丹江口庫(kù)區(qū)庫(kù)周典型坡面土壤優(yōu)先流特征研究.pdf

1、丹江口庫(kù)區(qū)經(jīng)濟(jì)以農(nóng)業(yè)生產(chǎn)為基礎(chǔ)，柑橘等農(nóng)產(chǎn)品的種植過(guò)程中不合理使用的農(nóng)藥和化肥殘留在土壤中，這些物質(zhì)會(huì)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(jìn)行運(yùn)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(zhì)污染及水土流失。
　　 目前針對(duì)丹江口庫(kù)區(qū)庫(kù)周坡面優(yōu)先流運(yùn)動(dòng)規(guī)律的研究較少，揭示庫(kù)周坡面土壤優(yōu)先流形成與發(fā)生機(jī)制，保護(hù)庫(kù)區(qū)水質(zhì)安全、控制面源污染和水土流失，是一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。本文以丹江口庫(kù)區(qū)習(xí)家店鎮(zhèn)行陡坡村附近的庫(kù)周

2、坡面作為研究區(qū)域，對(duì)該坡面不同土地利用及植被條件下的土壤進(jìn)行亮藍(lán)染色示蹤試驗(yàn)，對(duì)得到的染色圖像解譯來(lái)分析研究土壤染色路徑數(shù)量的垂直變化規(guī)律、庫(kù)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(lèi)型，同時(shí)通過(guò)對(duì)土壤基本理化性質(zhì)及土壤垂直入滲的分析，對(duì)比優(yōu)先流形態(tài)變化規(guī)律及優(yōu)先流發(fā)生的類(lèi)型，來(lái)分析土壤的理化性質(zhì)及水分垂直入滲對(duì)土壤優(yōu)先流的影響，主要得出以下結(jié)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(fù)區(qū)基質(zhì)流運(yùn)移

3、范圍最廣，運(yùn)移范圍在0-15 cm土層深度，其次為庫(kù)濱緩沖區(qū)基質(zhì)流運(yùn)移范圍，在0-10 cm土層范圍內(nèi)運(yùn)移，芝麻地的基質(zhì)流運(yùn)移范圍在0-5 cm深度范圍，比庫(kù)濱緩沖區(qū)基質(zhì)流運(yùn)移范圍還要淺，接著水源涵養(yǎng)林基質(zhì)流運(yùn)移范圍在0-4 cm深度，比芝麻地運(yùn)移范圍淺，這5個(gè)試驗(yàn)區(qū)中基質(zhì)流運(yùn)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(yùn)移。整個(gè)坡面中，優(yōu)先流運(yùn)移路徑深度與基質(zhì)流不同，其表現(xiàn)為：水源涵養(yǎng)區(qū)>消落帶生態(tài)恢復(fù)區(qū)>庫(kù)濱緩沖區(qū)>橘園>

4、芝麻地，整個(gè)坡面優(yōu)先流運(yùn)移深度為基質(zhì)流運(yùn)移深度的3-15倍。通過(guò)坡面的挖掘過(guò)程發(fā)現(xiàn)優(yōu)先流和基質(zhì)流的運(yùn)移深度與土壤表層植物根系的分布及表層含水率有關(guān)系，但受根系影響較大。以染色路徑寬度<20 mm和>200 mm為標(biāo)準(zhǔn)，將坡面壤中流類(lèi)型劃分為：均質(zhì)基質(zhì)流、混合作用大孔隙流、高相互作用大孔隙流、非均質(zhì)指流、和低相互作用大孔隙流這5類(lèi)，土壤優(yōu)先流包括指流和大孔隙流兩類(lèi)，整個(gè)坡面土壤優(yōu)先流主要是以非勻質(zhì)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(jí)別分布來(lái)判斷壤中流類(lèi)型，這種方法得出的結(jié)果較根據(jù)半量化的染色面積比或者直觀(guān)分析染色剖面圖像得出的結(jié)果更為真實(shí)、準(zhǔn)確。
　　 (2)染色面積比的差異直接反映了不同采樣點(diǎn)土壤剖面內(nèi)優(yōu)先流的形態(tài)變化特征。本試驗(yàn)所研究的庫(kù)周典型坡面各個(gè)不同試驗(yàn)點(diǎn)中，隨土壤深度的不斷加深相應(yīng)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(xiàn)關(guān)系，說(shuō)明坡面土壤優(yōu)先流常伴隨壤中流過(guò)程中的水分基質(zhì)流

6、一同發(fā)生，并呈現(xiàn)出一定的相關(guān)關(guān)系。
　　 (3)參考各個(gè)采樣點(diǎn)有機(jī)質(zhì)含量及不同土層質(zhì)地分析測(cè)試結(jié)果，得出不同土層累計(jì)入滲量隨歷時(shí)的變化過(guò)程與有機(jī)質(zhì)含量和質(zhì)地有一定的關(guān)系，其中隨有機(jī)質(zhì)含量增加，累計(jì)入滲量基本也都相應(yīng)增加，而不同采樣點(diǎn)粘粒含量的減少，累計(jì)入滲量基本也都相應(yīng)增加。有機(jī)質(zhì)含量和粘粒含量對(duì)于累計(jì)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(shí)的變化過(guò)程，Phi