典型溝道土地整治工程對降水轉化影響的模擬試驗研究.pdf

1、針對黃土丘陵溝壑區(qū)典型溝道土地整治工程對降水轉化影響需進一步研究的現狀，基于構建的室內試驗平臺，通過不同雨強和不同溝道土地整治比例的模擬降雨試驗，在研究溝道土地整治工程對地表和地下徑流過程影響的基礎上，分析了地表和地下徑流面源污染物輸出對溝道土地整治工程的響應，探討了溝道土地整治工程對降水分配和面源污染物輸出的作用機制，初步闡明了黃土丘陵溝壑區(qū)典型溝道土地整治工程對流域降水分配和徑流水質的影響，探索了溝道土地整治工程對控制性工程設計標準

2、的影響。主要取得以下結論:
　　(1)溝道土地整治能調節(jié)降水分配，攔截地表徑流，增加降雨入滲，促進降水向土壤水和地下徑流的轉化，降水分配的調節(jié)程度隨溝道土地整治比例的增加而增加，降雨強度是影響溝道土地整治工程降水分配調節(jié)作用的一個重要因素。無整治工況條件下，降雨地表徑流、土壤持留和地下徑流分配比例為62∶21∶17，經30％溝道土地整治后，三者比例為45∶22∶33，經60％的溝道土地整治后，三者比例為27∶23∶50。溝道土地整

3、治對降水分配的調節(jié)程度隨降雨強度的增加而增加，雨強從30mm·h-1增加到150mm·h-1，30％的溝道整治引起地表徑流系數的削減值分別為從0.13增加到0.21，土壤持留比例增加量分別從0.00增大到0.02，地下徑流系數增加量分別從0.13增加至0.19。溝道土地整治工程對降水徑流轉化的調節(jié)分配作用可為流域治理工程的防護標準提供一定的科學依據。在本試驗邊界條件下，不考慮邊坡匯水和保證新造地安全條件下，上游溝道土地整治工程的開展可減

4、小下游控制工程設計的設計洪水標準，其對設計洪水標準的作用程度取決于溝道土地整治比例的大小，上游的溝道土地整治工程對下游控制工程設計洪水量的影響隨降雨重現期的增加而增強，而其相對作用程度取決于溝道土地整治比例的大小。然而，溝道土地整治工程自身將面臨滲流破壞的風險，尤其是在長歷時小強度的降雨條件下，滲流破壞風險最大，應加強預防。
　　(2)溝道土地整治能調節(jié)地表徑流面源污染物的輸出過程，減少地表徑流中泥沙、硝態(tài)氮、銨態(tài)氮和溶解態(tài)磷的輸

5、出，這種調節(jié)作用受到降雨強度的影響。在30～90 mm·h-1雨強試驗條件下，30％和60％的溝道土地整治對地表徑流中污染物輸出作用分別為:泥沙輸出減少33％～58％和69％～82％，銨態(tài)氮輸出減少32％～54％和63％～74％，硝態(tài)氮輸出減少-19％～21％和31％～48％，溶解態(tài)磷輸出減少-27％～21％和2％～50％。隨著降雨強度的增加，溝道土地整治工程對地表徑流中泥沙、硝態(tài)氮、銨態(tài)氮和溶解態(tài)磷的相對攔截效果先增加后減小，溝道土地

6、整治工程對地表徑流污染物的控制作用有限，強降雨條件下，溝道土地整治對地表污染物的防控能力降低。
　　(3)溝道土地整治工程影響土體中物質的遷移，有增加地下徑流污染的風險。新造耕地土體硝態(tài)氮向下遷移流失更加劇烈，伴隨硝態(tài)氮的垂向遷移，在不透水層上方形成硝態(tài)氮富集的土層，該處土壤硝態(tài)氮含量的升高會引起地下水硝態(tài)氮污染的加劇，溝道土地整治工程的實施對土體中銨態(tài)氮的遷移未有顯著的影響。與物質的遷移相對應，溝道土地整治工程顯著增加了地下徑流