壤中流和地表径流耦合下的红壤坡地氮素迁移输出过程模拟
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降雨侵蚀过程中红壤坡耕地地表微地貌演变特征张利超;葛佩琳;李朝霞;刘窑军;喻荣岗【期刊名称】《水土保持研究》【年(卷),期】2018(25)6【摘要】以第四纪红黏土母质红壤和泥质页岩母质红壤等典型南方红壤为例,选取典型红壤坡耕地的野外原位试验小区,控制土表相同初始条件,分别在两种雨强下进行连续三场降雨,同时采用毫米级高精度激光扫描和计算机数字图像处理相结合的方法,研究了在降雨侵蚀过程中红壤坡耕地地表微地貌的演变特征,探讨了地表糙度、洼地蓄积量相关规律。
结果表明:(1)连续降雨的进行,雨滴打击和径流搬运的联合作用导致地表糙度降低。
第一场降雨带来糙度的迅速下降,第二、三场降雨对糙度的影响较小。
在2mm/min雨强下,第二、三场降雨过程中,3种红壤糙度都有不同程度的少量提高,结皮倾向于降低糙度,细沟倾向于提高糙度,地表糙度的变化取决于两者之间的平衡。
糙度下降幅度表现为坡上部>坡中部>坡下部、团聚体水稳性低的土壤>团聚体水稳性高的土壤;(2)洼地蓄积量在连续降雨过程中总体呈下降趋势。
在1mm/min雨强下,红壤团聚体和结皮越稳定,洼地蓄积量下降幅度越小。
在2mm/min雨强下,雨强是影响洼地蓄积量变化的主导因素,不同红壤的差异不明显;(3)洼地蓄积量与地表糙度之间呈线性关系,所有处理的R2均达到了0.9以上。
1mm/min雨强下洼地蓄积量对地表糙度的敏感性比2mm/min雨强大。
对南方红壤区坡耕地坡面水蚀过程地表微地貌研究、红壤区坡耕地水土流失防治与水土保持规划设计具有一定的借鉴意义。
【总页数】7页(P15-21)【关键词】水土保持;微地貌;激光扫描;糙度;红壤【作者】张利超;葛佩琳;李朝霞;刘窑军;喻荣岗【作者单位】江西省水土保持科学研究院江西省土壤侵蚀与防治重点实验室;华中农业大学农业部长江中下游耕地保育重点实验室【正文语种】中文【中图分类】S157【相关文献】1.不同降雨条件下垄作坡面地表微地形及土壤侵蚀变化特征 [J], 林艺;秦凤;郑子成;张林;刘麟翔;徐巍;吴春柳;李廷轩2.激光微地貌扫描仪测定侵蚀过程中地表糙度 [J], 张利超;杨伟;李朝霞;蔡崇法;王天巍3.红壤坡耕地侵蚀过程中土壤有机碳的选择性迁移 [J], 章明奎;刘兆云4.降雨侵蚀过程中红壤坡耕地地表汇流网络特征 [J], 张利超;刘窑军;李朝霞;葛佩琳;杨伟5.低丘侵蚀红壤垦种熟化过程中土壤磁性特征演变规律 [J], 韩晓非;柳云龙;陈永强;陈满荣;俞立中因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
不同雨强下黄土裸坡水-沙-氮磷流失耦合模拟彭梦玲;吴磊;乔闪闪【期刊名称】《中国环境科学》【年(卷),期】2018(038)003【摘要】采用室内人工模拟降雨试验研究6种雨强3种坡度下黄土裸露坡面水沙及氮磷养分流失规律.结果表明:1)降雨强度与土壤入渗速率,坡面产流产沙量的线性拟合决定系数均大于0.8,有较好的正相关关系;2) 25°黄土坡面下:NO3--N初始浓度较高,随降雨历时呈波动性减少,具有明显的初期冲刷效应;NH4+-N初始流失浓度由90mm/h雨强下0.6057mg/L增至120mm/h的1.3076mg/L,但其浓度随降雨历时均不断减小;TN流失浓度在雨强为90,105和120mm/h时分别为0.6056,0.8011和1.3076mg/L,随雨强增大而增大; TP初始流失浓度在105mm/h 时最大,90mm/h时最小,且不同雨强下TP流失浓度相互交错,不稳定;3)养分流失与坡面产流量具有较强的线性相关性,与产沙量呈显著的幂函数关系.15°坡面时,氮素流失在6种雨强下均以颗粒态为主,平均约占72%,但在雨强增大过程中,颗粒态所占比例先减少后增加;而磷素流失颗粒态所占比例均大于90%,与降雨强度和坡度均没有直接关系.