简介:采用人工模拟降雨试验,研究水文条件对紫色土坡面土壤侵蚀及氮和磷养分流失的影响。试验处理包括2个施肥水平(低肥和高肥水平),4个水文条件(自由下渗、土壤水分饱和、壤中流、壤中流+降雨)和一个降雨强度(60mm/h,历时60min)。结果表明:壤中流+降雨和土壤水分饱和条件下的土壤侵蚀量分别是自由下渗条件下的3.1和1.7倍,同自由下渗相比,壤中流、壤中流+降雨和土壤水分饱和条件下,地表径流中NO3-N、HPO4-P的浓度和流失量有显著增加;低肥水平条件下,自由下渗、土壤水分饱和、壤中流和壤中流+降雨地表径流中,NO3-N的浓度分别是0.88、58.90、698.41和87.80mg/L,对应水文条件下地表径流中,HPO4-P的浓度分别是0.252、0.322、0.811和0.383mg/L,高肥水平条件下,径流中的NO3-N和HPO4-P的浓度也有相同的趋势;土壤水分饱和条件下,地表径流中NO3-N和HPO4-P的流失量分别是自由下渗条件下的27~39和1.3倍,壤中流+降雨条件下,地表径流中NO3-N和HPO4-P的流失量分别是自由下渗条件下的100~114和1.5~1.7倍,同时,壤中流+降雨和土壤水分饱和条件下,泥沙中NO3-N和HPO4-P的流失量也比自由下渗条件下显著增加。
简介:分布式水文模型的模拟精度受空间参数精度的影响。提升空间参数精度能较为精准描述流域空间特征,也会使空间数据量冗增,甚至影响模型运行效率。以分布式水文模型SWAT为例,分析DEM、子流域划分、土地利用、土壤、降水站点等空间数据精度对模型模拟精度的影响。结果表明:1)对不同对象(流量、泥沙、营养元素等)进行模拟时,大多数空间数据分辨率阈值不同,分辨率超出阈值可能降低模型模拟的精度;2)DEM分辨率降低,泥沙和总磷(TP)模拟结果的相对误差明显增加,而流量和硝态氮(NO3-N)模拟结果变化极小;3)DEM分辨率达到一定精度后,进一步提高并不会使地表径流模拟精度得到改善,低分辨率DEM获得的坡度较小,这会降低模型对流量的模拟,模拟的洪峰径流产生滞后现象;4)子流域划分对流域产流模拟影响较小,而对产沙模拟影响较大。子流域和水文响应单元的划分数量对流域上游产沙量影响较大,而对流域出口处泥沙荷载影响较小;5)土地利用和土壤图精度主要通过影响模型中HRU生成的数量而影响模拟结果;6)地表径流模拟上,能够体现对地表径流贡献较大的局地降水事件的分布式的降水数据要比利用气象站点获得的降水数据模拟结果的精度要高。研究结果可以为今后模型开发、利用、改进提供参考,提高模型模拟的精度。
简介:TOPMODEL(TopographyMODEL)为一半分布水文模式,是由英国兹里大学的Beven及Kirkby于1979年所发展,可以数学方式表示水文循环过程的模式,其概念简单、参数少、操作方便,近年来模式不断修正改进,更可与数值高程模型与地理资讯系统相配合,因此已受到国内外学者的青睐而广泛使用。TOPMODEL的应用范围甚广,由文献中得知其应用领域包括:模式评估、气候水文、原理探讨、网格分析与灾害预测等。本文介绍了TOPMODEL模式的原理与应用,并收集相关的文献(2001—2010年),就研究现况予以统计分析,为日后应用此模式相关研究提供参考。
简介:土壤水分是黄土高原地区植被恢复与农林产业持续发展的主要限制因子,为明确主要农林用地土壤水分变化特征及其干化现状,利用CNC503B(DR)中子仪,于2014年4—10月,对长武塬区19龄果园、9龄果园、玉米地及小麦地0~600cm的土壤水分进行长期监测,并利用土钻法进行校准。结果表明:1)0~600cm土壤贮水量表现为9龄果园〉玉米地〉小麦地〉19龄果园,均值分别为186.5、183.6、158.6和132.8cm,除9龄果园与玉米地间差异性不显著(P〉0.05)外,其他农林用地土壤贮水量两两比较均呈显著性差异(P〈0.05);2)4块样地浅层(0~200cm)土壤含水量波动程度为中等变异(10%600cm;4)19龄苹果园土壤干化最严重,0~200cm土壤干化程度呈季节性变化,200~250和250~320cm土层分别为严重干燥化与强烈干燥化,320~600cm呈极度干燥化,形成永久性土壤干层;其次为小麦地,0~100cm产生临时性干层,250~300cm发生强烈干燥化;玉米地与9龄果园干化程度较轻,在水分补给不足情况下,只在土壤浅层产生临时性土壤干层。长武塬区农业结构由大田作物转向苹果经济林建设具有一定理论基础;但是,随着苹果林达到盛果后期,土壤贮水量亏缺,土壤干化严重,苹果经济林的经济价值及生态作用等都将受到限制,需要采取合理用水措施及调整林分密度等科学方式,完成长武塬区经济与生态的可持续发展。
