红壤坡地侵蚀产沙及养分流失模拟研究
作者： 张丽萍 著
出版时间：2019年版
内容简介
《红壤坡地侵蚀产沙及养分流失模拟研究》系统介绍了红壤坡地侵蚀产沙及养分流失过程试验及规律性结论。《红壤坡地侵蚀产沙及养分流失模拟研究》基于农业土地利用的主要类型及影响侵蚀产沙和养分流失的主要影响因子，从总体试验设计到具体试验安排，从降雨的再分配到坡面径流的产沙，从泥沙分离到泥沙输移，从养分流失到水体富营养化影响，进行了逐步的机理分析和宏观规律的讨论。遵循试验研究为生产建设服务的宗旨，探讨了室内模型试验数据的生产实际应用的转化问题，理清了转化系数的推求思路。最后，在试验数据和研究结论的基础上，总结了红壤坡地水力侵蚀的多方位调控和流域系统宏观的水土流失防护体系的优化设计方法。
目录
目录
前言
第1章 红壤坡地开发利用现状与水土流失特征 1
1.1 浙江省红壤坡地开发利用现状 1
1.1.1 浙江省红壤区的自然条件 1
1.1.2 浙江省红壤坡地主要开发利用类型 2
1.1.3 浙江省红壤坡地土地利用类型的动态变化 3
1.2 红壤坡地开发过程中的水土流失特征 5
1.2.1 红壤坡地是水土流失发生的主体 6
1.2.2 红壤坡地不同土地利用方式的水土流失强度 7
1.2.3 水土流失与土地利用方式动态变化的耦合性 8
1.2.4 浙江省水土流失特征及成因 9
1.3 红壤坡地侵蚀产沙及养分流失过程研究的重要性 10
1.3.1 研究意义 10
1.3.2 研究内容 11
1.3.3 研究方法 11
主要参考文献 12
第2章 试验设计 13
2.1 降雨装置和雨强的选择 13
2.1.1 降雨设备 13
2.1.2 雨强设定 14
2.1.3 降雨均匀度计算 15
2.2 降雨径流场地的设置 16
2.2.1 野外原位试验径流小区的设计 16
2.2.2 室内人工模拟降雨试验径流槽的设计 16
2.3 试验用土要求 18
2.3.1 径流槽试验用土的填充要求 18
2.3.2 试验用土的主要测试指标 18
2.4 试验过程和指标测试 19
2.4.1 试验过程 19
2.4.2 测定指标 19
2.5 本章 小结 20
主要参考文献 20
第3章 红壤坡地降雨产流过程模拟 21
3.1 坡地降雨的再分配原理介绍 21
3.2 坡度、植被覆盖度和雨强正交组合模拟坡面产流过程 22
3.2.1 试验设计与过程 22
3.2.2 坡面径流形成的三要素分析 22
3.2.3 径流量的变化过程 25
3.2.4 结论 30
3.3 坡长和雨强组合模拟试验条件下的坡面径流过程 31
3.3.1 试验设计 31
3.3.2 室内裸坡产流动态过程的坡长效应 31
3.3.3 雨强和坡长对径流量的综合影响 34
3.4 坡长和植被覆盖度组合模拟试验条件下的坡面径流过程 34
3.4.1 试验设计 34
3.4.2 坡长和覆盖度对初始产流时间的影响 35
3.4.3 坡长与植被覆盖度对径流系数的影响 36
3.4.4 径流模数变化特征分析 36
3.4.5 结论 37
3.5 林地植被立体覆盖情况下的产流过程模拟 38
3.5.1 试验设计 38
3.5.2 室内模拟覆盖降雨试验产流时刻 38
3.5.3 室内模拟覆盖降雨试验产流过程 39
3.5.4 室内模拟覆盖降雨试验产流过程讨论 40
3.6 土壤性质对降雨再分配影响的模拟试验 41
3.6.1 试验设计 41
3.6.2 坡面径流与壤中流的产流过程 42