【总页数】8页(P1109-1116)【作者】彭梦玲;吴磊;乔闪闪【作者单位】西北农林科技大学水利与建筑工程学院,陕西杨凌 712100;西北农林科技大学水利与建筑工程学院,陕西杨凌 712100;西北农林科技大学,黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室,陕西杨凌 712100;西北农林科技大学,旱区农业水土工程教育部重点实验室,陕西杨凌 712100;西北农林科技大学水利与建筑工程学院,陕西杨凌 712100【正文语种】中文【中图分类】X52【相关文献】1.不同坡度和雨强条件下紫色土壤中流氮磷养分流失特征研究 [J], 冯勇2.不同雨型下反坡台阶减少红壤坡耕地氮磷流失的效果 [J], 王帅兵;宋娅丽;王克勤;赵洋毅;张继辉;闫腾云;陈宇3.人工模拟降雨条件下黄土坡面水-沙-氮磷流失特征 [J], 乔闪闪;吴磊;彭梦玲4.不同降雨强度下旱地农田氮磷流失规律 [J], 王月; 房云清; 纪婧; 秦弋丰; 马瑞君; 李旭东5.不同降雨强度下旱地农田氮磷流失规律 [J], 王月; 房云清; 纪婧; 秦弋丰; 马瑞君; 李旭东因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
模拟降雨条件下黄壤坡地的养分流失特征苏姝;张崇玉;范英【摘要】为揭示降雨条件下土壤坡面的径流、泥沙流失规律以及径流、泥沙养分含量的特点,为防治农田坡面水土流失及减少径流泥沙的养分流失提供科学依据,模拟不同降雨强度和坡度条件,考察其对贵州坡地黄壤养分流失的影响.结果表明:总泥沙量和总径流量与雨强之间均呈显著正相关,随着降雨强度的增大,各坡度上径流养分流失量均随着降雨强度的增大逐渐增加,各坡面土壤养分流失量与泥沙量变化一致;在4个降雨强度下,硝态氮的流失量均大于铵态氮、钾、磷的流失总量.结论:硝态氮的流失是土壤养分流失的主要方式.土壤养分受降雨影响较大,各养分流失量与雨强有显著差异,雨强是影响径流、泥沙流失和土壤养分流失的重要因素.【期刊名称】《贵州农业科学》【年(卷),期】2015(043)008【总页数】5页(P249-253)【关键词】模拟降雨;坡面径流;黄壤坡地;养分流失;贵州【作者】苏姝;张崇玉;范英【作者单位】贵州大学生命科学学院,贵州贵阳550025;贵州大学生命科学学院,贵州贵阳550025;贵州大学生命科学学院,贵州贵阳550025【正文语种】中文【中图分类】S143.2贵州自然条件复杂,土壤类型较多,其中黄壤分布面积最多,遍及贵州高原主体部分,而坡地利用在贵州较为普遍,坡地水土流失和土壤侵蚀直接导致养分最为丰富的表土流失,使土地退化、生产力水平降低。
另外,径流携带的泥沙淤积河道和水库,泥沙中的养分导致受纳水体的富营养化,造成面源污染[1-4]。
坡耕地养分流失受降雨、坡度、土地利用方式和农作措施的影响[5]。
因此,防治坡地水土流失,减少养分损失,保护生态环境成为当前中外学者共同关注的热点之一[6-7]。
近年来,众多学者通过长期定位监测或室内外模拟降雨试验,针对降雨影响因子、土壤性质、耕作及施肥方法、土地利用方式等因素,研究分析了某种类型土壤的土壤侵蚀与养分流失基本特征[8-14],但对不同坡度土壤在模拟降雨条件下养分流失量的比较研究较少。
暴雨条件下典型南方红壤区生物结皮坡面水土流失过程研究摘要:为深入探讨生物结皮对典型南方红壤区坡面水土的影响机制以及两者之间的关系,以15°坡为例,对四种生物结皮覆盖度(10%、30%、50%、70%)的花岗岩红壤坡面进行模拟降雨试验,研究生物结皮坡面的土壤物理特性、坡面产流特征、坡面产沙特征等内容,并分析坡面生物结皮覆盖度与坡面水土流失机制的关系。
