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重庆四面山不同林分土壤抗蚀抗冲特征 被引量:3
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作者 程金花 沈子雅 《中国水土保持科学》 CSCD 北大核心 2024年第1期52-62,共11页
为探讨重庆四面山地区不同林分土壤抗蚀抗冲特征,采用水浸试验和冲刷试验,计算土壤抗蚀指数与抗冲系数,对四面山4种林分类型(针叶林、阔叶林、针阔混交林和楠竹林),共9个不同植物组成的林地土壤抗蚀抗冲特征进行研究。结果表明:1)阔叶... 为探讨重庆四面山地区不同林分土壤抗蚀抗冲特征,采用水浸试验和冲刷试验,计算土壤抗蚀指数与抗冲系数,对四面山4种林分类型(针叶林、阔叶林、针阔混交林和楠竹林),共9个不同植物组成的林地土壤抗蚀抗冲特征进行研究。结果表明:1)阔叶林的抗蚀指数最大,楠竹林抗蚀指数最小,随着土壤深度的增加,土壤抗蚀性能减弱,天然针阔混交林土壤抗蚀指数上下层差异最大(1.92倍)。2)二次多项式函数能高度拟合不同林分土壤抗蚀指数与水浸时间的关系(R^(2)>0.95),随着水浸时间的增加,不同林分土壤抗蚀性能下降。3)土层越深,土壤抗冲系数越大,抗冲性能越强,坡面上层土壤抗冲系数为下层的1.05~5.79倍。阔叶林的抗冲性优于其他林分。4)≤1和>1~3 mm根径的根系总根长与根长密度与土壤抗蚀指数显著正相关(P<0.05),与土壤抗冲性呈显著负相关(P<0.05)。土壤抗蚀性和抗冲系数与总根质量、根质量密度呈显著负相关(P<0.05)。研究结果可为重庆四面山水土保持措施布设、选择合理的植被恢复模式及配置方式提供理论依据。 展开更多
关键词 抗蚀指数 抗冲系数 林分类型 重庆四面山
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大粗糙单元对坡面流水动力学特性的影响 被引量:6
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作者 柳晓娜 樊登星 +4 位作者 余新晓 郑鹏飞 王渝淞 朱栩辉 孙乐乐 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2018年第4期43-50,共8页
通过室内定床冲刷试验,选用砂布床面模拟土壤下垫面,选用砂布+塑料半球体(直径为40mm)床面模拟大粗糙单元下垫面,在较大流量(2.81~84.43L/min)、坡度(2°~10°)范围内,系统研究了大粗糙单元对坡面流水动力学特性的影响。结果表... 通过室内定床冲刷试验,选用砂布床面模拟土壤下垫面,选用砂布+塑料半球体(直径为40mm)床面模拟大粗糙单元下垫面,在较大流量(2.81~84.43L/min)、坡度(2°~10°)范围内,系统研究了大粗糙单元对坡面流水动力学特性的影响。结果表明:(1)大粗糙单元床面的平均流速、平均水深和弗劳德数与流量之间均呈幂函数正相关关系;平均流速和弗劳德数与坡度之间均呈幂函数正相关关系,而平均水深与坡度之间呈幂函数负相关关系;阻力系数随雷诺数的增大而逐渐减小。(2)大粗糙单元增加了坡面流阻力,延缓了坡面流流速,雍高了坡面流水深,并使得水流流型由急流趋向缓流发展。(3)坡面流绕流现象明显,大粗糙单元周围水深的大小为迎水深(h_1)>侧水深(h_2)>背水深(h_3),在较小坡度下(2°和4°),h_1-h_3随流量的增大先增大后趋于稳定,在较大坡度下(6°,8°和10°),h_1-h_3随流量的增大先增大后减小。(4)坡面流阻力由颗粒阻力和绕流阻力组成,绕流阻力占总阻力的29%~77%,绕流阻力随流量的增加而减小。研究结果可为坡面土壤侵蚀物理模型的构建提供一定理论依据。 展开更多
关键词 大粗糙单元 坡面流 水力学特性 绕流阻力
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黄土高原典型流域退耕还林土地利用变化及其合理性评价 被引量:41
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作者 汪滨 张志强 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第7期235-245,F0004,共12页
