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红壤和紫色土坡面加速侵蚀过程研究

作　者: 陈展鹏
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: 红壤紫色土扰动土产流产沙侵蚀率坡面侵蚀加速侵蚀系数侵蚀方式
分类号: S157
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

红壤和紫色土是长江中上游地区的两种最具代表的水蚀性土壤,目前该区域土壤厚度普遍仅30～50cm,只为黄土的1/200,在强烈的侵蚀作用下有限的土壤资源将很快流失殆尽。随着开发建设项目的大量增加,尤其是长江流域红壤、紫色土等主要水蚀区域,人们迫切需要对其造成的土壤侵蚀严重区域进行合理、科学的综合治理。因此,保护红壤和紫色土及防治其水土流失具有重要的意义。本论文主要针对原状和扰动的红壤、紫色土坡面侵蚀过程展开研究,根据开发建设项目水土流失自身的特点,力图阐明其水土流失机制,并推求加速侵蚀系数。本研究利用人工模拟降雨实验和径流小区、侵蚀槽的手段实测原状红壤、紫色土和扰动红壤、紫色土在不同坡度、不同雨强情况等条件下的产流产沙相关数据,并结合原状和扰动的红壤、紫色土的理化性质,通过比较分析原状红壤、紫色土和扰动红壤、紫色土的侵蚀过程、侵蚀率及其影响因素,得到其主要结论如下:(1)原状和扰动红壤、紫色土的初始产流时间均随着雨强的增大而缩短,相同情况下,红壤的初始产流时间比紫色土短,也就是说红壤坡面产流速度快于紫色土。(2)原状红壤、紫色土的产流过程受雨强的影响较大;相同的情况下,红壤径流小区的地表径流深大于紫色土径流小区。扰动红壤和紫色土产流过程比较相似,在坡度相同时地表径流深的随雨强的增大而增大。(3)原状红壤和紫色土的产沙过程随降雨历时的变化不尽相同:红壤径流小区产沙量均随降雨的进行逐渐增大至峰值,而后随着降雨过程波动;紫色土小区在0.8mm/min雨强下的整体趋势较平稳且无较大波动,但在1.1和1.4mm/min雨强下产沙量先随降雨历时逐渐增大到峰值,之后呈现下降趋势。扰动红壤和紫色土的产沙过程较为相似,在坡度相同时产沙量随雨强的增大而增大。(4)原状红壤和紫色土的侵蚀率有较大差异,小雨强时(0.8mm/min),红壤的侵蚀率大于紫色土;中大雨强时(1.1和1.4mm/min)与之相反。扰动红壤和紫色土的侵蚀率都表现出相似的规律,既侵蚀率随着雨强和坡度的增大而增大。(5)扰动红壤的加速侵蚀系数大多随着坡度的增加而降低。紫色土的加速侵蚀系数在20°坡15min时段达到最大,在此坡度条件下符合规律:45min时段加速侵蚀系数<30min时段加速侵蚀系数<15min时段加速侵蚀系数。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-10
第一章绪论  10-22
  1.1 研究目的及意义  10-11
  1.2 国内外研究现状  11-19
    1.2.1 开发建设项目水土流失研究现状及分析  11-14
    1.2.2 坡面侵蚀研究现状及分析  14-19
    1.2.3 存在的问题和研究趋势  19
  1.3 研究目标与研究内容  19-20
    1.3.1 研究目标  19-20
    1.3.2 研究内容  20
  1.4 研究方法与技术路线  20-22
第二章试验区概况与试验设计  22-26
  2.1 试验设计  22
  2.2 试验装置  22-24
    2.2.1 原状红壤和紫色土试验  22-23
    2.2.2 扰动红壤和紫色土试验  23-24
  2.3 试验方法  24-25
    2.3.1 原状红壤和紫色土试验  24-25
    2.3.2 扰动红壤和紫色土试验  25
  2.4 供试土壤及理化性质  25-26
第三章原状红壤和原状紫色土坡面侵蚀规律分析  26-36
  3.1 初始产流时间对比  26-28
  3.2 产流过程对比  28-29
  3.3 产沙过程对比  29-30
  3.4 侵蚀率比对  30-32
  3.5 土壤侵蚀率影响因素的分析  32-34
    3.5.1 雨强对土壤侵蚀率的影响分析  32-33
    3.5.2 坡度对土壤侵蚀率的影响分析  33-34
  3.6 小结  34-36
第四章扰动红壤和扰动紫色土坡面侵蚀规律分析  36-45
  4.1 初始产流时间对比  36-37
  4.2 产流过程对比  37-38
    4.2.1 红壤扰动土产流过程分析  37-38
    4.2.2 紫色土扰动土产流过程分析  38
  4.3 产沙过程对比  38-40
    4.3.1 红壤扰动土产沙过程分析  38-39
    4.3.2 紫色土扰动土产沙过程分析  39-40
  4.4 侵蚀率对比  40-42
  4.5 土壤侵蚀率影响因素的分析  42-44
    4.5.1 雨强对土壤侵蚀率的影响分析  42
    4.5.2 坡度对土壤侵蚀率的影响分析  42-43
    4.5.3 雨强、坡度对土壤侵蚀率的关系分析  43-44
  4.6 小结  44-45
第五章扰动红壤、紫色土加速侵蚀系数的测算  45-49
  5.1 土壤侵蚀模数加速侵蚀系数的测算及分析  45-47
  5.2 加速侵蚀系数对比分析  47-48
  5.3 小结  48-49
第六章结论与展望  49-51
  6.1 主要结论  49-50
  6.2 展望  50-51
参考文献  51-54
附录  54-55
致谢  55

红壤和紫色土坡面加速侵蚀过程研究

内容摘要

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