徑流泥沙含量的研究方法主要包括

1. 高分求幫忙，作業：你認為如何進行氣候變化和土地利用對流域徑流、泥沙影響的評價（最終要有一個評價模型）

1 數據資料的收集及處理
針對研究的流域，收集該流域50年的植被、氣候、水文、土壤、土地利用和地形等基礎數據，包括各個降雨觀測點。數據包括實測流量、流量逐日平均水位、洪水水位、實測懸移質輸沙率、逐日平均含沙量、逐日平均流量、洪水流量、逐日降水量、降水量等內容。氣象數據主要包括收集氣象觀測站的日最高氣溫、日最低氣溫、日均氣溫、平均風速、平均相對濕度等資料，利用這些基礎數據構建該流域地理信息資料庫。
2 選擇模型
選擇SWAT模型，SWAT模型是目前應用比較廣泛的分布式水文模型。SWAT（Soil and Water Assessment Tool）是美國農業部（USDA）開發組織開發的一個具有很強物理機制的，長時段的分布式模型，能夠利用GIS和RS提供的空間信息，模擬研究區多種不同的水文物理過程，包括水、沙和化學物質的輸移與轉化過程。SWAT模型以強大的功能、先進的模型結構和搞笑的計算，在分布式水文模型中佔有重要地位。
3 敏感性分析
敏感性分析的目的是對率定模型中的不確定性定量化，而率定模型的不確定性是由土壤層參數、降雨、蒸發、植被和邊界條件的估計值引起的。找出模型的敏感性參數，並對這些參數以模型效率最優的方法加以率定。採用SWAT模型模擬該流域年和月徑流、產沙的變化，進行參數率定、敏感性分析。
4 模型的校準
在水文氣象序列趨勢分析及變點檢驗基礎上，使用水量平衡和通過水土流失方程的方法來區分氣候變異和土地利用變化對該流域徑流和侵蝕產沙的影響，前提是符合相應的參數要求。
5 結果模擬
設計不同的情景，將氣候變化和土地用變化情景代入SWAT模型進行模擬徑流、泥沙等。通過Mann-kendall突變檢驗，可以清楚地辨別出研究流域降水與徑流量的變化趨勢及突變點，根據突變檢驗結果，將流域降水變化過程分為基準期和研究期。從基準期降水量與徑流量雙累積曲線說明人類活動對徑流的干擾大小。
6結果評價
在不同氣候變化和土地利用變化的情景下，計算出該流域的徑流、泥沙量不一樣，將這些數據由高到低排序，即可評價不同氣候變化和土地利用變化對該流域徑流、泥沙的影響。

2. 水文觀測的方法

水文觀測直接觀測的有降水、水位、流量、土壤濕度、含沙量。你所提問的其他參數都是通過這些實測數據推算出來的。降水是測量雨量器乘水容器在相應時段內承接的液體降水的厚度。水位是觀測水面和固定點的高差再加上固定點的高程。流量常規測量是測量斷面上合理分布點的流速與各部分斷面面積的乘積，累加後就是當時水位下的流量。土壤濕度是烘乾法和含沙量是用烘乾的原理測量的。
林冠截留、林內降雨，樹干截然留，枯枝落葉截留，下滲，土壤含水量，坡面徑流，河川徑流，（侵蝕量），輸沙量都是通過上述實測數據用水文模型或經驗方法分析而來的。

3. 徑流、泥沙、降水、測量以及數據分析處理等監測儀器設備有哪些高手指點下

徑流是指降雨及冰雪融水在重力作用下沿地表或地下流動的水流。徑流有不同的類型，按水流來源可有降雨徑流和融水徑流；按流動方式可分地表徑流和地下徑流，地表徑流又分坡面流和河槽流。此外，還有水流中含有固體物質（泥沙）形成的固體徑流，水流中含有化學溶解物質構成的離子徑流（見化學徑流）等。
徑流--以地表徑流最為常見，以河川徑流為主要存在形式。通常通過流量Q來描述河流水量的特徵。一般用流速儀來測定流速，然後測量過水斷面積來推求流量。ADCP是最先進的測流、測沙設備，可以直接測出河流的流量和輸沙量。傳統的泥沙取樣設備有橫式采樣器、瓶式采樣器等。降水（在南方以雨水為主）觀測設備有人工觀測的雨量筒、虹吸式自記雨量計、翻斗式遙測雨量計等。