简介:以苏南丘陵区杉木、马尾松、栎林、毛竹等4种林分土壤为研究对象,研究了该区域内不同林分类型土壤层的水文效应。结果表明:不同林分类型土壤的蓄水能力、渗透性能均存在着一定的差异,其中毛竹林地土壤蓄水能力最好,为2096t/hm^2,渗透性能也以毛竹林最好,为17.56mm/min;通过测定4种林地土壤的入渗速率与入渗过程,对其入渗曲线进行拟合,得出土壤渗透速率与渗透时间呈乘幂函数关系,复相关系数为0.93-0.97,说明方程拟合效果较好,可以较好地描述各林地的土壤入渗过程;土壤理化因子与土壤渗透性能的相关分析显示研究区土壤渗透性能受多个因素影响,其中土壤非毛管孔隙度、有机质含量与土壤初渗、稳渗速率相关性最高,为首要影响因素;基于主成分分析,各样地土壤综合水文效应优劣依次为:毛竹〉栎树〉杉木〉马尾松。
简介:泥石流是北京山区常见的一种山地灾害,也是威胁山区生态环境的头号安全问题。分析该区的泥石流激发雨量条件对于该区山洪泥石流预测预报具有指导意义。笔者搜集18场降雨数据,分析该区泥石流的激发雨量特征。结果表明:激发降雨的峰值降雨时段介于3~9h,峰值时段平均降雨强度达22.6~50.0mm/h,累积雨量达91.9~350.0mm,峰值降雨时段雨量占累积雨量的63.9%~100.0%,这说明激发泥石流的降雨过程具有历时短、雨量集中、突发性强的特点。用修正后的李氏法进行雨场分割,得到该区泥石流激发的降雨强度历时和累积雨量历时关系。最后,以密云区北部山区为例分析3期植被盖度和泥石流激发雨量条件。归一化植被指数和像元线性分解模型分析表明,1989—1991、2004—2005和2011—2012年植被覆盖度分为64.48%、68.57%和72.48%;相应的泥石流雨量激发条件也随着植被覆盖度的增加而增大,可见植被恢复盖度对泥石流的形成具有一定影响。本文统计分析得出的泥石流激发雨量条件可为该区山洪泥石预测预报和监测预警指标选取提供参考。
简介:运用常规的植物生理抗旱性测定方法,对引种植物沙漠豆在不同土壤水分梯度下叶片中的可溶性糖、可溶性蛋白质、脯氨酸以及过氧化氢酶(CAT)活性,超氧化物歧化酶(SOD)活性和过氧化物酶(POD)3种保护酶等指标的变化进行研究。结果表明:1)脯氨酸含量随干旱胁迫程度的增强逐渐升高,可溶性蛋白质先降低后升高,二者之间存在相互补偿关系,可溶性糖含量呈现先升高再降低的变化趋势,表现出渗透调节物质对干旱的调节作用;2)3种保护酶活性在不同水分处理过程中变化不同,CAT活性表现为升高,SOD在中度干旱水分条件下升高,至重度干旱水分条件下则降低,POD活性的变化与SOD活性变化相反,保护酶之间相互配合协同作用维持了沙漠豆叶片细胞膜的完整性;3)丙二醛浓度随干旱胁迫程度的增强而升高,表明沙漠豆随水分不足可以通过增加渗透调节物质含量、增强保护酶活性、提高抗氧化能力,来减轻干旱胁迫的伤害。
简介:坡面流是土壤侵蚀的主要动力因素之一,也是侵蚀泥沙搬运、农业面源污染的重要载体,为探讨坡面流水力学特征变化规律,本文通过径流小区放水冲刷试验,研究不同坡面覆盖和放水条件下坡面流水动力学特征。结果表明:坡面流雷诺数和弗劳德数受植被覆盖情况和坡面坡度的影响较小,受放水流量影响较显著。其中,坡面流入流断面雷诺数和弗劳德数随时间基本保持不变;出流断面雷诺数动态变化呈增加趋势,弗劳德数呈缓慢下降趋势,其动态变化幅度随植株密度增加而趋于平缓,植株布设方式对雷诺数和弗劳德数的动态变化影响较小。流量和植株密度增加会引起阻力系数增长,阻力系数随冲刷历时呈增长趋势,坡度和植株密度可以控制这种增长趋势。
