黃土坡面徑流侵蝕動(dòng)力學(xué)及養(yǎng)分流失特征研究.pdf

1、黃土區(qū)水土養(yǎng)分流失直接加劇了土壤質(zhì)量下降和農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染，本文通過(guò)野外人工降雨試驗(yàn)，研究了降雨條件下黃土坡面土壤侵蝕及養(yǎng)分流失規(guī)律，并進(jìn)一步分析了描述徑流泥沙及養(yǎng)分運(yùn)移規(guī)律的數(shù)學(xué)模型。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴雨型對(duì)坡面總產(chǎn)流量、產(chǎn)沙量及三種養(yǎng)分流失量的影響均表現(xiàn)為：均勻型<增強(qiáng)型<峰值型<減弱型；雨強(qiáng)在不同發(fā)生時(shí)序下，雨強(qiáng)相同時(shí)其發(fā)生時(shí)序在第一階段時(shí)產(chǎn)沙率及養(yǎng)分流失率較大，而產(chǎn)流率較??；在不同雨型下可用指數(shù)函數(shù)來(lái)描述單寬流量與

2、產(chǎn)沙率之間的關(guān)系，用二次函數(shù)來(lái)描述單寬流量與養(yǎng)分流失率之間的關(guān)系；不同雨型條件下，水力學(xué)參數(shù)中雷諾數(shù)及流速對(duì)產(chǎn)沙率及養(yǎng)分流失率的影響相對(duì)較大；不同雨型下水蝕動(dòng)力參數(shù)對(duì)產(chǎn)沙率及養(yǎng)分流失率的影響均表現(xiàn)為：剪切力<單位水流功率<水流功率；⑵在間歇性降雨條件下隨降雨次數(shù)的增加產(chǎn)流率呈增大趨勢(shì)，產(chǎn)沙率及養(yǎng)分流失率均呈減小趨勢(shì)。在施加羧甲基纖維素鈉(CMC)條件下，隨著施用量的增加產(chǎn)流率呈先減小再增大趨勢(shì)，產(chǎn)沙率及養(yǎng)分流失率均呈減小趨勢(shì)。⑶聯(lián)立并求

3、解了降雨入滲模型、坡面產(chǎn)流模型及泥沙輸運(yùn)模型，并利用matlab編寫(xiě)模型計(jì)算程序，模擬計(jì)算了坡地的產(chǎn)流產(chǎn)沙過(guò)程。通過(guò)野外模擬降雨試驗(yàn)數(shù)據(jù)與模型計(jì)算值之間的對(duì)比驗(yàn)證了模型的可靠性，最后利用模型模擬了在不同雨強(qiáng)、坡度、坡長(zhǎng)及土壤前期含水率條件下的坡面出口處的單寬流量、含沙率、總產(chǎn)沙量及坡面平均流速、平均水深的變化規(guī)律。⑷以有效混合深度模型為基礎(chǔ)，將模型中混合系數(shù)考慮為冪函數(shù)衰減形式并建立相應(yīng)計(jì)算公式，通過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)可以更好的描述坡面徑流養(yǎng)分流