研究. 2016(03)
[9]坡度對侵蝕產(chǎn)沙及其粒徑分布的影響[J]. 張怡,丁迎盈,王大安,譚詩,楊揚,劉寶元. 水土保持學(xué)報. 2015(06)
[10]不同類型人類活動干擾對河岸帶外來植物群落的影響——以北京永定河為例[J]. 修晨,鄭華,歐陽志云. 生態(tài)學(xué)報. 2016(15)
博士論文
[1]延河流域景觀格局與水文過程耦合分析[D]. 周自翔.陜西師范大學(xué) 2014
[2]黃河流域河南段不同環(huán)境梯度下的植物多樣性及其動態(tài)研究[D]. 廖秉華.河南大學(xué) 2013
[3]丘陵溝壑區(qū)小流域植被景觀格局與典型生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性關(guān)系[D]. 許曉波.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2008
[4]黃土地區(qū)流域森林植被格局對侵蝕產(chǎn)沙過程的調(diào)控研究[D]. 秦富倉.北京林業(yè)大學(xué) 2006
碩士論文
[1]耦合格局與過程的河岸植被緩沖帶水土保持功能調(diào)控研究[D]. 徐珊珊.河南大學(xué) 2017
[2]基于“源—匯”模型的植被緩沖帶構(gòu)建技術(shù)研究[D]. 曾毅.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2014
[3]北京潮白河上游流域河岸植被緩沖帶研究[D]. 張廣分.北京林業(yè)大學(xué) 2011
[4]中牟縣生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀與生態(tài)縣建設(shè)戰(zhàn)略研究[D]. 常介田.河南農(nóng)業(yè)大學(xué) 2010
[5]濕地生態(tài)系統(tǒng)水文連接度研究[D]. 趙賢豹.南京水利科學(xué)研究院 2008
[6]山西沁河源頭河岸植被帶建設(shè)、評價及設(shè)計[D]. 王惠.北京林業(yè)大學(xué) 2008
[7]人工模擬降雨條件下紫色土土壤可蝕性研究[D]. 蔣光毅.西南大學(xué) 2006
[8]坡面植被格局對水土流失影響的實驗研究[D]. 沈中原.西安理工大學(xué) 2006
本文編號:2902324
【文章來源】:河南大學(xué)河南省
【文章頁數(shù)】:101 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
研究區(qū)位置和試驗小區(qū)Fig.2-1Locationofthestudyareaandexperimentplot
221.604.50 27.09 79.181.575.69 37.55 97.191.556.08 33.75 70.201.597.30 36.38 73.前期準(zhǔn)備雨量。根據(jù)試驗設(shè)計,對 54mm/h 和 90mm/h 降雨量進行空地上架設(shè)模擬降雨器(JLC-RY1),在模擬降雨器正下方定小區(qū)(1m×3m);之后通過調(diào)節(jié)控制箱降雨強度按鈕進監(jiān)測整個標(biāo)定小區(qū)的降雨量,將 6 個雨量筒分 3 組分別布 3-1),最后根據(jù) 6 個雨量筒平均值確定本次降雨量。此過試驗設(shè)計要求(誤差控制在 0.5%之內(nèi)),然后記下 54 mm降雨強度按鈕數(shù)值(圖 3-2c),供試驗時所用。
在降雨模擬器四周的三側(cè)用防風(fēng)布進行圍合,只保留下風(fēng)向或垂直風(fēng)向一側(cè)進行觀察(圖3-2a,3-2b)。(3)檢查降雨設(shè)備。為避免降雨過程中水流和氣壓泄露影響整個試驗,對整個設(shè)備的所有水流管道接口用生膠帶密封。試驗過程中為減少河水泥沙含量對侵蝕產(chǎn)沙的影響、避免河水泥沙堵塞降雨噴頭,試驗用水采用地下水(由供水水塔從地下抽水至儲水箱)。3.1.3 試驗過程階段本試驗采用下噴式模擬降雨器模擬降雨,降雨面積 1.75 m×3.5 m,降雨高度 2 m,降雨均勻程度 85%以上。儀器經(jīng)校正后,分別將設(shè)置的大(90 mm/h)、。54 mm/h)兩個降雨強度依次在不同坡度和植被蓋度的坡面上進行試驗。為保證試驗小區(qū)初始條件一致,試驗前用撒水器對小區(qū)撒水,撒水量控制在土壤表面出現(xiàn)飽和含水層但又沒有發(fā)生產(chǎn)流;試驗過程中接入穩(wěn)壓器(SY-3000VA)穩(wěn)定電壓至 220V 使水泵輸出功率穩(wěn)定以保證降雨穩(wěn)定(備用發(fā)電機