简介:在2006年雨季,对北京密云水库库西试验区的人工林林冠层、枯落物层和土壤层的水文特征进行观测研究。结果表明:单次降雨过程中,林冠截留量、穿透降水量和树干茎流量占大气降水量的比例,油松人工林分别为8.46%~68.97%3、0.80%~90.63%和0.12%~1.62%,栎柏人工混交林分别为0.53%~29.35%6、8.48%~93.71%和2.17%~5.76%,2种林分的平均截留率分别为29.23%和18.21%,2种林分枯落物的最大持水量分别为1.51和1.76mm。油松人工林地0~30cm土层的最大贮水能力和有效贮水能力分别为204.90和68.23mm,栎柏人工混交林地的分别为160.80和41.87mm;油松人工林地和栎柏人工混交林林地的稳渗速率分别为0.68和0.22mm/min。
简介:以红砂岩紫色土、紫色页岩紫色土、泥质岩黄棕壤3种土壤为研究对象,通过室内人工模拟降雨方法,研究了降雨条件下丹江口库区典型土壤微地形变化及其光谱曲线的耦合机制并得出两者之间的响应特征。研究结果表明:地表粗糙度和土壤本身的特性有一定的关系,降雨过程中雨滴溅湿和土壤结皮也影响土壤表面粗糙度的变化。光谱反射率会受到土壤表面含水量和地表粗糙程度的影响,但是当土壤含水量达到饱和之后,此时地表粗糙度将会成为制约光谱反射率变化的主要因素。
简介:为了解干旱地区影响山杏苗木蒸腾特性的因素,在人工控制土壤水分的条件下,利用Li-1600稳定气孔仪等仪器,对生长在不同土壤含水量条件下的山杏苗木进行蒸腾特性及其大气环境因子测定。结果表明:在不同水分条件下,山杏蒸腾速率及气孔阻力的日变化曲线呈“双峰型”;蒸腾速率与土壤含水量的关系呈三次线性相关,8、9月份,山杏叶片蒸腾速率达到最大值时所对应的土壤含水量分别为18.01%、16.86%;在试验的4个土壤水分梯度中,蒸腾速率与大气环境因子的相关性随土壤水分的增大而增大;在土壤水分严重胁迫的条件下,8月光合有效辐射对蒸腾作用影响较大,9月气温对蒸腾作用影响较大;在土壤水分充足的条件下,8月空气相对湿度对蒸腾作用影响较大,9月太阳有效辐射对蒸腾作用影响较大。
简介:以沈阳市天柱山附近的工程弃土为研究对象,利用室内人工模拟降雨方法,对25°坡面上不同土壤颗粒级配的工程弃土在1.0、1.5和2.0mm/min3种不同降雨强度作用下产生的径流量和产沙量进行分析研究。结果表明:1)试验所用Ⅰ~Ⅴ组土样随着降雨强度的增加(从1.5增加到2.0mm/min),累积产沙量分别增加12.55、7.56、12.00、8.81和10.41g,而在3种降雨强度作用下,3个最大与最小累积产沙量差值分别为6.39、11.64和13.78g;2)产沙量随细度模数的增大而减少;3)在降雨强度、坡度、降雨历时等因子一定的条件下,土壤颗粒级配对径流量的影响比较小,不同颗粒级配土壤的累积径流量差异不明显。
简介:为探明水分条件对保水剂作用效果的影响,采用盆栽实验,测定冬小麦生长结束后不同水分条件下保水剂不同用量(T1:0、T2:27mg/kg、T3:54mg/kg、T4:81mg/kg)处理的土壤持水、供水及导水性能等。结果表明:保水剂的施用均提高了土壤持水、供水、导水能力及土壤有效水含量。轻度胁迫条件下,以T3处理的持水能力、有效水含量及导水能力最强,而供水能力以T4处理为佳;充分供水条件下,随保水剂用量的增加,土壤持水能力、供水能力、有效水含量及导水能力均提高,但T3和T4处理间差异不显著。与轻度胁迫相比,充分供水条件下各处理的持水能力、供水能力及导水能力均较高,而有效水含量以轻度胁迫条件下的T3处理较高,较对照增加18.6%。从经济的角度考虑,2水分条件下以T3处理(54mg/kg)效果为佳。
简介:采用光合作用光响应直角双曲线模型、非直角双曲线模型和直角双曲线修正模型对栾树在不同土壤水分条件下的光响应曲线进行拟合,探讨不同光响应模型对栾树的适用性及栾树光合特性对土壤水分和光照强度的响应规律。结果表明:1)3个模型都能较好地拟合栾树的光合光响应过程,其中直角双曲线修正模型能拟合在光抑制条件下的光响应过程,非直角双曲线模型和直角双曲线修正模型要优于直角双曲线模型;2)栾树对土壤水分和光照强度的适宜范围较广,土壤相对含水量在41.5%~93.3%范围内,净光合速率、表观量子效率均相对较高,光合有效辐射强度在600~2000μmol/(m2.s)范围内,净光合速率和水分利用效率均能获得较高水平。