坡面生物调控措施对土壤水分入渗的影响.pdf

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1、第26卷2010证第10期10月农业工程学报TransactionsoftheCSAEVbI．26NO．100ct．201029坡面生物调控措施对土壤水分入渗的影响黄俊1，吴普特1邡※，赵西宁2，3(1．西北农林科技大学水利与建筑工程学院，杨凌712100；2．国家节水灌溉杨凌工程技术研究中心，杨凌71210013．中国科学院水利部水土保持研究所，杨凌712100)摘要：为了研究不同生物调控措施的植被覆盖度、降雨强度和坡度以及各因素间交瓦作用对土壤水分入渗的影响，本文通过室外人T模拟降雨试验，对不问生物调控措施坡面的土壤水分入渗规律进行了探索。结果表明：1)有生物调控

2、措施坡面的土壤稳定入渗率较裸坡偏大，且差异极显著，但生物调控措施坡面之间的差异并不明显。2)降雨强度、坡度与土壤稳定入渗率问不是线性单值函数，均存在使土壤稳定入渗率最大的临界雨强与临界坡度。稳定入渗率随植被覆盖度增加的速率是非恒定的，存在着增速变化的临界植被覆盖度。临界植被覆盖度前，稳定入渗率的增加速率很快，之后，迅速降低并趋于稳定。3)坡面径流调控度随雨强增人而减小；相同雨强下小同措施坡面径流调控度排序为：黑麦草>春小麦>苜蓿>裸坡。4)采用SPSS软件通过逐步回归分析法提取了影响土壤稳定入渗率最显著的单因子交互作用项，建立了包含降雨强度、坡度和植被覆盖度存内的多因

3、素非线性入渗模型，通过实测数据对其进行验证发现该模型精度较高。关键词：土壤水分，入渗，植被，生物调控措施，降雨强度，坡度doi：10．3969／j．issn．1002—6819．2010．10．005中图分类号：S152．7+2文献标志码：A文章编号：1002—6819(2010)一10_0029一09黄俊，吴普特，赵西宁．坡面生物调控措施对土壤水分入渗的影响[J]．农业工程学报，2010，26(10)：29—37．HuangJuIl，WuPute，ZhaoXining．Impactofslopebiologicalregulatedmeasuresonsoilwat

4、erinfiltration[J]．TransactionsoftheCSAE，2010，26(10)：29—37．(inChinesewithEnglishabstract)0引言降雨径流调控利用作为能够同步解决黄土高原干旱缺水与水土流失这一并存难题的重要途径已得到越来越多学者的关注与重视lI硎。强化降雨就地入渗是降雨径流调控利用的一个重要方面，其目的在于：削减坡面径流量，最大程度消除水土流失的源动力；同时又增加土壤水库的蓄水量，缓解干旱缺水的不利状况。因此，关于黄土高原干旱半干旱地区降雨一入渗的研究仍具有重要的理论和现实意义。土壤入渗是指水分经地表进入土壤后，运移

5、、存储变为土壤水的过程，是自然界水循环的一个重要环节【3】。土壤入渗的研究在土壤水分及溶质迁移、土壤流失、地表及地下水资源合理评价、农田面源污染及灌溉技术参数的确定等方面具有莺要的科学意义。国内外学者在土壤入渗方面做过大量的研究工作。20世纪40年代Hortonl4；产流理论已经建立，60年代Hewlettl5】开始研究非均质土壤的入渗问题，而Kirkby等【6j于70年代初提出了山坡水文学理论。于1907年白金汉(Buckingham)提出毛管势收稿日期：2009．1I-30修订日期：2010-07—28基金项目：国家自然科学基金项目(40701092)：国家863

6、计划项目(2006AAl00217)；国家科技支撑计划(2007BAD88810；2007BAD88805)作者介绍：黄俊(1983一)，男，河南新蔡县人，从事水土资源高效利用研究。杨凌西北农林科技大学水利与建筑工程学院，712100。Email：hold_onyourdream@yahoo．eom．ca※通信作者：吴普特，研究员，博士生导师，主要从事水土保持与节水灌溉研究。杨凌西北农林科技大学水利与建筑工程学院，712100。Email：giz哪,@vip．sina．com理论，1931年理查兹(Richards)导出非饱和流方程，数学物理方法被逐步引入了土壤水的研

7、究，使该领域的研究有了长足的进步，逐步由静止走向动态、定性描述走向定量、经验走向机理【71。陈洪松等【8】利用室内降雨试验，研究了土壤初始含水率对坡面入渗及水分再分布的影响，认为土壤初始含水率越高，产流越快，平均入渗率越小。解文艳等【9】研究发现，土壤累积入渗量随土壤含水量的增加而减小，含水量增大不利于水分入渗。石生新lJ叫通过高强度人工降雨认为降雨强度能够增大土壤入渗。吴发启等⋯】通过黄土坡耕地降雨试验，发现土壤稳定入渗率与降雨强度呈正相关关系。而Morin等[121研究得出了大雨强下土壤容易产生各种结皮而导致土壤入渗性能变差的结论。杨永辉等【13