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人工降雨系统:不合降雨模式下石灰土坡地地表侵蚀特色!_泥土_喀斯特

南宫静远 2024-12-26 04:13:08 0

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中国雨作为土壤侵蚀的直接动力因子,通过雨滴击溅土南方喀斯特地区土壤的形成,深受碳酸盐岩母岩及 壤表层,使土壤颗粒发生分离,同时降雨形成的径流长期喀斯特浸染的影响,具有独特的成土过程 。
对分离后的土壤颗粒进行搬运和冲刷,而终极导致独特的成土过程是造成该地区水土流失落分外性的另 土壤颗粒的迁移和养分的流失落 。
从地表来说,中国南方喀斯特地貌陡峻而破碎,有较大的地表切割度和地形坡度,为水土流失落供应了动力潜能 。
其余,坡地基岩露头多,由石质和土质相间组成。
袒露岩面能形成一种分外的产流、汇流机制,这也是该地区水土流失落强烈的一个主要缘故原由。
从地下来说,降水的渗漏是导致土壤地下遗漏的诱因之一,为其供应了水动力条件。
喀斯特环境中分外的地貌、水文成分造成了独特的二元构造 ,地下喀斯特地貌为喀斯特水所塑造,但地下喀斯特地貌又是喀斯特水的紧张赋存场所之一 。

土壤侵蚀规律的研究表明,土壤侵蚀预报模型的建立以及其他水土保持方法的效益评价,都离不开大量的科学数据的不雅观测、积累和剖析 ,但是依赖自然降雨网络到的干系数据存在很大的局限性 :一方面在自然条件下,降雨的一些特色参数( 降雨强度、降雨量、降雨侵蚀力等) 自身稳定性较差,且受外界气候条件影响较大;另一方面试验数据的网络周期较长,特殊是在一些干旱少雨的北方地区表现更为明显。
这些都严重制约着水土保持科学研究的发展。

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在水土保持研究事情中,用人工仿照降雨方法每每可在几天之内得到不同条件下的水文特色和水土保持效果 。
人工仿照降雨方法可以填补在自然降雨条件下因环境变革而无法得到试验期内操持研究结果的不敷,并能进一步补充论证在自然降雨环境下得到的结果 。
利用仿照降雨装置进行试验已成为水土保持领域不可或缺的一个主要研究段,但在喀斯特地区水土流失落研究中运用很少。
笔者通过野外仿照降雨试验,研究不同降雨模式下石灰土坡地地表的侵蚀特色,以期为喀斯特地区土壤侵蚀过程研究奠定根本,为水土保持与生态培植供应科学依据。

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(图片来自网络侵删)

研究区域概况

研究区为贵州省贵阳市花溪区贵州大学苗圃附近的坡耕地。
花溪区位于贵阳市南郊,E106毅27忆 ~106毅52忆,N26毅11忆 ~ 26毅34忆。
全区地貌以山地和丘陵为主,地皮总面积 957. 6 km2 ,耕地面积 1 万 1 849hm2 。
全区现有森林面积 1. 18 hm2 ,森林覆盖率达到 32. 36% ,年均匀气温为 15. 3 益喀斯特地区土壤零散分布,集中采样较为困难,因此,在该.采样时,采样深度较大( 采样深度 0 ~ 1m),土壤肥力较低。
将土壤过直径 2. 5 cm 筛,过筛后反复翻滚将土壤只管即便地搅拌均匀备用。

试验方法

采取西安清远测控技能有限公司生产的 QYJY 501(502) 便携式全自动下喷式降雨设备和自行设计的可调孔裂隙度的钢槽完成试验。
钢制径流槽长、宽、高为 4 m 伊 1. 5 m 伊 0. 5 m。
为仿照喀斯特自然裸坡面,基岩采取 25 cm 旁边直径的石灰岩块石随机排列在钢槽中,再按野外自下而上实测的土壤紧实度均匀值,以每层 10 cm 厚度分 3 层回填,然后用木板夯实,担保岩石袒露率达到 7% ,土壤密度为1. 2 g / cm3 。
钢槽底部采取 2 块打孔的钢板来调节地下孔度,孔隙均匀分布,孔径均为 5 cm,试验所采取的地下孔度调度为 15% ,试验中坡度固定为 25毅。
结合贵州省实际情形,选择降雨量为 102 mm,降雨机喷头距地面高度 6 m,降雨强度由喷头掌握。
结合降雨设备的自身情形,将降雨模式设计为以下 6种类型:

模式一: 降雨强度分别为 2. 03、1. 00 mm / min,分别进行 30 min 降雨;

模式二: 降雨强度分别为 0.37、1 00 mm / min,分别进行 30 min 降雨;

模式三:均匀降雨强度 1. 13 mm / min,降雨韶光90 min;

模式四:均匀降雨强度 2. 03 mm / min,降雨韶光为 50 min;

模式五:均匀降雨强度 1. 00 mm / min,降雨韶光为 102 min;

模式六:均匀降雨强度 0. 37 mm / min,降雨韶光为 280 min。

试验开始前首先将降雨强度调到 0. 10 mm / min进行降雨,让土壤充分吸水达到饱和状态,即土壤有少量水渗出,至停滞降雨后土壤无水点渗出开始进行试验,以担保每场降雨试验初始条件同等。

每一场降雨完成后,改换表层 10 cm 土壤并达到试验哀求。
在地表径流出口和地下径流出口处用桶集流,间隔韶光进行了延长,每个地下径流样品同样采纳3 个重复,进行地下土壤流失落量的测定。
延续产流是指降雨停滞后,土壤连续产生径流的征象,延续产流侵蚀量( 也称延续产沙量) 是指在延续产流的过程中,在雨滴分离或径流冲刷下,土壤移动的总量。
延续产流只网络降雨完成后 15 min内的地表径流,同样进行土壤流失落量的测定。

将采集到的水样充分摇匀,分别取 50 和 100 mL 放入事先经干燥器干燥并称量过的烧杯中,再将烧杯放到电热板上蒸干,待水分蒸干后,再将烧杯放入干燥器内干燥20 min,然后经冷却后称量,通过所得数据算出泥沙体积浓度,即单位体积泥沙质量。

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