pam对坡地降雨径流入渗与水力侵蚀的影响研究

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1、水利学报年月第卷第期文章编号对坡地降雨径流入渗和水力侵蚀的影响研究陈渠昌雷廷武李瑞平中国水利水电科学研究院水环境研究所北京中国农业大学农业水土工程学院北京内蒙古农业大学水利工程学院内蒙古呼和浩特摘要通过野外沙壤土坡地人工降雨产流试验研究了地表施用高分子聚合物对降雨径流量径流含沙量一次降雨土壤侵蚀总量等的影响通过对试验结果的分析建立了表面施用用量对径流土壤侵蚀影响规律的数学模型对于所试验的洪积沙质壤土用量时可以提高土壤的入渗率减少径流量用量时可明显降低土壤入渗率增加坡地径流量用量在时对土壤入渗率影响的效果不稳定该用量是对土壤入渗率影响的一

2、个拐点或非稳定点利用调节土壤入渗率存在一个最佳值最大入渗速率对应的用量为提高土壤入渗率的最佳用量对于所试验的洪积沙壤土来说为左右的使用方法和用量对减小土壤入渗率也存在一个阈值对于试验土壤此值在左右不同用量都能降低坡地径流的径流含沙率当用量较大时也能显著地降低一次降雨径流的挟沙总量关键词聚丙烯酰胺坡地径流水力侵蚀影响研究中图分类号文献标识码问题的提出水土流失造成土地的丧失和生产力下降已成为头号生态环境问题中国是水土流失最严重的国家之一据统计世纪年代末全国水土流失总面积万其中水蚀面积万占水蚀绝大多数发生在山地丘陵区耕种坡地和沟谷坡地是水土流

3、失特别是水力侵蚀的主要区域中国的耕地面积?在坡地丘陵区坡地水土流失极其严重研究坡地水土流失防治技术具有极其重要的意义在中国坡地水土保持最常用的工程措施是开挖水平截流沟和鱼鳞坑拦蓄坡地径流与泥沙并在水平沟和鱼鳞坑中种植植被保持水土但是由于干旱半干旱地区降雨较少水平沟拦蓄的水量往往满足不了植被生长需水要求植被建设困难成活率极低即使成活也难以正常生长往往成为小老头树因此提高水平沟集雨效率为植被营建与生长营造良好的水分条件也是提高降雨利用效率和水土保持的重要研究课题本项试验研究的目的就是针对干旱半干旱地区风积洪积沙地地区等土壤松散坡地水土流失严

4、重的具体问题研究在该类型土质区利用土壤改良剂调节地表径流提高降雨利用率降低土壤侵蚀和坡地水土流失主要试验内容有在坡地土壤表面施用高分子聚合物对土壤入渗率的影响主要研究不同用量情况下对土壤入渗率的影响效果与变化情况应用的絮凝性在土壤表面人为地形成结皮减低土壤的入渗速率增加降雨径流的效果试验测试由于结皮的保护作用减少坡面径流对土壤冲刷损失的效果主要测试降雨径流含沙率变化情况和对坡面土壤侵蚀总量的影响情况收稿日期基金项目水利部科技创新项目作者简介陈渠昌男江苏淮阴人硕士研究员主要从事水土保持草地生态节水灌溉等研究关于土壤改良剂的研究早在世纪年代

5、就进行过有益的探索但由于经济上的原因直到近来利用改良土壤才有了现实的意义近些年来高分子聚合物在改善土壤的保水性保肥性团聚性和渗透性以及控制水土流失防沙治沙植树造林等方面的应用引起了人们的关注相关的研究成果越来越多许多学者发现对土壤性质有改进的作用经处理后土壤的入渗率要大得多明显地吸附着土壤表面的颗粒起着类似于黏结物的作用黏结土壤的单颗粒形成大的团聚体抵抗雨滴的破坏作用使土壤表面的结构和高入渗得以维持阻碍土壤结皮的形成减少土壤侵蚀在灌溉试验中等将用于防止沟灌土壤侵蚀和增加入渗取得了很好的效果用和的对于增加喷灌入渗和减少土壤流失具有明显的效

6、果等人发现用?溶解于水中施于地表可以使粉壤土和沙黏土的稳定入渗率提高个数量级并减少径流几倍在小雨强小坡度条件下较低的覆盖率就能增加的入渗量较高的覆盖率则能增加的入渗量以上研究表明可以提高土壤的导水能力和孔隙度提高土壤的持水能力减少土壤侵蚀和表层结皮现象但是等用两种不同的土壤进行研究发现对于不同的土壤对土壤入渗率的影响有着截然相反的效果对于黄壤土不但没有提高其入渗速度相反是降低了其入渗率但在改善土壤结构及防止沟蚀方面都有着显著的效果等通过室内实验研究了用量?和?对两种土壤粉壤土沙黏土的降雨入渗产流土壤侵蚀的影响他们发现表施降低了土壤入渗率

7、但明显减少了土壤侵蚀施于地表对径流和土壤侵蚀的影响可以从与土壤颗粒相互作用的机理解释在降雨过程中溶解在水中的起着絮凝剂的作用很长的分子链中的一部分吸附了土壤颗粒而其很长的尾部仍在溶液中因此的长分子链将土壤颗粒桥接在一起而絮凝水中的泥沙将土壤颗粒泥沙黏结在一起从而减少了土壤侵蚀此外在絮凝水中泥沙的同时长链的尾部也堵塞了土壤的传导孔隙从而减少土壤的水力传导度因此地表施用可能由于其絮凝性在土壤表面形成人工结皮降低土壤入渗增加径流量已有的研究结果表明土壤表面自然形成的结皮使土壤表面具有更大的密度更高的抗剪切力更细的孔隙及更低的导水性结皮的形成可

8、使土壤入渗率降低个数量级这些研究表明利用土壤改良剂长的分子链可将土壤颗粒桥接在一起而絮凝水中的泥沙从而可减少土壤侵蚀同时长链的尾部可堵塞土壤的传导孔隙从而减少土壤的水力传导度因此地表施用可能降低土壤入渗增加