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川中紫色土丘陵区侵蚀性降雨及侵蚀特征研究

作　者: 周大淜
导　师: 史东梅；熊明彪
学　校: 西南大学
专　业: 水土保持与荒漠化防治
关键词: 紫色土川中侵蚀性降雨降雨侵蚀力临界值侵蚀特征
分类号: S157
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

降雨侵蚀是降雨和土壤相互作用的结果,降雨是侵蚀的动力,土壤是被侵蚀的对象。在川中紫色土地区,降雨是最主要的土壤侵蚀动力。降雨侵蚀力就反映了降雨的这种作用,它是指降雨引起土壤侵蚀的潜在能力,是降雨特性的函数。紫色土丘陵区由于生态环境脆弱,垦殖率高,坡耕地多等特点,水土流失较严重。对紫色土的侵蚀性降雨和侵蚀特征进行研究是了解和掌握土壤侵蚀规律的基础,同时也为紫色土地区水土保持综合治理提供理论基础和技术支撑。本文以研究区域降雨资料和5°、10°、15°、20°和25°五种不同坡度的径流观测小区水土流失观测数据为基础,系统研究了川中丘陵区降雨特征、降雨侵蚀力、坡耕地土壤侵蚀特征及侵蚀影响因子。研究结果表明：(1)川中遂宁水土保持试验站多年平均降雨量为908.78mm,平均降雨日数为111.29日,全年有30%天数存在降雨。根据皮尔逊Ⅲ型曲线分析,1%年份年降雨量为1389.70mm,年最大日降雨量为281.20mm；5%年降雨量为1231.63mm,年最大日降雨量为204.45mm；50%年降雨量为897.17mm,年最大日降雨量为88.73mm；95%年降雨量为625.52mm,年最大日降雨量为49.37mm。全年6月、7月、8月是降雨最为集中的月份,分别占全年降雨量的18.23%、17.79%、17.34%,共计53.37%,12月及次年1月、2月降雨量约45.1mm,仅占全年4.96%。各类型降雨量中,中雨为263mm,小雨为258.74mm,共占全年降雨量的60%,暴雨、大暴雨、特大暴雨降雨量为162.03mm,占全年降雨量的18%。各类型降雨次数中,小雨占年总降雨次数的79%,其次为中雨占15%。小雨事件各月份均有发生,中雨仅1月份没有发生记录,大雨主要发生在4-11月,暴雨发生在4-9月,大暴雨及特大暴雨主要发生在6月、8月。(2)研究区多年平均降雨侵蚀力值为4436.29MJ·mm／hm2·h),降雨侵蚀力标准差为2206.51,偏差系数Cv为0.50。根据皮尔逊Ⅲ型曲线分析,1%年降雨侵蚀力为12276.08 MJ·mm／(hm2·h),5%年降雨侵蚀力为8822.83 MJ·mm／(hm2·h),75%年降雨侵蚀力为2853.40 MJ·mm／(hm2·h)。降雨侵蚀力值年内分布呈现单峰型,8月份降雨侵蚀力值达到最大,为1213.18MJ·mm(hm2·h),6、7、8三个月的降雨侵蚀力值占全年的73.63%。年降雨量及R值进行相关分析,得出相关系数r值为0.928,显著性水平为极显著。通过对月降雨侵蚀力与各类雨型月降雨量进行相关分析发现降雨侵蚀力与大雨暴雨量相关程度最高,相关系数r为0.985,其次为与中雨～暴雨雨量相关系数为0.976。(3)通过对不同坡度在2001～2004年内产生侵蚀的降雨次数进行频数分析发现,坡度对一定时段内的降雨事件引起侵蚀与否具有极显著的影响。根据侵蚀特征拟定了川中紫色土丘陵区5°、10°、15°、20°、25°坡耕地土壤侵蚀降雨量临界值分别为48mm、37.6mm、33.2mm、32.4mm、24.2mm；平均雨强临界值分别为5.26mm／h、5.20 mm／h、4.86 mm／h、4.51mm／h、4.63mm／h。(4)对土壤侵蚀特征进行分析,发现年土壤侵蚀量与年降雨量之间的关系并不明显。对各月份内不同类型降雨雨量和月内侵蚀量进行分析,5°小区观测资料显示,侵蚀量与中雨、大雨、暴雨之间相关性逐渐增强,相关系数r分别为0.787、0.842、0.912;10°小区观测资料显示,侵蚀量与中雨、大雨、暴雨之间相关性先增强再减弱,相关系数r分别为0.706、0.776、0.773：15°小区观测资料显示,侵蚀量与中雨、大雨、暴雨之间相关性也先增强再减弱,相关系数r分别为0.775、0.821、0.801；20°小区观测资料显示,侵蚀量与中雨、大雨、暴雨之间相关性逐渐增强,相关系数r分别为0.779、0.791、0.853；25°小区观测资料显示,侵蚀量与中雨、大雨、暴雨之间相关性先减弱再增强,相关系数r分别为0.757、0.754、0.825。总体而言,大雨、暴雨与侵蚀量之间关系最为密切。(5)通过相关分析,发现坡度与年侵蚀量相关系数r为0.749,再根据各月份侵蚀量与坡度关分析发现,4月、5月、6月、9月相关系数r均达到0.93以上,7月相关系数较低仅为0.242,8月相关系数为0.738。做各月份侵蚀量与R值散点图发现,只有当月R值达到900MJ·mm/(hm2·h)以上是才产生较大侵蚀。通过相关分析得知,各坡度小区降雨侵蚀力与月侵蚀量均表现出较高相关程度,相关系数r值均达到0.8以上,特别是在5°、10°、15°小区相关系数均r为达到0.9。土壤侵蚀与降雨侵蚀力、坡度等因素均有较为密切的关系,通过一次函数回归分析得出月土壤侵蚀量的经验公式。

全文目录

摘要  5-7
ABSTRACT  7-10
第1章文献综述  10-20
  1.1 侵蚀性降雨研究概况  10-12
  1.2 降雨侵蚀力研究概况  12-15
  1.3 紫色土地区侵蚀特征研究  15-19
  1.4 存在问题及研究展望  19-20
第2章研究材料与方法  20-23
  2.1 研究内容及意义  20-21
  2.2 研究区概况  21-22
  2.3 研究方法  22-23
第3章降雨特征分析  23-35
  3.1 年际变化分析  23-29
  3.2 降雨年内分布  29-31
  3.3 降雨雨型分析  31-34
  3.4 小结  34-35
第4章降雨侵蚀力分析  35-43
  4.1 降雨侵蚀力计算  35-36
  4.2 降雨侵蚀力分析  36-42
  4.3 小结  42-43
第5章土壤侵蚀特征及侵蚀因子分析  43-57
  5.1 土壤侵蚀特征分析  43-44
  5.2 坡耕地侵蚀性降雨临界值研究  44-49
  5.3 土壤侵蚀影响因子  49-55
  5.4 小结  55-57
第6章结论  57-60
  6.1 结论  57-58
  6.2 讨论  58-60
参考文献  60-63
致谢  63-64
参与科研课题及论文发表情况  64

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