【參考文獻】:
期刊論文
[1]坡度和植被蓋度對河岸坡面侵蝕產(chǎn)沙特征的影響[J]. 曹梓豪,趙清賀,丁圣彥,張祎帆,劉璞,吳長松,卞子亓. 自然資源學(xué)報. 2017(11)
[2]水文連通性研究進展[J]. 高常軍,高曉翠,賈朋. 應(yīng)用與環(huán)境生物學(xué)報. 2017(03)
[3]不同植被覆蓋度對紫色土坡面侵蝕過程的影響[J]. 戴金梅,查軒,黃少燕,陳世發(fā),翟少華,王麗園,劉川. 水土保持學(xué)報. 2017(03)
[4]坡度和植被蓋度對粉砂質(zhì)河岸帶坡面流侵蝕水動力特征的影響[J]. 張祎帆,趙清賀,丁圣彥,曹梓豪,劉璞,吳長松,卞子亓. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報. 2017(08)
[5]不同雨強及坡度對華南紅壤侵蝕過程的影響[J]. 梁志權(quán),張思毅,卓慕寧,謝真越,廖義善,李定強. 水土保持通報. 2017(02)
[6]植被格局對侵蝕產(chǎn)沙影響的研究評述[J]. 秦偉,曹文洪,郭乾坤,于洋,殷哲. 生態(tài)學(xué)報. 2017(14)
[7]黃河中下游河岸緩沖帶土壤粒徑分形特征[J]. 趙清賀,盧訓(xùn)令,湯茜,張祎帆,劉璞. 中國水土保持科學(xué). 2016(05)
[8]北江干流河岸帶不同植被類型土壤粒徑分形特征[J]. 高傳友,趙清賀,劉倩. 水土保持研究. 2016(03)
[9]坡度對侵蝕產(chǎn)沙及其粒徑分布的影響[J]. 張怡,丁迎盈,王大安,譚詩,楊揚,劉寶元. 水土保持學(xué)報. 2015(06)
[10]不同類型人類活動干擾對河岸帶外來植物群落的影響——以北京永定河為例[J]. 修晨,鄭華,歐陽志云. 生態(tài)學(xué)報. 2016(15)
博士論文
[1]延河流域景觀格局與水文過程耦合分析[D]. 周自翔.陜西師范大學(xué) 2014
[2]黃河流域河南段不同環(huán)境梯度下的植物多樣性及其動態(tài)研究[D]. 廖秉華.河南大學(xué) 2013
[3]丘陵溝壑區(qū)小流域植被景觀格局與典型生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性關(guān)系[D]. 許曉波.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2008
[4]黃土地區(qū)流域森林植被格局對侵蝕產(chǎn)沙過程的調(diào)控研究[D]. 秦富倉.北京林業(yè)大學(xué) 2006
碩士論文
[1]耦合格局與過程的河岸植被緩沖帶水土保持功能調(diào)控研究[D]. 徐珊珊.河南大學(xué) 2017
[2]基于“源—匯”模型的植被緩沖帶構(gòu)建技術(shù)研究[D]. 曾毅.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2014
[3]北京潮白河上游流域河岸植被緩沖帶研究[D]. 張廣分.北京林業(yè)大學(xué) 2011
[4]中牟縣生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀與生態(tài)縣建設(shè)戰(zhàn)略研究[D]. 常介田.河南農(nóng)業(yè)大學(xué) 2010
[5]濕地生態(tài)系統(tǒng)水文連接度研究[D]. 趙賢豹.南京水利科學(xué)研究院 2008
[6]山西沁河源頭河岸植被帶建設(shè)、評價及設(shè)計[D]. 王惠.北京林業(yè)大學(xué) 2008
[7]人工模擬降雨條件下紫色土土壤可蝕性研究[D]. 蔣光毅.西南大學(xué) 2006
[8]坡面植被格局對水土流失影響的實驗研究[D]. 沈中原.西安理工大學(xué) 2006
本文編號:2902324
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