黄土高原大规模退耕还林使得该区土地利用结构发生了深刻变化,区域生态环境得到了明显改善。研究由此引起的土地利用变化及其合理性,对于加快黄土高原植被恢复、控制黄河泥沙以及实现区域经济社会可持续发展等具有十分重要的理论意义和... 黄土高原大规模退耕还林使得该区土地利用结构发生了深刻变化,区域生态环境得到了明显改善。研究由此引起的土地利用变化及其合理性,对于加快黄土高原植被恢复、控制黄河泥沙以及实现区域经济社会可持续发展等具有十分重要的理论意义和应用价值。该文应用遥感(remote sensing,RS)和地理信息系统(geographic information system,GIS)技术对黄土高原典型流域清水河流域2000-2014年土地利用变化特征进行了分析,并通过构建判别准则体系对土地利用变化的合理性进行了评价。结果表明,该流域实施退耕还林工程以来,土地利用结构发生了重大变化,主要土地利用类型耕地、园地、林地和草地的比例由2000年的1:0.06:2.05:3.95大幅度调整至2014年的1:3.22:12.03:5.51,其变化经历了3个阶段:2000-2005年以退耕还林及其配套措施为主,重点突出了工程的生态效益,土地利用变化合理度为78.60%,属于低度合理;2006-2009年在继续推进荒山造林和封禁的同时,大力开展基本农田与果园建设,兼顾了生态、经济与社会效益,土地利用变化合理度为91.71%,进入高度合理状态;2010-2014年进一步加大苹果产业发展力度,重点突出了经济效益,土地利用变化合理度为95.20%,延续了高度合理态势。建议新一轮退耕还林工程应注意严格控制新的退耕,保护经营好现有林地,适当控制园地规模。 展开更多
关键词 土地利用 遥感 植被 退耕还林 合理度 黄土高原
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重庆四面山林下典型植被对水分截留的影响 被引量:3
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作者 王宇 程金花 +3 位作者 张建 阚晓晴 李语晨 李明峰 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2018年第4期81-87,共7页
为探究西南地区林下植被与水分运移的定量关系,研究林下植被对水分截留的影响,在重庆四面山选取草珊瑚(Sarcandra glabra Nakai)、杜茎山(Maesa japonica Moritzi)、常山(Orixa japonica Thunb)3种典型常见灌木,采用人工模拟降雨方法分... 为探究西南地区林下植被与水分运移的定量关系,研究林下植被对水分截留的影响,在重庆四面山选取草珊瑚(Sarcandra glabra Nakai)、杜茎山(Maesa japonica Moritzi)、常山(Orixa japonica Thunb)3种典型常见灌木,采用人工模拟降雨方法分别研究了单株灌木、枯落物截留特征以及灌木和枯落物组合结构的截留特征。结果表明:(1)单株灌木、枯落物、灌木和枯落物组合结构对降雨的截留过程大致分为3个阶段,即快速截留阶段、饱和稳定阶段和降雨结束滞后冠滴雨阶段;(2)3种典型灌木草珊瑚、杜茎山、常山的截留量均随降雨强度的增大呈先增大后减小的规律;(3)枯落物最大截留量与降雨强度呈正相关关系,枯落物单位面积质量与枯落物平均最大、最小截留量间呈正相关关系;(4)与单株灌木和枯落物各自截留状况相比,灌木和枯落物组合结构最大截留量与降雨强度呈正相关关系,且快速截留阶段历时较长、最大截留量也较大。在雨强为35mm/h时,草珊瑚、杜茎山和其枯落物组合结构最大截留量大于灌木和枯落物各自最大截留量之和,常山和其枯落物组合结构最大截留量小于常山和其枯落物各自的最大截留量之和,在雨强为70,95mm/h时各组合结构最大截留量小于单株灌木和枯落物单独的最大截留量之和。林下灌木和枯落物在水分运移过程中均扮演了重要角色,其中枯落物对水分截留的贡献更大。因此,合理进行林下植被构建与配置能有效截留水分,对减少林地土壤侵蚀有一定的积极作用。 展开更多
关键词 重庆四面山 林下灌木 枯落物 降雨截留
