【摘 要】
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山西省是黄土高原水土流失最严重的地区之一,也是全国水土流失的重点省份之一。其水土流失主要是以水蚀为主,其次是风蚀。针对我省北部地区的自然地理、气候状况和风沙与水土
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山西省是黄土高原水土流失最严重的地区之一,也是全国水土流失的重点省份之一。其水土流失主要是以水蚀为主,其次是风蚀。针对我省北部地区的自然地理、气候状况和风沙与水土流失双重危害的特点,提出了一种坡面水土流失治理的新方法—乔灌篱沟蓄法,其目的在于将坡面的风沙灾害与水土流失同时进行综合治理。乔灌篱沟蓄法的研究处于初步研究阶段。结合21世纪初期首都水资源可持续利用技术支持项目,本文针对乔灌篱沟蓄条件下坡面降雨产流产沙机理和乔灌篱沟蓄工程相关设施进行研究,在调查收集资料的基础上采用试验研究与数值模拟相结合的技术路线进行研究,其主要研究内容如下:1、乔灌篱沟蓄条件下坡长对径流量和侵蚀量的影响试验研究进行不同坡长径流量和侵蚀量试验,探讨分析坡长对土壤侵蚀的变化特点。结果表明,径流量和侵蚀总量随坡长的增加而增加。2、乔灌篱沟蓄条件下坡面产流产沙数学模型建立及验证根据乔灌篱沟蓄条件下坡面降雨产流产沙特点即同时包括降雨入渗产流、坡面汇流和由于降雨和径流引起的产沙三个过程,建立了由运动波方程,土壤水分运动方程和泥沙输运三个方程的耦合模型,采用有限单元法对模型进行求解,并采用实测资料对模型进行验证,结果表明本模型可以用来模拟乔灌篱沟蓄条件下坡面降雨产流产沙过程。3、乔灌篱沟蓄蓄水沟断面设计研究应用实际观测资料结合坡面产流模型按10年一遇24小时最大降雨量对不同坡长的蓄水沟断面进行设计,30、50、80米坡长的蓄水沟断面沟深、底宽分别为:0.774、0.624m;0.999、0.829m;1.265、1.50m;为了蓄纳坡面径流,防止水的流失,做到水不下坡。在距沟底30cm深处布置管径30cm水平贮水管。4、乔灌篱沟蓄造林树种选择采用因子分析法和综合评价模型,对试验区人工植被立地因子进行了综合评价,按照综合评价指数进行了树种选择研究。并采用灰色关联法对主要树种的适宜性进行了评价和排序,结果表明,本地区防风固沙树种的适宜性顺序为:乔木为樟子松＞油松＞小叶杨;灌木依次为沙棘＞柠条＞沙蒿＞沙柳。5、乔灌篱沟蓄人工植被结构配置研究提出了基于水量平衡的合理密度和基于防护功能的合理空间结构。结果表明灌木树种的合理密度为:柠条9913株/hm,沙棘1007株/hm;乔木树种樟子松为4907株/hm;乔木林带间距15m为宜,林带走向应垂直于主害风向或成45。以上夹角。以上的研究结果将为今后乔灌篱沟蓄法的进一步研究推广打下坚实基础。
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