鄂东南花岗岩崩岗区土壤水分特征研究

摘要

鄂东南由崩岗引起的水土流失严重，前人对崩岗形成机理的研究多从崩岗岩土本身的性质出发，很少以土壤水分为研究对象。本文以湖北省通城县的崩岗试验小区和非崩岗试验小区为研究对象，结合径流小区试验，以室内实验和野外实验相结合的方式，通过测定和分析小区剖面层次土壤的基本属性、雨后水分分布特征等，分析鄂东南丘陵花岗岩崩岗区的土壤水分性质，并使用Hydrus模型模拟崩壁水分随时间的变化。
　　 花岗岩风化壳具有层次明显、淋溶层粘重且母质松散的特征，是崩岗发生的首要条件，淀积层最为粘重，砂粒(2～0.05 mm)含量：淋溶层(A层)<淀积层(B层)<母质层(C层)；粘粒(<0.002 mm)含量：B层含量最高，C层含量最小(仅3.80%)。
　　 崩壁剖面各层次的释水能力的强弱顺序为C层>A(BC)层>B层。在孔隙分布上看，崩岗区B层的通气孔隙度非常小(仅1.78%)，毛管孔隙度大，导致整个崩岗区土层排水能力差，持水能力强。崩壁剖面土壤水分的分布特征是：近表层土(A层)的含水量从上到下呈现逐渐增大的趋势，A层底部至B层之间含水量变小，B层以下至C层含水量又逐渐变大的趋势。崩壁剖面同一深度、水平方向上的土壤含水量由里到外逐渐减小，且表层土壤水平方向的土壤含水量变化梯度要大于剖面底层。
　　 崩岗径流小区的径流量随着降雨量的增大而增加，降雨及其产生的径流是造成土壤侵蚀的主要动力，侵蚀量随着径流量的增加而增加。侵蚀量与降雨量呈正相关，即降雨量增大，产生的径流量增加，其携带的泥沙量也将增加。崩岗径流小区的水分分布特征是：从坡顶到坡底总体上逐渐增大，但是坡底的日平均土壤含水量变化梯度明显小于坡顶，从坡顶到坡底土壤含水量变化差异明显。
　　 Hydrus模型的模拟值与实测值的吻合程度很高，模拟后期的吻合程度强于前期，浅层次的吻合程度强于深层次，这与土壤含水量的实际测定环境的影响是相符的。能够很好地把握模型各种输入参数，利用Hydrus模型模拟崩壁纵剖面的土壤含水量变化具有较强的可操作性，该模型的成功模拟对以后研究崩岗区的土壤水分变化特征具有重要意义。

目录

文摘

英文文摘

1 前言

1.1 问题的提出

1.2 崩岗的研究进展

1.2.1 崩岗的定义

1.2.2 崩岗的分布与分类

1.2.3 崩岗的形成与发育

1.2.4 有关崩岗区土壤水分特征的研究

1.3 Hydrus模型的介绍

1.3.1 Hydrus模型的基本功能

1.3.2 Hydrus模型的基本模块

1.3.3 Hydrus模型的基本输出结果

1.4 主要研究内容

2 材料与方法

2.1 研究区概况

2.2 试验设计与方法

2.2.1 试验小区土壤基本属性测定

2.2.2 土壤水分特征曲线的测定

2.2.3 土壤入渗的测定

2.2.4 降雨后崩岗径流小区坡面径流量、侵蚀量的测定

2.2.5 土壤含水量的测定

2.2.6 Hydrus模型模拟

3 结果与分析

3.1 崩岗区崩壁土壤基本性质概述

3.2 崩壁土壤水分特性分析

3.2.1 崩壁不同层次土壤水分特征曲线分析

3.2.2 崩壁不同层次土壤孔性的分析

3.2.3 崩壁不同层次土壤持水性能分析

3.2.4 崩壁纵剖面表土的水分分布特征

3.2.5 崩壁各层次水平方向的水分动态

3.3 崩岗区入渗性能的测定与分析

3.4 径流小区的径流量、侵蚀量的分析

3.4.1 降雨对径流、侵蚀的影响及分析

3.4.2 径流小区表层土壤水分分布特征

3.5 Hydrus模型模拟崩壁土壤含水量变化及分析

3.5.1 Hydrus模型基本操作步骤

3.5.2 Hydrus模型模拟结果及分析

4 问题与讨论

4.1 影响崩岗区土壤水分空间分布的因素

4.2 Hydrus模型模拟崩壁土壤含水量变化的可操作性

5 结论

参考文献

致谢