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西北五省生态敏感性分析 被引量:26
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作者 苏溥雅 齐实 +1 位作者 梁斌 刘孝盈 《甘肃农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期171-179,共9页
【目的】阐明我国西北五省区的生态敏感性分布特征,为其提供分类保护的策略和建议.【方法】以新疆、陕西、甘肃、宁夏及青海五省为研究区,选取土壤侵蚀、土地荒漠化、土壤质量、土地利用等敏感性指标作为生态敏感性评价因素,利用ArcGIS... 【目的】阐明我国西北五省区的生态敏感性分布特征,为其提供分类保护的策略和建议.【方法】以新疆、陕西、甘肃、宁夏及青海五省为研究区,选取土壤侵蚀、土地荒漠化、土壤质量、土地利用等敏感性指标作为生态敏感性评价因素,利用ArcGIS对单因素进行定量化评价,通过自组织映射神经网络模型(SOM)完成生态敏感性的综合评价,并构建了空间分布格局.【结果】西北五省生态敏感性差异较大,其中,高度生态敏感区约占总面积的44.83%,主要覆盖研究区内三大沙漠;微度敏感区约占41.75%,主要集中在准格尔盆地和塔里木盆地南北两侧、柴达木盆地东部祁连山脉东南部.【结论】本研究结合西北五省的实际情况,对每个分区按行政区再分亚区提出针对性的生态保护和发展策略. 展开更多
关键词 生态敏感性 综合评价 ArcGIS空间分析 自组织映射神经网络
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湖北省九华山林场不同树种配置杉阔混交林林分空间结构特征分析 被引量:14
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作者 李语晨 程金花 +1 位作者 李明峰 王宇 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第6期1908-1916,共9页
以三种(杉木+少量栎类、杉木+栎类+光皮桦、杉木+栎类+光皮桦+马尾松)不同树种配置的杉阔混交林为研究对象,计算了角尺度、大小比数、混交度三个林分空间结构指标,全面分析了湖北省九华山林场不同树种配置杉阔混交防护林林分空间结构特... 以三种(杉木+少量栎类、杉木+栎类+光皮桦、杉木+栎类+光皮桦+马尾松)不同树种配置的杉阔混交林为研究对象,计算了角尺度、大小比数、混交度三个林分空间结构指标,全面分析了湖北省九华山林场不同树种配置杉阔混交防护林林分空间结构特征,结果表明:优势树种主要有杉木(Cunninghamia lanceolata(Lamb.)Hook.)、栎类(Quercus L.)及光皮桦(Betula luminifera)三种,并有少量马尾松(Pinus massoniana)散生于林内,生长优势也较弱。不同树种配置所呈现的林分空间结构也不相同。树种配置Ⅰ(杉木+少量栎类)的角尺度平均值为0.42,大小比数平均值为0.31,混交度平均值为0.18,林木空间分布格局和生长优势度均较好,但混交程度较弱,近乎杉木纯林,对应的生物多样性也会较小。树种配置Ⅱ(杉木+栎类+光皮桦)的角尺度平均值为0.5,大小比数平均值0.32,混交度平均数0.48,空间分布格局整体呈现随机分布;林木主要处于亚优势生长状态,混交度以中度-强度混交为主;而树种配置Ⅲ(杉木+栎类+光皮桦+马尾松)的角尺度平均值为0.58,大小比数平均值0.51,混交度平均数0.54,林木空间格局呈现聚集分布,生长优势水平中庸,为中度混交。全面分析林分空间结构,可以明确林分空间结构中存在的不合理情况,为合理择伐以及近自然经营提供科学依据,使该地区的杉阔混交林的多种功能得到可持续发挥。 展开更多
关键词 树种配置 杉阔混交林 空间结构 角尺度 大小比数 混交度 择伐
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基于工业CT扫描的不同类型土壤孔隙结构研究 被引量:9
