降雨強度、坡度和植被覆蓋度對紫色土坡面水文過程的影響.pdf

1、紫色土作為三峽庫區(qū)主要耕作土壤，其土質(zhì)地松軟，結(jié)構(gòu)松散，抗蝕性差，水土流失十分嚴(yán)重。伴隨著劇烈的土壤侵蝕的發(fā)生，庫區(qū)耕地表層土壤養(yǎng)分大量流失，造成土地生產(chǎn)力的下降。本研究以紫色土為試供土壤，進(jìn)行人工模擬降雨（有植被覆蓋和裸露坡面以及降雨截留試驗）和雙環(huán)入滲試驗，研究了不同降雨強度（0.38、0.55、0.75、0.93、1.1mm/min）、坡度（5°、10°、15°、20°）和植被覆蓋度對紫色土坡面水文過程的影響，同時探討了坡面水量平

2、衡關(guān)系。主要結(jié)論如下：
　?。?）無壤中流和有壤中流情況下，坡面降雨形成的產(chǎn)流過程都大多數(shù)呈對數(shù)變化，少量場次降雨的呈多項式變化，具有較強的相關(guān)性，呈現(xiàn)出相關(guān)系數(shù) r2大致都隨降雨強度的增加而減小，表明降雨強度越大，其產(chǎn)流過程波動較大，產(chǎn)流過程越復(fù)雜，并且有壤中流的地表產(chǎn)流過程關(guān)系式的相關(guān)系數(shù)都較對應(yīng)的無壤中流地表產(chǎn)流過程關(guān)系式的相關(guān)系數(shù)??；有壤中流組和無壤中流組的地表穩(wěn)定產(chǎn)流量與降雨強度呈線性增長關(guān)系，在坡度和降雨強度相同的情況

3、下，壤中流組地表穩(wěn)定產(chǎn)流量都較無壤中流組的小，另外，無壤中流組擬合的地表穩(wěn)定產(chǎn)流量與降雨強度線性關(guān)系式的斜率相對壤中流組的較大，且壤中流組的相關(guān)系數(shù)較無壤中流組的小。無論有無壤中流，其入滲強度都是逐漸減小，趨近穩(wěn)定，并且大致呈對數(shù)變化。無壤中流情況下，穩(wěn)定入滲強度與降雨強度關(guān)系不明顯；壤中流情況下，穩(wěn)定入滲強度隨降雨強度增加而增大。
　　（2）坡面產(chǎn)流只有坡度和降雨強度的影響下，其過程呈現(xiàn)對數(shù)或多項式變化。無壤中流組，在相對較小降

4、雨強度下，坡面產(chǎn)流過程變化幅度隨著坡度的增大而逐漸減小，在相對較大降雨強度下，坡面地表產(chǎn)流量隨產(chǎn)流時間大多都呈3次曲線變化，產(chǎn)流過程相對較復(fù)雜，但大致呈現(xiàn)隨坡度的增大，產(chǎn)流過程變化幅度逐漸減??；壤中流組，相對較小降雨強度下，坡面產(chǎn)流過程變化幅度隨著坡度的增大而逐漸增大，過程越復(fù)雜；在相對較大降雨強度下，坡度影響坡面產(chǎn)流過程的變化無明顯規(guī)律。地表穩(wěn)定產(chǎn)流量與坡度的余弦值 cos（θ）呈2次曲線關(guān)系（壤中流組，降雨強度為0.55mm/min

5、時呈線性關(guān)系）。穩(wěn)定入滲率與坡度的余弦值呈指數(shù)關(guān)系，其關(guān)系式為y=1.1392 cos（θ）1.9251，r2=0.9364，土壤穩(wěn)定入滲速率隨坡度增加逐漸減小。
　?。?）其他條件不變，無壤中流組穩(wěn)定地表徑流量不隨植被覆蓋度的增加發(fā)生變化，而壤中流組穩(wěn)定地表徑流量與植被覆蓋度呈二次線性關(guān)系，穩(wěn)定地表徑流量隨植被覆蓋度的增加而減少；不透水層壤中流量隨植被覆蓋度的不同發(fā)生變化，穩(wěn)定不透水層壤中流強度隨植被覆蓋度的增加而增大，且植被覆

6、蓋度越大穩(wěn)定地表徑流量增加量越大。最大截留量（mm）隨植被覆蓋度的變化呈現(xiàn)2次曲線變化，其關(guān)系式為：Imax=0.0004c2-0.0183c+0.3251,r2=0.7803
　　最大截留量隨植被覆蓋度的增加而減小，達(dá)到臨界值c=22.88％時，最大截留量最小，然后最大截留量隨植被覆蓋度的增加而增大。當(dāng)產(chǎn)流達(dá)到穩(wěn)定平衡狀態(tài)時，無論有無壤中流，植被覆蓋度對水量平衡的影響都較小。在相同情況下，有壤中流組的水量平衡模型較無壤中流組的擬