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长江上游紫色土坡面径流调控研究

作　者: 罗惠敏
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: 长江上游 紫色土 地表径流 壤中流 虾子岭 径流调控
分类号: S157
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


针对长江上游紫色土坡耕地量大面广,水土流失严重,严重制约区域特别是山区农村的社会经济可持续发展等问题,通过人工模拟降雨实验研究了紫色土坡面产流产沙过程,建立了紫色土坡面壤中流模型,以虾子岭小流域为例提出了长江上游紫色土坡面径流调控体系。主要结论如下:(1)在实验条件下,紫色土坡面地表累积径流量与实验时间呈幂函数关系,其一般表达形式为: y = mt~n(m、n为系数,t为产流后至实验结束时的时间)。在一定雨强下,壤中流总量随坡度的变化呈先增大后减小的趋势,在10°左右壤中流总量达到最大;在相同坡度条件下,壤中流总量随雨强的变化规律为先增大后减小。(2)在实验条件下,紫色土坡面累积产沙量随降雨时间的延长而增大,增加速率逐渐减小。相同坡度下,输沙率和含沙量都随雨强的增大而增大。相同雨强下,坡度越大,坡面水流的冲刷能量、搬运泥沙的能力和径流输沙率也越大,但当雨强较大的情况下,各坡度坡面的输沙率变化波动性强。(3)在实验条件下,地表径流侵蚀产沙过程分为溅蚀阶段、细沟间侵蚀阶段、细沟侵蚀阶段三个过程。产沙量先逐渐增加,出现峰值后,逐渐趋于稳定。壤中流的产生滞后于地表径流,但持续时间长,降雨停止后依然存在,且最后收集到得壤中流中含有大量泥沙。(4)通过对壤中流形成机理进行分析,以水量平衡和动力学假设为基础,利用数学方法建立了紫色土坡面壤中流模型,并用实验实测数据对其进行了检验,结果表明,所建立的壤中流模型可以较好模拟紫色土坡面壤中流出流过程,结果令人满意。(5)以虾子岭小流域为例,根据坡面径流调控原则,针对现有坡面径流调控体系存在的问题,提出了坡面径流梯级网络化调控技术体系,通过效益分析证明效果良好。

全文目录


摘要  4-6
ABSTRACT  6-10
第一章 绪论  10-23
  1.1 研究背景与意义  10-11
  1.2 国内外研究进展  11-20
    1.2.1 坡面产流机制  11-16
    1.2.2 坡面侵蚀产沙机理  16-17
    1.2.3 坡面径流调控措施  17-19
    1.2.4 存在问题与研究趋势  19-20
  1.3 研究目标与内容  20-21
    1.3.1 研究目标  20
    1.3.2 研究内容  20-21
  1.4 技术路线  21-23
第二章 紫色土坡面产流产沙过程  23-36
  2.1 紫色土研究概况  23-25
    2.1.1 紫色土的基本概况  23-24
    2.1.2 紫色土的侵蚀类型和特点  24-25
  2.2 试验方法与设计  25-27
  2.3 试验结果分析  27-34
    2.3.1 坡面产流过程及特征  27-31
    2.3.2 坡面径流侵蚀产沙过程及特征  31-34
  2.4 本章小结  34-36
第三章 紫色土坡面壤中流模型的建立  36-48
  3.1 壤中流形成机理  36-40
    3.1.1 饱和下渗条件下壤中流的形成  36-38
    3.1.2 非饱和下渗条件下壤中流的形成  38-40
    3.1.3 壤中流产生条件  40
  3.2 紫色土坡面壤中流模型  40-47
    3.2.1 模型建立  40-45
    3.2.2 模型验证  45-47
  3.3 本章小结  47-48
第四章 坡面径流调控体系——以虾子岭小流域为例  48-70
  4.1 坡面径流调控的意义  48
  4.2 虾子岭示范区小流域径流量和作物需水量评估  48-56
    4.2.1 示范区概况  48-49
    4.2.2 示范区小流域地表径流量分析  49-52
    4.2.3 示范区小流域壤中流分析  52-54
    4.2.4 示范区作物需水规律及土壤水分平衡  54-56
  4.3 坡面截排水沟体系设计  56-59
    4.3.1 紫色土坡耕地细沟侵蚀临界坡长  57-58
    4.3.2 基于临界坡长的新型截排水沟改造技术  58-59
  4.4 虾子岭示范区坡面径流梯级网络化调控技术体系构建  59-67
    4.4.1 示范区现有的坡面径流调控体系存在的不足之处  60-61
    4.4.2 示范区梯级网络化调控技术体系试验示范  61-67
  4.5 效益分析  67-69
  4.6 本章小结  69-70
第五章 结论与展望  70-72
  5.1 主要结论  70-71
  5.2 研究展望  71-72
参考文献  72-75
附录  75-76
致谢  76

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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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