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作者 阚晓晴 程金花 +1 位作者 王葆 郑欣 《西南林业大学学报(自然科学)》 CAS 北大核心 2021年第4期25-34,共10页
本研究从3个土壤类型样地中采集11个原状土柱,进行CT断层扫描,结合结构方程模型定量分析土壤大孔隙特征参数与土壤含水量间关系。结果表明:不同土壤类型的大孔隙累积弯曲度可抑制土壤含水量的增加,褐土区的大孔隙垂直连续性强,喀斯特人... 本研究从3个土壤类型样地中采集11个原状土柱,进行CT断层扫描,结合结构方程模型定量分析土壤大孔隙特征参数与土壤含水量间关系。结果表明:不同土壤类型的大孔隙累积弯曲度可抑制土壤含水量的增加,褐土区的大孔隙垂直连续性强,喀斯特人工恢复林地区的大孔隙水平发育度高,且破碎程度高。不同植被类型条件下的林地总孔隙体积较大,乔木群落土壤大孔隙平均直径分别是灌木和草本的1.33倍和1.87倍,灌木的弯曲度高于林地;大孔隙的弯曲度可促进土壤大孔隙表面积的增加。本研究可为后续定量化分析大孔隙三维特征及其对水分运移的贡献等内容提供基础支撑,为不同地区人工林有效恢复及管理、林地土壤营养物质运移及滞留、土壤水分运移机制等提供参考。 展开更多
关键词 土壤类型 CT扫描 大孔隙 弯曲度 结构方程模型
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不同植被覆盖下土壤优先流特征及影响因素 被引量:18
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作者 程竞萱 程金花 +1 位作者 郑欣 张勇刚 《河南农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第6期973-982,共10页
以重庆市四面山的林地(天然针阔叶混交林地、天然阔叶林地)、农田(玉米)为研究对象,利用染色示踪法,从染色图像中提取出5个优先流特征指标,揭示了四面山地区不同植被覆盖下土壤优先流特征,并采用主成分分析法探究土壤质地、化学性质和... 以重庆市四面山的林地(天然针阔叶混交林地、天然阔叶林地)、农田(玉米)为研究对象,利用染色示踪法,从染色图像中提取出5个优先流特征指标,揭示了四面山地区不同植被覆盖下土壤优先流特征,并采用主成分分析法探究土壤质地、化学性质和植物根长密度、根重密度等根系因子对优先流的影响。结果表明,3种植被覆盖下土壤染色区域均集中在0~10 cm表层范围内。其中,天然针阔叶混交林地达到63.44%,天然阔叶林地达到61.87%以上,农地达到43.56%。林地的优先流发育程度大于农地,具体表现为天然针阔叶混交林地>天然阔叶林地>农地。随着土层深度的增加,优先流表现出一定的空间异质性。土壤中砂粒含量的增加和粉粒含量的减少,增大了优先流发生的概率。优先流的形成过程中受土壤化学性质影响较大,随着土层深度的增加,3种样地的速效磷、全氮、有机质含量变化总体上均呈减少趋势。植物根系特征中的根重密度和根长密度(<1 mm、3~5 mm)是不同植被覆盖下对土壤优先流最主要的因素,二者与优先流的发育情况呈极显著正相关关系。 展开更多
关键词 植被覆盖类型 优先流 染色示踪
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湖北低山丘陵区侵蚀泥沙颗粒特征及其与地形因子的关系 被引量:11
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作者 朱方方 程金花 +1 位作者 王书韬 李语晨 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2021年第4期27-33,共7页
