黑岱沟露天煤矿排土场边坡水力侵蚀过程研究

论文摘要

土壤侵蚀是造成环境退化的一个主要因素,长期以来,由于人类不合理的利用自然资源,导致植被生存的环境受到极大的破坏,引发了严重的土壤侵蚀。土壤侵蚀的不断加剧,破坏了土地的生产力,使土壤肥力降低,土壤蓄水能力减弱,植被生存的环境进一步恶化,如此以往使生态环境陷入恶性循环状态。开发建设项目造成的这种人为破坏更加剧了环境的恶化。该论文研究的意义就是要改善生态环境,减少土壤侵蚀,尤其是要深化对开发建设项目造成的大量土壤侵蚀对环境影响的认识,从而为开发建设项目的水土保持工作和该地区的可持续发展提供重要的科学依据。论文以处于黄土丘陵沟壑区的黑岱沟露天煤矿排土场为研究对象,对不同排弃年限的排土场边坡进行径流小区的布设,根据径流小区的实测资料及实地调查的相关数据,分析侵蚀环境对径流侵蚀的影响,定量分析它们之间的关系,建立了降雨特性、植被、土壤几个主要的影响因子与径流侵蚀的关系式。由降雨量、降雨强度、降雨侵蚀力几个降雨特性因子与径流侵蚀之间的关系可知,降雨侵蚀力与径流侵蚀之间的关系最为显著,相关系数在0.80以上。土壤是侵蚀的对象,粘粒率可以作为土壤特性的直接指标,根据不同排弃年限排土场土壤的颗粒组成,建立了土壤径流侵蚀量与土壤特性相关关系,相关系数在0.85以上。植被因子是最为敏感的因子,植被种类、植被盖度的大小直接影响土壤侵蚀,根据小区资料,建立了植被盖度与土壤径流侵蚀量的相关关系。从多年的植被调查也得出了排土场边坡天然植被的演替规律,为人为进行排土场的植被恢复提供了科学依据和理论指导。该论文也实现了土壤侵蚀模型WEPP对西部开发建设项目-大型露天矿排土场水力侵蚀的模拟研究。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 引言
• 1.1 研究的目的意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 排土场侵蚀研究
• 1.2.2 坡面侵蚀产沙理论发展
• 1.2.3 土壤侵蚀模型在侵蚀产沙规律研究中的应用
• 1.3 排土场边坡存在的问题和发展趋势
• 1.3.1 深化坡面土壤侵蚀机理的研究
• 1.3.2 加大侵蚀环境与土壤侵蚀之间关系的研究
• 1.3.3 新技术与土壤侵蚀模型研究的结合
• 2 研究区概况
• 2.1 研究区地理位置
• 2.2 地形地貌
• 2.3 气候
• 2.4 土壤植被
• 2.5 研究区土壤侵蚀情况
• 2.6 排土场概况
• 3 研究的主要内容和研究方法
• 3.1 研究内容
• 3.2 研究方法
• 3.2.1 径流小区的选设
• 3.2.2 标准地调查内容
• 3.2.3 主要观测项目
• 3.3 研究技术路线
• 4 排土场边坡水力侵蚀环境研究
• 4.1 降雨特性与排土场边坡水力侵蚀的关系
• 4.1.1 降雨量与不同排弃年限排土场边坡土壤侵蚀关系
• 4.1.2 降雨侵蚀力与不同排弃年限排土场边坡土壤侵蚀关系
• 4.1.3 降雨强度与不同排弃年限排土场边坡土壤侵蚀的关系
• 4.2 不同排弃年限岩土物理性质的变化研究
• 4.2.1 排土场岩土物理性质的变化研究
• 4.2.2 排土场边坡土壤颗粒组成
• 4.2.3 排土场边坡土壤特性与土壤侵蚀的关系
• 4.3 排土场植被演替与侵蚀产沙研究
• 4.3.1 自然恢复情况下排土场边坡植被的变化研究
• 4.3.2 人为干扰情况下排土场边坡植被的变化研究
• 4.3.3 植被演替规律
• 4.3.4 植被与不同排土场边坡土壤侵蚀的关系
• 4.4 不同排弃年限排土场边坡土壤侵蚀规律
• 4.5 小结
• 5 基于不同排弃年限的排土场侵蚀产沙模拟
• 5.1 WEPP 模型的结构和基本原理
• 5.1.1 WEPP 模型结构
• 5.1.2 WEPP 模型的功能模块
• 5.1.3 WEPP 模型的基本原理
• 5.2 WEPP 数据输入及参数确定
• 5.2.1 气候参数
• 5.2.2 土壤参数
• 5.2.3 植被参数
• 5.2.4 WEPP 模型参数率定方法
• 5.2.5 参数在排土场坡面侵蚀模拟中的验证
• 5.3 基于WEPP 模型模拟不同情形下的排土场的土壤侵蚀
• 5.3.1 不同降水情况下排土场侵蚀产沙变化
• 5.3.2 不同土壤条件下排土场侵蚀产沙变化
• 5.4 侵蚀环境与排土场侵蚀产沙变化规律研究
• 5.4.1 侵蚀影响因子情景的建立
• 5.4.2 排土场边坡植被变化对径流侵蚀的影响
• 5.5 小结
• 6 结论
• 致谢
• 参考文献
• 作者简介