3.6.3 坡面径流与壤中流的径流系数 45
3.6.4 坡面径流与壤中流的分配与径流模数 46
3.6.5 结论 48
主要参考文献 48
第4章 典型经济林红壤坡地侵蚀产沙及养分流失过程 50
4.1 竹林坡地侵蚀产沙及养分流失过程模拟 50
4.1.1 研究区概况与试验设计 51
4.1.2 竹林坡地侵蚀产沙过程分析 52
4.1.3 竹林坡地氮磷流失过程分析 57
4.1.4 不同管理方式竹林坡地径流的载荷特征分析 63
4.2 柚子林坡地侵蚀产沙过程模拟 68
4.2.1 试验设计与分析方法 68
4.2.2 柚子林坡地产流过程分析 69
4.2.3 柚子林坡地产沙特征分析 74
4.2.4 不同坡长径流与输沙过程研究 78
4.2.5 结论 80
4.3 柿子林坡地侵蚀产沙及养分流失特征及影响因素 80
4.3.1 研究区域概况材料 80
4.3.2 柿子林坡地的侵蚀产沙的时空分布特征 82
4.3.3 柿子林坡地不同地形部位侵蚀产沙分布特征分析 84
4.3.4 不同林下管理措施对经济林坡地侵蚀产沙影响分析 85
4.3.5 红壤丘陵区经济林坡地的养分流失规律 86
4.3.6 不同林下管理措施对经济林坡地的养分流失的影响分析 89
主要参考文献 90
第5章 不同土地利用背景下坡地侵蚀产沙过程模拟 92
5.1 坡耕地侵蚀产流产沙过程模拟 92
5.1.1 试验设计 92
5.1.2 坡耕地产流动态过程 93
5.1.3 坡耕地侵蚀产沙过程分析 96
5.1.4 不同坡长径流与输沙过程研究 100
5.1.5 坡长和雨强对坡面径流侵蚀产沙过程的综合影响 104
5.1.6 结论 104
5.2 荒草坡地侵蚀产流产沙过程模拟 105
5.2.1 人工模拟降雨试验及过程设计 105
5.2.2 产流时刻与雨强及土壤前期含沙量的关系 106
5.2.3 累积径流量 107
5.2.4 累积产沙量 108
5.2.5 同一坡度、不同雨强的15min累积产沙量趋势探讨 109
5.2.6 泥沙粒径问题 110
5.2.7 结论 113
5.3 不同土地利用方式长期侵蚀产沙监测资料的分析 114
5.3.1 试验区概况 114
5.3.2 水土流失监测资料数据库的建立和优势 114
5.3.3 数据分析 116
5.3.4 结论 117
主要参考文献 118
第6章 红壤坡地侵蚀产沙过程及影响因素的室内模拟 119
6.1 坡面侵蚀产沙与水力学特征参数关系模拟 120
6.1.1 试验设计和方法 120
6.1.2 分析要素计算 122
6.1.3 侵蚀产沙与坡面径流水动力学参数的相关性 123
6.1.4 坡面径流水动力学参数对侵蚀产沙的影响 124
6.1.5 坡面侵蚀产沙的多要素综合影响 125
6.1.6 结论 126
6.2 坡面径流含沙量随雨强和坡长变化的动态过程 126
6.2.1 试验设计和方法 126
6.2.2 含沙量随雨强和坡长增加的变化特征 127
6.2.3 含沙量过程波动特征 128
6.2.4 影响含沙量变化的水文要素与水力学特征参数 130
6.2.5 结论 131
6.3 坡长和植被覆盖度对侵蚀产沙过程的影响模拟 132
6.3.1 坡面产流产沙的坡长效应 132
6.3.2 植被覆盖度对坡面侵蚀产流产沙过程的影响 135
6.3.3 降雨过程中坡面土壤颗粒粗化过程研究 139
6.4 雨强和植被覆盖度对坡地侵蚀产沙的复合影响 143
6.4.1 试验设计和方法 143