坡面地形变化是影响侵蚀泥沙颗粒特征的重要因素,深入理解地形因子与侵蚀泥沙颗粒粒径组成及分选特征的关系是研究坡面土壤侵蚀动力学的基础。采用野外降雨试验和粒径分析试验,结合ArcGIS系统识别和提取得到地形因子数据,研究低山丘陵... 坡面地形变化是影响侵蚀泥沙颗粒特征的重要因素,深入理解地形因子与侵蚀泥沙颗粒粒径组成及分选特征的关系是研究坡面土壤侵蚀动力学的基础。采用野外降雨试验和粒径分析试验,结合ArcGIS系统识别和提取得到地形因子数据,研究低山丘陵地区侵蚀泥沙颗粒特征及其与地形因子的关系。结果表明:(1)在试验条件下,侵蚀泥沙中黏粒和粉粒总含量远高于砂粒,粗颗粒含量与坡度因子呈显著正相关关系(p<0.01),粗颗粒与洼地蓄积量呈显著负相关关系(p<0.05)。(2)试验样地平均质量直径MWD变化范围为0.031~0.164 mm,分形维数D的变化范围为2.021~2.778,MWD和D的决定因素是粗颗粒含量多少。从整体来看,雨强对泥沙颗粒分选特征参数影响显著,MWD随雨强的增大而增大,D随雨强的增大而减小,二者与坡度因子呈显著相关关系(p<0.05)。(3)回归分析表明,MWD、D与坡度因子、洼地蓄积量呈显著幂函数关系(R^(2)>0.5),结合相关性研究结果,将坡度因子作为侵蚀泥沙粒径模型研究的优先选择。研究结果旨在揭示地形因子对坡面侵蚀泥沙颗粒的作用机理,为土壤侵蚀模型的构建提供科学参考。 展开更多
关键词 侵蚀泥沙 粒径分选 地形 函数关系
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永定河典型护岸植被土壤水分入渗特征及影响因素 被引量:7
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作者 朱美菲 程金花 《土壤》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期1129-1137,共9页
为探究永定河岸坡缓冲带不同护岸植被覆盖下土壤水分入渗状况及植被根系对其影响,为区域河岸带生态修复和水资源保护提供参考,选取永定河流域典型护岸植被柳树林、荆条林、狗尾草地为研究对象,通过亮蓝染色法结合Photoshop、Image Pro6.... 为探究永定河岸坡缓冲带不同护岸植被覆盖下土壤水分入渗状况及植被根系对其影响,为区域河岸带生态修复和水资源保护提供参考,选取永定河流域典型护岸植被柳树林、荆条林、狗尾草地为研究对象,通过亮蓝染色法结合Photoshop、Image Pro6.0等图像处理技术,基于分形维数和多指标评价法定量评价了优先流发育程度,并探讨了不同植被根系对优先流的影响。结果表明:①研究区3种植被类型覆盖地土壤均存在水分优先入渗现象,土壤染色面积比随土层深度增加而逐渐减小,柳树林地平均染色面积比(38.32%)最大,为荆条林地和狗尾草地的1.11倍和1.37倍。狗尾草地的长度指数、优先流分数均显著低于柳树林地(P<0.05),3种植被覆盖地基质流深度无显著差异。②以优先流评价指数和分形维数评价优先流发育程度的结果呈一致,为柳树林地>荆条林地>狗尾草地,柳树林地的湿润锋迹线破碎化程度最高,优先流发育最显著。③有机质、非毛管孔隙度和根长密度对水分入渗均具有显著影响,总根长密度、非毛管孔隙度与染色面积比呈显著正相关,≥1 mm根系根长密度、有机质含量与分形维数呈显著正相关。3种植被覆盖地染色面积比和根长密度关系曲线拟合较好。总之,在外界条件相同的情况下,柳树林地水分优先入渗现象最明显;植物根系的径级、密度对优先流的发育具有显著影响,≥1 mm根系越丰富优先流现象越明显,而径级<1 mm的根系主要促进表层土壤水分均匀入渗。 展开更多
关键词 优先流 多指标综合评价法 染色示踪 分形维数 根长密度
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降雨条件下灌草配置方式对褐土坡面径流泥沙特征的影响 被引量:7
11
作者 沈子雅 程金花 +4 位作者 赵溦 管凝 曾合州 秦建淼 赵梦圆 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2022年第5期17-23,共7页
为探究不同灌草配置方式对褐土坡面土壤侵蚀的影响,通过室内模拟降雨试验,以种植灌木胡枝子(Lespedeza bicolor Turcz.)以及草本紫花苜蓿(Medicago sativa L.)的褐土坡面为研究对象,设计3种降雨强度(30,60,90 mm/h)、3种灌草覆盖度(灌... 为探究不同灌草配置方式对褐土坡面土壤侵蚀的影响,通过室内模拟降雨试验,以种植灌木胡枝子(Lespedeza bicolor Turcz.)以及草本紫花苜蓿(Medicago sativa L.)