降雨-徑流作用下紅壤坡面侵蝕過程及溶質(zhì)遷移特征.pdf

1、南方紅壤丘陵區(qū)氣候溫和，雨量豐富，是我國(guó)水熱條件較好、占地面積較大，是我國(guó)重要的糧食生產(chǎn)區(qū)，對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展起關(guān)鍵性作用。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，過度的人為活動(dòng)使該區(qū)森林和地表植被大面積破壞，加之該區(qū)地形復(fù)雜，降雨強(qiáng)度大且集中，水土流失比較嚴(yán)重，致使該區(qū)土層薄化，巖石裸露，耕地面積銳減，耕地質(zhì)量下降，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)全面衰退。同時(shí)土壤中大量的農(nóng)藥和養(yǎng)分隨著徑流泥沙流入河流、湖泊、水庫(kù)等，使水體受到嚴(yán)重污染。因此，開展南方紅壤區(qū)土壤侵蝕機(jī)理及養(yǎng)分遷移機(jī)制

2、研究，保護(hù)紅壤資源迫在眉睫。本研究結(jié)果可為紅壤區(qū)防治水土流失、改善生態(tài)環(huán)境及發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供依據(jù)。
　　本文基于室內(nèi)模擬降雨試驗(yàn)和徑流沖刷試驗(yàn)相結(jié)合的研究方法，選擇非吸附性Br-作為示蹤劑，研究了雨滴打擊、徑流沖刷、降雨-徑流組合作用這三種侵蝕動(dòng)力下坡面紅壤侵蝕過程和養(yǎng)分遷移規(guī)律，評(píng)價(jià)了降雨-徑流不同作用機(jī)制對(duì)坡面產(chǎn)流產(chǎn)沙的影響，揭示了坡面產(chǎn)流產(chǎn)沙的水動(dòng)力學(xué)機(jī)理及坡面徑流溶質(zhì)溴的遷移機(jī)制，闡明了坡面土壤侵蝕過程及溶質(zhì)遷移特征。主要

3、結(jié)論如下:
　　(1)雨滴打擊對(duì)坡面侵蝕過程及溶質(zhì)流失的影響
　　模擬降雨條件下，雨強(qiáng)對(duì)坡面產(chǎn)流產(chǎn)沙速率影響顯著，雨強(qiáng)越大，產(chǎn)流、產(chǎn)沙速率越大。產(chǎn)流、產(chǎn)沙速率和徑流含沙量隨降雨時(shí)間的持續(xù)呈現(xiàn)階段性變化趨勢(shì)，其中累計(jì)徑流量和累計(jì)泥沙量均與產(chǎn)流歷時(shí)呈較好的線性關(guān)系，累計(jì)徑流量與累計(jì)泥沙量之間呈現(xiàn)顯著的冪函數(shù)相關(guān)關(guān)系;產(chǎn)流初始6min是徑流溶質(zhì)流失的主要階段，相同降雨歷時(shí)下徑流溶質(zhì)Br-流失量表現(xiàn)為:120 mm/h＞90 mm/

4、h＞60 mm/h。
　　(2)徑流沖刷對(duì)坡面侵蝕過程及溶質(zhì)流失的影響
　　模擬徑流沖刷條件下，不同流量下坡面侵蝕產(chǎn)沙呈現(xiàn)不同的變化趨勢(shì)，其中低流量下(10 L/min)侵蝕泥沙變化平緩，高流量下(15 L/min、20 L/min)侵蝕泥沙主要集中在最初5min。溶質(zhì)流失主要集中在最初5min，占總量的40％以上。累計(jì)徑流量與產(chǎn)流歷時(shí)呈現(xiàn)顯著的正線性相關(guān)關(guān)系，累計(jì)泥沙量與產(chǎn)流歷時(shí)、累計(jì)徑流量間均呈現(xiàn)冪函數(shù)關(guān)系;徑流溶質(zhì)Br

5、-濃度隨產(chǎn)流歷時(shí)呈現(xiàn)冪函數(shù)遞減規(guī)律。
　　(3)降雨-徑流共同作用對(duì)坡面侵蝕過程及溶質(zhì)流失的影響
　　降雨和放水沖刷共同作用下，降雨強(qiáng)度和上方來(lái)水流量對(duì)產(chǎn)流產(chǎn)沙動(dòng)態(tài)變化曲線影響較小，產(chǎn)流產(chǎn)沙速率隨產(chǎn)流時(shí)間總體呈減小趨勢(shì)，產(chǎn)沙速率衰減速度比產(chǎn)流速率快。累計(jì)徑流量與產(chǎn)流歷時(shí)呈線性關(guān)系，而累計(jì)泥沙量與產(chǎn)流歷時(shí)、累計(jì)徑流量間呈冪函數(shù)關(guān)系。徑流溶質(zhì)Br-濃度與產(chǎn)流時(shí)間呈冪函數(shù)關(guān)系。
　　降雨-徑流共同作用下，坡面水流流態(tài)主要以紊