丹江口庫區(qū)庫周典型坡面土壤優(yōu)先流特征研究.pdf

1、丹江口庫區(qū)經(jīng)濟以農(nóng)業(yè)生產(chǎn)為基礎，柑橘等農(nóng)產(chǎn)品的種植過程中不合理使用的農(nóng)藥和化肥殘留在土壤中，這些物質會隨著土壤中的優(yōu)先路徑遷移到地下水中，沿著優(yōu)先路徑進行運移的優(yōu)先流不僅造成化肥和農(nóng)藥的流失，還造成地表及地下水質污染及水土流失。
　　 目前針對丹江口庫區(qū)庫周坡面優(yōu)先流運動規(guī)律的研究較少，揭示庫周坡面土壤優(yōu)先流形成與發(fā)生機制，保護庫區(qū)水質安全、控制面源污染和水土流失，是一個亟待解決的問題。本文以丹江口庫區(qū)習家店鎮(zhèn)行陡坡村附近的庫周

2、坡面作為研究區(qū)域，對該坡面不同土地利用及植被條件下的土壤進行亮藍染色示蹤試驗，對得到的染色圖像解譯來分析研究土壤染色路徑數(shù)量的垂直變化規(guī)律、庫周坡面土壤染色路徑寬度分布特征及優(yōu)先流發(fā)生的類型，同時通過對土壤基本理化性質及土壤垂直入滲的分析，對比優(yōu)先流形態(tài)變化規(guī)律及優(yōu)先流發(fā)生的類型，來分析土壤的理化性質及水分垂直入滲對土壤優(yōu)先流的影響，主要得出以下結論：
　　 (1)從坡底到坡頂土壤優(yōu)先流現(xiàn)象都較為頻繁，消落帶生態(tài)恢復區(qū)基質流運移

3、范圍最廣，運移范圍在0-15 cm土層深度，其次為庫濱緩沖區(qū)基質流運移范圍，在0-10 cm土層范圍內(nèi)運移，芝麻地的基質流運移范圍在0-5 cm深度范圍，比庫濱緩沖區(qū)基質流運移范圍還要淺，接著水源涵養(yǎng)林基質流運移范圍在0-4 cm深度，比芝麻地運移范圍淺，這5個試驗區(qū)中基質流運移深度最淺的是橘園，只在土壤表層深度0-2 cm范圍內(nèi)運移。整個坡面中，優(yōu)先流運移路徑深度與基質流不同，其表現(xiàn)為：水源涵養(yǎng)區(qū)>消落帶生態(tài)恢復區(qū)>庫濱緩沖區(qū)>橘園>

4、芝麻地，整個坡面優(yōu)先流運移深度為基質流運移深度的3-15倍。通過坡面的挖掘過程發(fā)現(xiàn)優(yōu)先流和基質流的運移深度與土壤表層植物根系的分布及表層含水率有關系，但受根系影響較大。以染色路徑寬度<20 mm和>200 mm為標準，將坡面壤中流類型劃分為：均質基質流、混合作用大孔隙流、高相互作用大孔隙流、非均質指流、和低相互作用大孔隙流這5類，土壤優(yōu)先流包括指流和大孔隙流兩類，整個坡面土壤優(yōu)先流主要是以非勻質指流的形式產(chǎn)生和發(fā)展，一般發(fā)生于土壤7-3

5、5 cm深度。根據(jù)染色路徑寬度級別分布來判斷壤中流類型，這種方法得出的結果較根據(jù)半量化的染色面積比或者直觀分析染色剖面圖像得出的結果更為真實、準確。
　　 (2)染色面積比的差異直接反映了不同采樣點土壤剖面內(nèi)優(yōu)先流的形態(tài)變化特征。本試驗所研究的庫周典型坡面各個不同試驗點中，隨土壤深度的不斷加深相應土層深度的染色面積比也隨之變化，兩者表現(xiàn)出明顯的邏輯斯蒂(logistic)曲線關系，說明坡面土壤優(yōu)先流常伴隨壤中流過程中的水分基質流

6、一同發(fā)生，并呈現(xiàn)出一定的相關關系。
　　 (3)參考各個采樣點有機質含量及不同土層質地分析測試結果，得出不同土層累計入滲量隨歷時的變化過程與有機質含量和質地有一定的關系，其中隨有機質含量增加，累計入滲量基本也都相應增加，而不同采樣點粘粒含量的減少，累計入滲量基本也都相應增加。有機質含量和粘粒含量對于累計入滲量有相互抑制的作用；Kostiakov入滲模型及Philip入滲方程可以很好的反映累積入滲量變化隨入滲歷時的變化過程，Phi