的褐土坡面为研究对象,设计3种降雨强度(30,60,90 mm/h)、3种灌草覆盖度(灌草覆盖度比例分别为1∶2(Ⅰ),2∶1(Ⅱ),1∶1(Ⅲ))以及3种灌草空间配置方式(灌木位于坡上(US)、坡中(MS)、坡下(LS)),分析降雨条件下不同灌草覆盖度及不同灌草空间配置交互作用下产流产沙及减流减沙特征。结果表明:(1)坡面产流产沙量在降雨初期大幅度增加,随后增加趋势逐渐减缓,最后趋于稳定。当灌丛位于坡下(LS)且灌草覆盖度为Ⅱ时,产流产沙量显著低于其他灌草配置方式。(2)不同灌草覆盖度减流减沙率大小关系为Ⅱ>Ⅰ>Ⅲ;不同灌草空间配置下减流减沙率大小关系为LS>MS>US。其中最大减流率达61.58%,最大减沙率达93.27%。不同灌草配置方式间的减流率及减沙率具有显著差异。(3)通过双因素方差分析研究灌草空间配置方式对坡面总产流产沙量的显著性和贡献率发现,灌草覆盖度和灌草空间配置对总产流量和总产沙量均有显著性影响(p<0.05),但是灌草覆盖度和灌草空间配置交互作用对坡面总产流量和总产沙量影响并不显著。(4)灌丛于坡下、灌丛覆盖度为50%、草本覆盖度为25%的灌草配置方式有最好的减流减沙率,能最好地削减径流泥沙。研究结果可为北京褐土地区水土保持措施布设提供支撑。 展开更多
关键词 灌草配置方式 模拟降雨 产流产沙 坡面侵蚀 褐土
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马尾松林地不同枯落物覆盖下土壤入渗特征 被引量:4
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作者 朱方方 程金花 +1 位作者 郑雪慧 姚成慧 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2020年第4期85-90,97,共7页
采用室内人工降雨模拟试验,在径流小区尺度上观测坡面产流过程,并用WatchDog1400土壤水分自动监测站观测土壤体积含水率变化过程,研究枯落物覆盖下坡面水分入渗特征。结果表明:(1)土壤入渗滞后时间随着枯落物覆盖量的增加而增大,在坡度... 采用室内人工降雨模拟试验,在径流小区尺度上观测坡面产流过程,并用WatchDog1400土壤水分自动监测站观测土壤体积含水率变化过程,研究枯落物覆盖下坡面水分入渗特征。结果表明:(1)土壤入渗滞后时间随着枯落物覆盖量的增加而增大,在坡度上体现为10°>5°;(2)土壤入渗率随雨强、枯落物覆盖量增加而增大,随坡度增大而减小;土壤储水量随覆盖量增加先增大后减小,在雨强方面体现为120 mm/h>60 mm/h;(3)逐步回归结果表明,土壤入渗滞后时间、入渗率和储水量与枯落物覆盖量呈线性关系,滞后时间、入渗率与枯落物覆盖量呈一次函数正相关关系,储水量与覆盖量呈二次函数关系。研究结果可为低效林枯落物水源涵养功能研究提供依据。 展开更多
关键词 枯落物 入渗特征 函数关系 土壤含水率
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新疆天山地区管道工程水工保护径流调控新模式 被引量:3
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作者 苏溥雅 齐实 +2 位作者 靳孟理 周利军 贾春磊 《中国水土保持》 2018年第4期30-34,共5页
近几年水土流失造成管道工程的水毁灾害频发,建设管道工程水毁灾害防控体系,对维护和保障管道工程安全具有十分重要的意义。以新疆天山地区为例,针对山地亚区和平原亚区两个典型地貌单元的三种管道敷设类型,分析了管道工程水土流失的成... 近几年水土流失造成管道工程的水毁灾害频发,建设管道工程水毁灾害防控体系,对维护和保障管道工程安全具有十分重要的意义。以新疆天山地区为例,针对山地亚区和平原亚区两个典型地貌单元的三种管道敷设类型,分析了管道工程水土流失的成因,提出了山地坡面管道横坡敷设时采取的"上截下拦"模式、纵坡敷设时采取的"侧排中挡"模式、戈壁冲积扇采取的"以挡为主,以导为辅"模式、河沟道采取"防冲护岸"模式4种相应的水工保护径流调控模式,以期为该地区管道工程的安全建设和运营提供水土保持技术保障。 展开更多
关键词 管道 水土保持工程 径流调控 新疆天山地区
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