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基于能量分析的不同类型土壤抗侵蚀特征研究

作　者: 张媛静
导　师: 张平仓
学　校: 长江科学院
专　业: 水力学及河流动力学
关键词: 模拟降雨 放水冲刷 土壤侵蚀 可蚀性系数K_E 能量消耗
分类号: S157
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 55次
引　用: 1次
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内容摘要


土壤的抗侵蚀性反映了土壤对侵蚀的敏感程度。本文通过进行人工模拟降雨实验、不同尺度的放水冲刷实验,基于能量角度,建立了土壤抗侵蚀性指标——土壤可蚀性系数KE,计算了不同土壤的KE值,对比分析了中国水蚀区主要侵蚀性土壤黄土、黑土、紫色土、红壤抵抗侵蚀能力的差异,探讨了影响土壤侵蚀能量损耗的因素,主要结论如下:(1)对比分析了黄土、黑土、紫色土和红壤的成因及结构特征,其土壤本身结构特征的差异是土壤抵抗侵蚀过程存在差异的内在基础。(2)选取坡度10°,以雨强1.6mm/min和放水流量3.6L/min分别对比了上述四种不同土壤类型在不同水动力条件下的侵蚀过程,得出黄土的单位径流产沙量最大,红壤最小。研究认为土壤抵抗侵蚀能力的差异主要与土壤的颗粒组成、有机质含量以及土壤容重有关。(3)从侵蚀能量消耗的角度提出了土壤抵抗侵蚀的指标——土壤可蚀性系数KE。KE值的大小反应了土壤抵抗侵蚀能力的强弱,KE值越大,土壤可蚀性越强,抵抗侵蚀的能力越弱。并根据试验结果计算得出土壤的可蚀性系数KE值相对稳定,黄土>黑土>紫色土>红壤。(4)坡面侵蚀的发生存在有一定的临界能量消耗。不同种类土壤由于其土壤性质不同,坡面发生侵蚀需要的临界能量值不同。点绘坡面径流侵蚀产沙量和径流能耗之间的关系,得出供试土壤的临界能耗值红壤>紫色土>黑土>黄土。对可蚀性系数KE和抗冲系数Kc进行了转化,基于前人建立的抗冲系数Kc与理化性质的关系式,得出了可蚀性系数KE的计算式。(5)分析了影响土壤侵蚀能量消耗的影响因素,认为土壤侵蚀能量消耗过程应与土壤颗粒组成、有机质含量及土壤容重等因子有关。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章 绪论  9-17
  1.1 论文选题的目的和意义  9-10
  1.2 土壤抗侵蚀国内外研究现状  10-15
    1.2.1 国外土壤因子研究  10-12
    1.2.2 国内土壤可蚀性K 因子研究现状  12-14
    1.2.3 存在的问题和研究趋势  14-15
  1.3 研究技术路线及方法  15-17
    1.3.1 研究目标  15
    1.3.2 研究内容  15-16
    1.3.3 技术路线  16-17
第二章 试验方法与设计  17-23
  2.1 人工模拟降雨试验  17-19
  2.2 放水冲刷实验  19-21
  2.3 抗冲槽实验  21-23
第三章 中国水蚀区代表性土壤基本特征  23-28
  3.1 土种类型  23-24
    3.1.1 土壤来源  23-24
    3.1.2 土壤理化性质测试  24
  3.2 不同类型土壤分布及成因对比  24-26
    3.2.1 黄土成因与分布  24-25
    3.2.2 黑土成因与分布  25
    3.2.3 紫色土成因与分布  25
    3.2.4 红壤成因与分布  25-26
  3.3 不同类型土壤颗粒组成及结构特征对比  26-27
    3.3.1 黄土颗粒组成及结构特征  26
    3.3.2 黑土颗粒组成及结构特征  26-27
    3.3.3 紫色土颗粒组成及结构特征  27
    3.3.4 红壤颗粒组成及结构特征  27
  3.4 本章小结  27-28
第四章 不同水动力条件下土壤抗侵蚀性特征分析  28-36
  4.1 人工模拟降雨下不同类型土壤侵蚀特征对比分析  28-31
  4.2 放水冲刷条件下不同类型土壤侵蚀特征对比分析  31-33
  4.3 不同土壤抗侵蚀差异原因分析  33-35
  4.4 本章小结  35-36
第五章 基于能量分析的土壤可蚀性指标的建立及计算  36-50
  5.1 基于能量分析角度的土壤可蚀性K_E值建立  36-37
    5.1.1 坡面侵蚀能量分析  36-37
    5.1.2 可蚀性系数K_E的提出  37
  5.2 放水试验条件下土壤可蚀性系数K_E值计算  37-43
    5.2.1 计算方法  37-39
    5.2.2 计算结果  39-43
  5.3 侵蚀发生的临界条件  43-46
  5.4 可蚀性系数 K_E值与抗冲系数 K_C的转换  46-49
    5.4.1 抗冲槽试验结果  46
    5.4.2 四种土壤可蚀性系数K_E与抗冲系数K_C之间的转化  46-48
    5.4.3 K_E 值与土壤理化性质的关系  48-49
  5.5 本章小结  49-50
第六章 不同土壤抗侵蚀特征分析  50-54
  6.1 不同土壤可蚀性系数K_E值对比分析  50-51
  6.2 土壤侵蚀过程的能量损耗分析  51-53
    6.2.1 损耗能量的去向  51-52
    6.2.2 影响能量损耗的因素分析  52-53
  6.3 本章小结  53-54
第七章 结论与展望  54-56
  7.1 主要结论  54
  7.2 研究展望  54-56
参考文献  56-59
附录  59-60
致谢  60

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中图分类: > 农业科学 > 农业基础科学 > 土壤学 > 水土保持
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