流域侵蚀产沙模拟过程中的尺度分异规律及尺度转换研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 刘纪根 |
| 答辩日期 | 2005-08-31 |
| 文献子类 | 学术型学位 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 授予地点 | 中国科学院地理科学与资源研究所 |
| 导师 | 蔡强国 |
| 关键词 | 侵蚀产沙 时空尺度 尺度转换 输移过程 水沙关系 |
| 学位名称 | 博士 |
| 学位专业 | 自然地理学 |
| 英文摘要 | 侵蚀产沙是一个多因素、多层次、多尺度的地学问题。土壤侵蚀预测是与一系列时空尺度紧密相联的，而现有侵蚀产沙模型在时空尺度上较为单一，并多以坡面及小流域为研究对象。现代的流域治理规划不仅要考虑一次降水过程的侵蚀产沙响应，而且还要揭示较长系列的侵蚀周期及水沙情势的变化趋势；并且所涉及的区域较大。因此侵蚀产沙模型的时空尺度应该满足人们的这种需要，特别是模型所涉及的空间尺度问题，但现在关于流域侵蚀产沙与输移过程随流域尺度复杂变化的研究很少。 本文系统的研究了坡面的侵蚀产沙分异规律及其影响因素，峁坡、全坡面、毛沟、支沟、干沟几个不同的流域尺度产流产沙变化特征，流域侵蚀产沙过程、径流过程、水沙关系随尺度变化规律，流域次暴雨泥沙输移时空分异规律及暴雨洪水对泥沙输移比的影响和作用机理等，探讨了流域侵蚀产沙过程中的尺度效应，水沙在不同尺度上的汇流和输移过程，建立了有一定物理意义的次暴雨泥沙输移比模型与小流域侵蚀产沙模型。在此基础上，对次暴雨泥沙输移比和小流域侵蚀模型进行了适当的尺度转换研究，为中大流域侵蚀产沙模拟尺度转换打下良好的基础。研究取得如下主要成果： （1）影响不同坡长小区的降雨特征指标依次为降雨侵蚀力指标EI30、最大30分钟雨强I30，其次是降雨量P，土壤含水量（前期降雨）对不同坡长小区的影响是负相关的，而平均雨强与不同坡长的相关性则是很小。坡面侵蚀方式和侵蚀产沙分配规律是由最大30分钟雨强I30和降雨侵蚀力指标EI30决定的。随着最大30分钟雨强I30和降雨侵蚀力指标EI30的增大，坡面侵蚀方式由片状侵蚀逐渐演变成线状侵蚀，并由细沟逐渐发展成浅沟，侵蚀产沙最大部位由细沟侵蚀向浅沟侵蚀过渡，产沙方式由片蚀产沙为主向以沟蚀产沙为主演变。 （2）流量与产沙的过程变化基本是一致的，但含沙量增加幅度一般与流量增加幅度不一致，且洪峰与沙峰出现的时刻也不一致。从峁坡到全坡面其相对极限含沙量逐渐增加，全坡面的相对极限含沙量最大。毛沟和支沟出口，相对极限含沙量比全坡面的水流略低一些。到干沟以后，相对极限含沙量又有所增加。从峁坡、全坡面到毛沟，年平均侵蚀模数增加，从毛沟、支沟、干沟到支流，年侵蚀模数逐步减小，但变化幅度变化不大。 （3）从峁坡、全坡面、毛沟、支沟、干沟几个不同的流域尺度，流域侵蚀产沙过程、径流过程、水沙关系表现出一定的变化规律，全坡面将流域径流过程、侵蚀产沙过程、水沙关系有机的区分开为坡面和沟道两种类型的变化过程，而全坡面又对毛沟的径流和泥沙起主导作用。 （4）从多年平均来看，多年平均泥沙输移比接近于1，侵蚀与产沙基本达到平衡。但就次降雨或年度而言，流域系统经常处于泥沙滞留和滞留的泥沙重新侵蚀搬运的情况。径流深和洪峰流量对次暴雨泥沙输移比的影响趋势一样，都是当小于某一值时，泥沙输移比的变化幅度很大，没有什么规律可言；可是当大于某一临界值后，泥沙输移比的变化幅度变小，趋向于一稳定的值。流域不同尺度的次暴雨泥沙输移比都随水流平均含沙量的增加而增加。降雨量（R）、径流系数（C）、降雨时间（T）、水流平均含沙量（Sm）能很好的表达不同尺度次暴雨泥沙输移比，但流域面积（A）与沟壑密度（Gm）也是影响流域次暴雨泥沙输移比的关键因素。 （5）降雨量及其时空变化对流域产沙的影响，主要以降雨量与降雨强度的乘积PI与流域产沙模数Ms的相关系数最高；但是，当考虑降雨径流对流域产沙的影响时，降雨的作用已经显得微乎其微了，起主要作用的是径流深H和洪峰流量QW；径流深H对产沙量的影响是主要的，但其对不同尺度流域产沙的影响作用却是同等的，洪峰流量QW是造成不同空间尺度流域产沙显著差异的重要因素；随着面积的增加，洪峰流量对流域产沙的影响也随之变小。在地貌因子中，起主要作用的是流域面积和沟壑密度，流域主沟比降处于相对次要的地位。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2010-12-16 |
| 页码 | 123 |
| 源URL | [http://192.168.22.105/handle/311030/112]  |
| 专题 | 地理科学与资源研究所_研究生部 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 刘纪根. 流域侵蚀产沙模拟过程中的尺度分异规律及尺度转换研究[D]. 中国科学院地理科学与资源研究所. 中国科学院研究生院. 2005. |
入库方式： OAI收割
来源：地理科学与资源研究所
浏览0
下载0
收藏0
其他版本
除非特别说明，本系统中所有内容都受版权保护，并保留所有权利。