南方红壤低山丘陵区水土流失对降雨和坡度的响应特征及其典型治理模式研究

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1、学校代号10532学号S150300387分类号X143密级硕士学位论文南方红壤低山丘陵区水土流失对降雨和坡度的响应特征及其典型治理模式研究学位申请人姓名宋江平培养单位环境科学与工程学院导师姓名及职称李忠武教授学科专业环境科学与工程研究方向土壤侵蚀与水土保持论文提交日期2018年5月10日学校代号：10532学号：S150300387密级：湖南大学硕士学位论文南方红壤低山丘陵区水土流失对降雨和坡度的响应特征及其典型治理模式研究学位申请人姓名：宋江平导师姓名及职称：李忠武教授培养单位：环境科学与环境工程学院专业名称：环境科学与工程论文提交日期：2018年5月10日论文答辩日期：20

2、18年6月3日答辩委员会主席：汤琳教授SoilandwaterlossresponsetorainfallandslopeandresearchoftypicaltreatmentmodelinlowhillyregionofredsoilinsouthChinabySongJiangpingB.E.（GuizhouUniversity）2015AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringinEnvironmentalEngineeringintheG

3、raduateSchoolofHunanUniversitySupervisorProfessorLiZhongwuMay,2018南方红壤低山丘陵区水土流失对降雨和坡度的响应特征及其典型治理模式研究摘要南方红壤低山丘陵区是我国主要水土流失地区之一，在该区域研究水土流失变化规律以及治理措施水土保持效应对于环境保护和生态系统服务功能提升具有重要意义。坡面标准径流小区作为探究水土流失发生与发展规律以及治理措施水土保持效应的基本单元，在此基础上研究的结果对于大尺度水土流失防治具有重要的科学意义。本研究以南方红壤低山丘陵典型区域岳阳仙安标准径流小区为研究对象，依据2015~2016年标准

4、径流小区降雨、径流与泥沙数据，分析了地形与降雨对水土流失动态特征的影响，并对典型治理模式水土保持效应进行了研究，研究结果表明：（1）南方红壤低山丘陵区年内降雨呈单峰型曲线分布，且降雨主要集中于4~7月。依据K-均值聚类的结果，该区域的降雨可以分为A、B与C三种雨型。其中，B雨型具有大雨强、短历时和小雨量的特征，C雨型具有小雨强、长历时和大雨量的特征，而A雨型特征介于B与C雨型特征之间。三种雨型下坡面径流量为A>B>C雨型；三种雨型下坡面泥沙流失量在S1（坡改梯+经果林）与S2（横坡沟垄+农作物）小区为A>C>B雨型，而在S3（撂荒坡面+少量草本）小区泥沙流失则为C>A>B雨型。不

5、同雨型径流泥沙季节分布特征明显，A雨型坡面径流输沙量主要集中在4月与6月，B雨型径流输沙主要集中在5月，而C雨型径流输沙分布则相对受下垫面影响较大。（2）坡面小区径流输沙对坡度响应明显，坡面径流输沙量随着坡度增加而随之增加（5~15°）。其中，S2和S3小区10°坡面径流量分别是5°小区的1.57和2.5倍，15°小区径流量分别是10°小区的1.23和5.47倍。而S2和S3小区10°坡面泥沙流失量分别是5°小区的5.82和3.94倍，15°小区泥沙流失量分别是10°小区的2.12和22.37倍。坡面降雨入渗率随着坡度增加随之减少，S2和S3小区坡度从5°增加到10°入渗率分别减

6、少13.9%和7.7%，而坡度从10°增加到15°入渗率分别减少11.8%和35.8%。不同坡度径流输沙量与最大30分钟雨强I30和降雨量均呈显著正相关（P<0.05，r>0），而与降雨历时显著水平则明显不同，且显著水平与相关系数均受坡度影响较大。（3）不同水土流失治理模式水土保持效应明显。S1、S2和S3小区年内径流分布均匀度Cd分别为0.791，0.733和0.856，而径流输沙量均为S3>S1>S2小区。其中，S3小区径流量分别为S1和S2小区的1.79和2.36倍，输沙量则分别为2.90和3.83倍；S1小区径流量和输沙量均为S2小区1.32倍。在次降雨减流方面，S2平均

7、减流率达到77.0%，而S1平均减流率则为49.8%；在次降雨减沙方面，S2平均减沙率83.8%，而S1平均减沙率则为56%。关键词：红壤低山丘陵区；水土流失；降雨；坡度；治理模式II硕士学位论文AbstractThelowhillyareaofredsoilinsouthernChinaisoneofthemajorsoilandwaterlossareasinChina.Itisofgreatsignificancetostudythechangelawofsoilerosi