结果表明:在暴雨条件下,生物结皮能有效提升土壤稳定性以及抗蚀性。
在不同种类生物结皮坡面下,不断增大生物结皮盖度能显著减小穿透阻力和土壤容重,有效提升土壤黏度,并且进一步减缓水土流失现象。
通过分析得出,不断提升生物结皮覆盖率能有效降低雨滴侵蚀,改善土壤结构,充分发挥坡面养水能力,发挥减流减沙作用,这为减少南方红壤区坡面水土流失提供相应依据。
关键词:暴雨条件下;南方红壤区;生物结皮坡面;水土流失引言:南方红壤区因降雨量大、地形起伏大、扰动频繁,是我国水土流失严重的区域之一。
土壤生物结皮的存在能改变表土性质、影响产流时间、径流量等,从而成为土壤侵蚀领域的重要研究内容之一[1]。
研究生物结皮对坡面水土流失现象主要集中在半干旱或者干旱地区,而研究南方红壤区生物结皮相对较少。
同时,生物结皮覆盖度是否通过改变土壤属性影响坡面水土流失方面研究不足。
因此,以南方红壤区某小流域生物结皮坡面为对象,在暴雨条件下不同覆盖度对土壤侵蚀的影响,揭示其作用机理,对明确生物结皮的水土保持功能,提高该地区坡面生物结皮土壤水土流失预报的准确性具有重要意义。
1生物结皮在红壤区中重要性生物土壤表皮结构主要被称为生物表皮,主要由是由地衣生物、藻类生物以及苔藓生物等部分以及其代谢产物构成,其与土壤颗粒捆绑、胶结组成一种较为复杂结构体。
结皮生物组成结构在光热、水分等比较恶劣条件下,表现为较强生命活性和忍耐力,并广泛存在于不同地域、不同气候区[2]。
生物结皮的分布主要受土壤、水分、干扰、海拔、地形、维管束植物群落和微环境等系列环境条件影响,其中受降雨特征和气温条件影响最为明显[3]。
毕业设计题目:土壤多孔介质热质传递过程数值模拟学生:学号:院(系):机电工程学院专业:指导教师:20 年 5 月 31 日陕西科技大学毕业论文任务书机电工程学院专业 1 班级学生:毕业设计(论文)题目:土壤多孔介质热质传递过程数值模拟完成期限:从年月日起到年月日课题的意义及培养目标:土壤是人类最基本的生产资料和生存环境之一,也是一种典型的多孔介质。
自然界土壤中物质和能量的迁移传递现象十分普遍,土壤中任一点的热量传递和物质(湿分)运移相互关联、相互作用,从而形成一个以土壤水运动为基础的复杂的热质传递系统。
该课题拟建立起能有效模拟土壤多孔介质内水、热、溶质传递运移的数学模型;对土壤多孔介质在各种大气环境、不同土壤物理结构条件下的热质传递过程进行数值模拟与分析,使学生掌握科学研究的基本程序,训练学生对所学知识综合应用和独立思考、分析、解决实际问题的能力,培养学生勇于创新的思想意识。
掌握撰写科技论文的格式与方法。
论文所需收集的原始数据与资料:1:查找土壤多孔介质的物理结构参数,通过一些资料,统计土壤多孔介质热质传递过程中不同时刻试样内部的含水量。
2:收集土壤多孔介质内部热质传递过程的资料初步掌握一些传热传质机理。
查阅在风吹日晒雨淋条件下土壤多孔介质热质传递相关资料,并做初分析;3:搜集ANSYS的相关资料及计算机仿真模拟的相关知识。
课题的主要任务(需附有技术指标要求):分析土壤多孔介质热质传递过程中的水分迁移机理;确定土壤多孔介质相关的物理参数;采用计算机软件ANSYS进行模拟,包括:1)建立起能有效模拟土壤多孔介质内水、热、溶质传递运移的数学模型;2)对土壤多孔介质在各种大气环境、不同土壤物理结构条件下的热质传递过程进行数值模拟与分析;3)对模拟结果进行分析与讨论最后得出结论。
设计进度安排及完成的相关任务(以教学周为单位):周次论文任务及要求第 1~2 周搜集与课题相关的资料第 3~4 周分析土壤多孔介质热质传递过程中的水分迁移机理第 5~6 周确定土壤多孔介质相关的物理参数第 7~9 周对土壤中的温度场、湿度场建模第 10~11周不同土壤物理结构条件下的热质传递过程模拟第 12~14周模拟结果分析,编写论文第 15 周复习梳理知识,准备答辩工作。