铁杆蒿与白羊草枯落物覆盖量对黄土坡面流水动力特性的影响

作者：李兆松; 王兵^*; 汪建芳; 王忠禹

来源：农业工程学报, 2018, 34(17): 151-157.

• 侵蚀
• 水动力学
• 流量
• 枯落物覆盖量
• 典型草地
• 黄土丘陵沟壑区
• 降雨

枯落物种类及覆盖量差异可能会影响坡面流水动力特性。选取黄土高原丘陵沟壑区典型草地铁杆蒿(菊科)和白羊草(禾本科)枯落物为研究对象,通过设置7个枯落物覆盖量(铁杆蒿为01 000 g/m2,白羊草为0600 g/m2)和2个降雨强度(60和120 mm/h),系统研究枯落物类型及覆盖量对坡面流水动力学特征参数的影响。结果表明:1)相对裸地对照,枯落物覆盖处理坡面流平均流速、雷诺数和弗汝德数平均减小了77.3%、18.5%和87.4%,阻力系数增加了315倍;2)枯落物覆盖量的增加可有效减缓流速、流态和增加阻力系数,并且随着枯落物覆盖量的增加,平均流速、雷诺数和弗汝德数均呈幂函数减小趋势(P<0.01),而阻力系数呈幂函数增加趋势(P<0.01)。总体而言,铁杆蒿枯落物对坡面流水动力参数的影响高于白羊草枯落物。3)逐步回归结果表明各个水动力参数均与流量、枯落物覆盖量和枯落物特征参数呈显著幂函数关系(R2为0.840.92,NSE(Nash-Sutcliffe系数)为0.600.91,P<0.01);除流量和枯落物覆盖量外,流速和阻力系数还受枯落物直径影响,流态则主要与枯落物密度和长度密切相关。本研究可为揭示枯落物的水土保持机理,正确评价草地的水土保持效益提供科学参考。

• 单位
  中国科学院水利部水土保持研究所; 西北农林科技大学; 黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室