坡面径流的快速测评技术研究.pdf

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1、第27卷第11期长江科学院院报Vo1．27No．112010年11月JournalofYangtzeRiverScientificResearchInstituteNov．201O文章编号i1001—5485(2010)11—0006—04坡面径流的快速测评技术研究王爱娟，张平仓，刘洪鹄，任洪玉(长江科学院水土保持研究所，武汉430010)摘要：长江上游地区土层薄，蓄水容量差，由于雨量集中，容易导致洪、旱灾害交替发生，进行坡面径流调控降低土壤含水量是流域治理的有效手段，坡面径流的快速测评可为径流调控提供数据支持。研究采用野外调查和取样分析的方法，得到长江上

2、游不同土壤类型土层厚度和物理性质；统计分析长江上游不同地区5年一遇最大24h降雨量，基于径流形成原理，计算得到长江上游地区径流系数为0．53；不同地区壤中流占总径流量的比例均值为30％，研究结果可为坡面径流调控提供理论依据。关键词：径流调控；稳渗速率；田间持水量；地表径流；壤中流中图分类号：S157文献标识码：A利用提供支持，量化坡耕地降雨产生的不同类型的径流，合理利用坡面径流，缓解汛期水量过多而枯水1概述期缺水的矛盾。本次研究以长江上游不同区域典型长江上游是我国坡耕地分布最为集中的地区，坡耕地为研究对象，从区域坡面产流机制出发，研究耕地面积约0．86亿h

3、m，占全国坡耕地面积的41％，坡面不同径流类型的计算方法，分析不同区域在次是粮食安全保障的重要来源，但又是江河泥沙的主降雨过程中的坡面产流量和可利用径流量。要来源地，年均侵蚀量超过9亿t，占全流域侵蚀总量的40．2％。2008年结束的中国水土流失与生态2研究方法安全综合科学考察对长江流域的水土流失描述为：土层厚度一般只有3O～50cm，而侵蚀严重的坡耕2．1样点布设地年均土层流失厚度达0．6～1．5cm。长江上游山长江上游流域面积较大，土壤类型差异性较大，高坡陡、土层薄、雨量大而且集中，一旦发生水土流项目组成员根据长江上游水土流失和土壤类型分布失，可很快造

4、成土层变薄，土地生产力减退，甚至发的区域特征，在甘肃、陕西、云南、重庆、四川和贵州布设了抽样调查点见表1。生石漠化和砂砾化，丧失农业利用价值。分析长江表1各测点的地理位置上游地区的土壤侵蚀机理发现，由于该区气候湿润，Table1Locationsofthemeasuringpoints降雨丰沛，土壤渗透性差，粉粒含量较小，土壤含水量大，坡面上主要的侵蚀方式是坡面土滑、蠕动、滑坡和坡面泥石流⋯。在长江上游地区进行水土保持的理论与黄土高原的“保水保土”有所不同，由于包气带土层的蓄水能力有限，如果注重将水分拦蓄于坡面会导致土壤饱和加剧水土流失的危险，因此2．2土

5、壤样品采集与分析在长江流域进行水土流失治理应该强调的是“调水土层厚度采用挖剖面法观测，容重采用环刀法保土”，进行坡面径流调控，降低土壤含水量，加固测定，用100cm环刀分别在0～20cm，20～40cm坡面土体稳定。分层取原状土，土壤含水量采用酒精燃烧法，土壤粒降雨径流的快速测评是进行坡面径流调控的前径组成采用吸管法测定，田间持水量的测定采用压提和基础，坡面径流调控是阻止长江上游地区湿润力膜仪法，入渗采用双环法测定。期水多和干旱期水少导致洪灾、旱灾交替发生的有2．3径流计算效手段。通过坡面径流的快速测评可为径流的调控根据超渗地表径流产生的物理条件是雨强大于

6、收稿日期：2010—09-10基金项目：国家科技支撑项目(2008BAD98B02)作者简介：王爱娟(1981-)，女，宁夏银川人，博士，主要从事土壤侵蚀与水土保持研究，(电话)027—82927942(电子信箱)wang·ai-juan@163．com。第11期王爱娟等坡面径流的快速测评技术研究7地面下渗容量，以60min为时间步长，对比土壤人湿润，受西南季风控制，雨季和旱季分明，雨季雨量渗速率与雨强的关系进行产流计算见公式(1)，当占全年降雨量的70％以上，年均降雨量800～1400雨强小于人渗速率时，所有降雨都渗入土壤；当整个mm；川中丘陵区主要是中

7、亚热带湿润气候，温暖湿包气带土壤含水量达到田间持水量时土壤以稳渗速润，降水较为丰沛，年均降雨量900～1600into，个率人渗，超出的雨量形成蓄满产流，超过田间持水量别地区达2000mm。根据课题组成员在长江上游的人渗量形成壤中流，人渗的水量计算见公式(2)。布设的测点土样的土壤颗粒组成分析发现，这几种R：∑(i一)At；(1)土壤质地上主要为黏土和黏壤土，孔隙度较小，稳渗i>速率相应较小。长江上游土壤土层厚度很小，包气F=△+∑△。(2)带蓄水容量小，加之该区气候湿润，降雨量大，主要i>fi‘

8、。以蓄满产流为主，壤中流对地表径流的贡献很大。式中：尺为径

9、流量(mm)；i为雨强(mm／min)；为分析发现在一次暴雨过程中