典型溝道土地整治工程對(duì)降水轉(zhuǎn)化影響的模擬試驗(yàn)研究.pdf

1、針對(duì)黃土丘陵溝壑區(qū)典型溝道土地整治工程對(duì)降水轉(zhuǎn)化影響需進(jìn)一步研究的現(xiàn)狀，基于構(gòu)建的室內(nèi)試驗(yàn)平臺(tái)，通過不同雨強(qiáng)和不同溝道土地整治比例的模擬降雨試驗(yàn)，在研究溝道土地整治工程對(duì)地表和地下徑流過程影響的基礎(chǔ)上，分析了地表和地下徑流面源污染物輸出對(duì)溝道土地整治工程的響應(yīng)，探討了溝道土地整治工程對(duì)降水分配和面源污染物輸出的作用機(jī)制，初步闡明了黃土丘陵溝壑區(qū)典型溝道土地整治工程對(duì)流域降水分配和徑流水質(zhì)的影響，探索了溝道土地整治工程對(duì)控制性工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

2、的影響。主要取得以下結(jié)論:
　　(1)溝道土地整治能調(diào)節(jié)降水分配，攔截地表徑流，增加降雨入滲，促進(jìn)降水向土壤水和地下徑流的轉(zhuǎn)化，降水分配的調(diào)節(jié)程度隨溝道土地整治比例的增加而增加，降雨強(qiáng)度是影響溝道土地整治工程降水分配調(diào)節(jié)作用的一個(gè)重要因素。無整治工況條件下，降雨地表徑流、土壤持留和地下徑流分配比例為62∶21∶17，經(jīng)30％溝道土地整治后，三者比例為45∶22∶33，經(jīng)60％的溝道土地整治后，三者比例為27∶23∶50。溝道土地整

3、治對(duì)降水分配的調(diào)節(jié)程度隨降雨強(qiáng)度的增加而增加，雨強(qiáng)從30mm·h-1增加到150mm·h-1，30％的溝道整治引起地表徑流系數(shù)的削減值分別為從0.13增加到0.21，土壤持留比例增加量分別從0.00增大到0.02，地下徑流系數(shù)增加量分別從0.13增加至0.19。溝道土地整治工程對(duì)降水徑流轉(zhuǎn)化的調(diào)節(jié)分配作用可為流域治理工程的防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)提供一定的科學(xué)依據(jù)。在本試驗(yàn)邊界條件下，不考慮邊坡匯水和保證新造地安全條件下，上游溝道土地整治工程的開展可減

4、小下游控制工程設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)，其對(duì)設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)的作用程度取決于溝道土地整治比例的大小，上游的溝道土地整治工程對(duì)下游控制工程設(shè)計(jì)洪水量的影響隨降雨重現(xiàn)期的增加而增強(qiáng)，而其相對(duì)作用程度取決于溝道土地整治比例的大小。然而，溝道土地整治工程自身將面臨滲流破壞的風(fēng)險(xiǎn)，尤其是在長(zhǎng)歷時(shí)小強(qiáng)度的降雨條件下，滲流破壞風(fēng)險(xiǎn)最大，應(yīng)加強(qiáng)預(yù)防。
　　(2)溝道土地整治能調(diào)節(jié)地表徑流面源污染物的輸出過程，減少地表徑流中泥沙、硝態(tài)氮、銨態(tài)氮和溶解態(tài)磷的輸

5、出，這種調(diào)節(jié)作用受到降雨強(qiáng)度的影響。在30～90 mm·h-1雨強(qiáng)試驗(yàn)條件下，30％和60％的溝道土地整治對(duì)地表徑流中污染物輸出作用分別為:泥沙輸出減少33％～58％和69％～82％，銨態(tài)氮輸出減少32％～54％和63％～74％，硝態(tài)氮輸出減少-19％～21％和31％～48％，溶解態(tài)磷輸出減少-27％～21％和2％～50％。隨著降雨強(qiáng)度的增加，溝道土地整治工程對(duì)地表徑流中泥沙、硝態(tài)氮、銨態(tài)氮和溶解態(tài)磷的相對(duì)攔截效果先增加后減小，溝道土地

6、整治工程對(duì)地表徑流污染物的控制作用有限，強(qiáng)降雨條件下，溝道土地整治對(duì)地表污染物的防控能力降低。
　　(3)溝道土地整治工程影響土體中物質(zhì)的遷移，有增加地下徑流污染的風(fēng)險(xiǎn)。新造耕地土體硝態(tài)氮向下遷移流失更加劇烈，伴隨硝態(tài)氮的垂向遷移，在不透水層上方形成硝態(tài)氮富集的土層，該處土壤硝態(tài)氮含量的升高會(huì)引起地下水硝態(tài)氮污染的加劇，溝道土地整治工程的實(shí)施對(duì)土體中銨態(tài)氮的遷移未有顯著的影響。與物質(zhì)的遷移相對(duì)應(yīng)，溝道土地整治工程顯著增加了地下徑流