發(fā)布時間：2021-03-08 23:18

　　自然條件下,連續(xù)的陰雨天氣會使耕作層土壤處于浸泡狀態(tài),即使是坡耕地土壤也會由于犁底層或弱透水巖層的存在使耕層出現(xiàn)近地表水流（壤中流）,使土壤含水量處于田間持水量與飽和含水量之間的近飽和狀態(tài)。處于近飽和狀態(tài)的土壤由于侵蝕敏感性的增強(qiáng)會導(dǎo)致更強(qiáng)烈的侵蝕危害,值得進(jìn)一步研究。細(xì)溝侵蝕作為土壤坡面侵蝕的主要形式之一,是侵蝕泥沙輸送的關(guān)鍵途徑,國內(nèi)外學(xué)者對其進(jìn)行了深入的研究與探討,但對其形成近飽和坡面后侵蝕過程的研究較少關(guān)注,更沒有系統(tǒng)的理論體系與完善的研究方法。鑒于此,本研究采用室內(nèi)水流模擬沖刷試驗的方法,通過構(gòu)建土槽供水裝置模擬土壤持續(xù)處于近飽和狀態(tài),系統(tǒng)地研究了近飽和土壤細(xì)溝剝蝕過程、輸沙過程、侵蝕過程特征,進(jìn)一步建立了相關(guān)過程模型并對比了其與非飽和狀態(tài)土壤（土壤含水量處于田間持水量以下,土壤顆粒在毛管力或水合作用下處于吸持狀態(tài)）之間的差異,在此基礎(chǔ)上通過WEPP模型中土壤侵蝕產(chǎn)沙數(shù)學(xué)模型理論,揭示了近飽和與非飽和土壤侵蝕過程中徑流與土體之間相互作用的力學(xué)機(jī)理,明確了近飽和土壤顆粒受力機(jī)理及其侵蝕過程中泥沙分布分選、搬運機(jī)制。本研究主要得出以下幾點結(jié)果:（1）近飽和土壤細(xì)溝剝蝕率隨水流含沙... 

【文章來源】：西南大學(xué)重慶市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：146 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

細(xì)溝侵蝕（左圖來源于百度圖片，右圖來源于項目實施點實景拍攝）

西南大學(xué)博士學(xué)位論文182.6材料與方法2.6.1試驗材料供試土壤采于重慶市北碚區(qū)龍鳳溪某坡耕地（29°48′39′′N，106°25′27′′E）（圖2-2），屬沙溪廟組灰棕紫泥。該地區(qū)屬亞熱帶濕潤氣候，年平均氣溫18.2℃，年平均降水量1105mm，分布不均勻，大部分降水集中在夏季，占年降水量的70%。試驗前對農(nóng)業(yè)活動進(jìn)行調(diào)查，細(xì)溝侵蝕多發(fā)生在研究區(qū)范圍內(nèi)的坡耕地。因此室內(nèi)模擬沖刷試驗填土容重以研究區(qū)坡耕地表層土壤容重均值作為參考值，約為1.3gm-3。土壤顆粒組成采用MS2000激光粒度分析儀（英國馬爾文公司生產(chǎn)，粒級精度0.01-2000um）分析，粘粒含量13.00%（<0.002mm），粉粒含量33.91%(0.05-0.002mm)，砂粒含量53.09%(>0.05mm)，屬于砂壤土，供試土壤基礎(chǔ)物理性質(zhì)見表2-1。正式試驗前，將晾曬好的土壤中的草根、石塊等進(jìn)行清除后過10mm篩。2表2-1供試土壤基礎(chǔ)理化性質(zhì).Table2-1Thephysicochemicalpropertiesofthetestsoil.土壤質(zhì)地Textureclass粒徑分布與百分含量Particlesizeclassification(mm)andfractionalcontent(%)pH有機(jī)質(zhì)SOM（gkg-1）粘粒Clay(<0.002mm)粉粒Silt(0.002-0.05mm)細(xì)砂Finesand(0.05-0.25mm)粗砂Coarsesand(>0.25mm)砂壤土Sandyloam13.00±0.2433.91±1.0141.53±1.2511.56±0.197.96±0.023.23±0.04注：所提供的數(shù)據(jù)是基于三個重復(fù)試驗的平均值±標(biāo)準(zhǔn)差。Note:Thepresenteddatarepresentthemean±thestandarddeviationandarebasedonthreereplicates.2.6.2試驗設(shè)計及依據(jù)試驗選在中國農(nóng)業(yè)大學(xué)水利試驗大廳進(jìn)行，采用室內(nèi)水流沖刷進(jìn)行限定性細(xì)溝模擬實驗，共設(shè)計3個流量（2、4和8Lmin-1）；4個坡度（5°、10°、15°和20°）；兩種土壤狀態(tài)（近飽和與非飽和狀態(tài)）；8

西南大學(xué)博士學(xué)位論文20在隔槽鋼板兩側(cè)涂上凡士林并黏上相同的供試土壤以盡可能減少因為土槽隔板產(chǎn)生的邊界效應(yīng)。隨后在各條細(xì)溝土槽內(nèi)部土工布上方均勻填入供試土壤，填土深度為20.0cm用以模擬耕作層，分4層裝填并逐層打毛，填土容重控制在1.3gcm-3，每層填裝完畢后均將土壤表面打毛以接近天然糙度。用防水記號筆在擋板上標(biāo)記好填土位置，以保證重復(fù)試驗填土的一致性。隔槽鋼板側(cè)土壤輕微突起，中間略低，使土壤表面呈淺“U”形，從而消除鋼板對水流的導(dǎo)向作用。填土結(jié)束后（圖2-3a）測定實際填土容重為1.28±0.02gcm-3。5圖2-3試驗土槽示意圖.Fig.2-3Diagrammaticsketchofthetestflume.6圖2-4犁底層布設(shè)示意圖及典型設(shè)計圖.Fig.2-4Typicalloadingdiagramsofpowpanlayer.2.6.4試驗過程與步驟2.6.4.1近飽和狀態(tài)處理過程近飽和狀態(tài)處理包系統(tǒng)括一套與土槽相連的供水裝置，其工作原理與Huang等[139]學(xué)者提出的一致，弱透水層內(nèi)布設(shè)的每根PVC滲流管都連接有一個垂直向的供水管（圖2-5）[38]，供水管高度與供試土壤填入高度平齊，依據(jù)“U型管”原理，使得當(dāng)供水管內(nèi)充滿水時，水位a①②①②底部PVC滲流管bab

【參考文獻(xiàn)】：
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[6]紫色土細(xì)溝侵蝕水動力學(xué)特征及與黃綿土對比研究[D]. 羅幫林.西南大學(xué) 2016
[7]降雨驅(qū)動下侵蝕泥沙顆粒分選特征及搬運機(jī)制[D]. 王劍.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2015
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[10]降雨誘發(fā)的滑坡作用機(jī)制研究[D]. 吳仁銑.中南大學(xué) 2013



本文編號：3071832