6.4.2 雨强与植被覆盖度对产流产沙的影响 143
6.4.3 坡地侵蚀产沙影响因素的权重 145
6.4.4 结论 146
主要参考文献 147
第7章 侵蚀性红壤坡地土壤养分流失过程模拟 149
7.1 坡度、雨强和植被覆盖特征背景下的坡地土壤氮素流失 149
7.1.1 试验设计及试验结果 149
7.1.2 各形态氮在不同生长期内随径流的流失特征 151
7.1.3 不同生长期内，场降雨过程中各种氮形态之间的转化 154
7.1.4 径流中不溶态氮对环境的影响 156
7.1.5 白菜整个生长周期内氮的流失量 157
7.1.6 结论 158
7.2 坡度、雨强和植被覆盖特征背景下的坡地土壤磷素流失 158
7.2.1 试验设计 159
7.2.2 不同生长期内TP流失特征 159
7.2.3 不同生长期内可溶性磷流失特征 160
7.2.4 产沙量及PP的流失特征 162
7.2.5 白菜生长周期内磷素的流失量 164
7.2.6 PP素流失的影响因素 165
7.2.7 结论 168
7.3 坡长和雨强对氮素流失影响的模拟降雨试验研究 169
7.3.1 试验设计与过程 169
7.3.2 坡长对各形态氮素流失浓度的影响 169
7.3.3 雨强对径流中各形态氮素流失量的影响 171
7.3.4 径流量对径流中各形态氮素总流失量的影响 173
7.3.5 坡长、雨强、径流量对各形态氮素流失的综合影响 173
7.3.6 结论 175
7.4 植被覆盖度和坡长对坡地总磷流失影响的模拟 175
7.4.1 试验设计及方法 176
7.4.2 植被覆盖对坡地TP流失的影响 177
7.4.3 坡地总磷流失临界坡长的界定 179
7.4.4 施肥对坡地总磷流失的影响 180
7.4.5 结论 182
主要参考文献 182
第8章 红壤坡地侵蚀产沙及养分流失模型及模拟 184
8.1 坡面侵蚀产沙模型的建立 184
8.1.1 试验设计和方法 185
8.1.2 模型构建 187
8.1.3 模型验证及模拟 188
8.1.4 结论 189
8.2 坡面土壤养分流失模型的建立和验证 189
8.2.1 坡度、植被覆盖度与雨强综合影响下的氮、磷流失模型 190
8.2.2 坡长、植被覆盖度与施肥处理综合影响下的氮磷流失模型 195
8.3 室内试验数据实际应用的转换模型 202
8.3.1 室内试验数据在生产实际应用中存在的问题——转换系数的提出 202
8.3.2 室内与野外土壤侵蚀产沙模数的换算 203
8.3.3 室内与野外产流模型的修正与转换 206
8.3.4 结论 208
主要参考文献 209
第9章 红壤坡地水力侵蚀的调控及系统优化设计 211
9.1 坡面拦沙蓄水措施的多方位优化组合 211
9.1.1 坡沟系统拦沙排水措施的优化组合 211
9.1.2 不同开发利用情况下生态季节错位的农林复合措施优化设计 212
9.1.3 水土保持生态措施 213
9.2 经济林坡地水土与养分流失控制措施优化设计 215
9.2.1 经济林坡地水土保持措施的空间布设 215
9.2.2 经济林坡地水土保持措施布设的时间设计 216
9.2.3 经济林坡地土壤侵蚀和养分流失综合防治 216
9.3 流域水土流失防护体系的设计 217
9.3.1 流域水源地水土流失防护体系 217
9.3.2 山前丘陵坡地水土流失防护体系 217
9.3.3 滨河谷地水土流失防护体系 218
主要参考文献 218