4. 徑流小區的泥沙觀測

在降水結束、徑流終止後應立即觀測，首先將集流槽中泥、水掃入集流箱中，然後攪拌均勻，在箱（池）中採取柱狀水樣2～3個（總量在1000～3000cm3），混合後從中取出500～1000cm3水樣，作為本次沖刷標准樣。若有分流箱時，應分別取樣，各自計算。
含沙量的求取，是將水沙樣靜置24小時，過濾後在105°下烘乾到恆重，再進行計算。

5. 求教，怎麼精確檢測河水中泥沙含量

可以利用水下超聲波的傳輸的散射或者反射的方法進行精確測量。如果把換能器安裝在河道兩岸，還可以得到斷面含沙量。

6. 如何根據洪水過程數據（流量含沙量數據）求洪水的徑流總量和泥沙總量

呵呵，取算術平均值計算！單位時間的平均流量乘以時間就是徑流總量，同樣計算泥沙總量。一般水文站都是這么做的，他們不會去求積分的。各種報表都來自各個水文站的數據:D

7. 黃河泥沙減少方法

新中國成立後，隨著基礎研究、應用基礎研究的深入，人們對黃河水沙運動基本規律認識不斷深化，治黃方略逐步得到發展和完善，治黃技術不斷進步。由建國初期的「寬河固堤」到50、60年代的「除害興利，蓄水攔沙」，70年代的「上攔下排，兩岸分滯」，直至《黃河重大問題與對策》中提出的「防洪：『上攔下排、兩岸分滯』，控制洪水；『攔、排、放、調、挖』，處理和利用泥沙。水資源利用及保護：開源節流保護並舉，以節流為主。水土保持：防治結合，強化治理；以多沙粗沙區為重點，小流域為單元；採取工程、生物和耕作綜合措施，注重治溝骨幹工程建設。」治黃方略的發展和完善為黃河治理開發起到了良好的指導作用，治黃技術進步推動了黃河治理開發的快速發展。
人民治初期，黃河水文基本站點稀少，基礎資料缺乏，黃河科研也有待廣泛深入開展。依據當時形勢，確定了「寬河固堤」的治黃指導方針，改變了黃河過去頻繁決口改道的局面，確保了黃河防洪安全。1952年開始，治黃工作由下游修防逐步向治本過渡，治黃方針演變為「除害興利，蓄水攔沙」，主要是採取干支流修水庫和攔河壩，水土流失區開展水土保持的措施，「節節蓄水，分段攔泥」，以此為方針編制的《黃河綜合利用規劃技術經濟報告》於1955年7月由一屆人大二次會議審議通過。這一時期的治黃科研發展迅速，取得了許多有重要價值的科研成果。
50年代初期，500多位科技人員對黃土高原進行了十幾個月的考察，對黃土高原的自然條件和社會經濟狀況有了全面系統的認識，提出的關於黃土高原不同類型區的劃分，為因地制宜確定治理方向和治理措施提供了科學依據。60年代初期開始，通過對淤積在黃河下遊河道中的泥沙粒徑分析認識到，主槽表層淤積物中80%為粒徑大於0.05mm的粗泥沙。進而，對粗泥沙進行了詳細調查與分析，找到了黃河粗泥沙的主要來源區分布在晉陝蒙接壤的約10萬km2黃土丘陵溝壑區，從而明確了黃土高原治理的重點區，提出了把集中治理中游粗沙來源區作為治黃戰略的建議，指出要控制下遊河道淤積惡化，應首先治理粗沙來源區。這是對黃河泥沙規律認識上的一個重大突破，對於指導黃土高原水土流失治理工作具有重要作用。
通過對黃河流域多沙粗沙問題和黃土高原水土流失特徵的研究，從理論上解決了黃土高原水土保持的防治方法、工程布局和工程重點等一系列重大的宏觀戰略問題。在水土流失規律及水土保持措施的減水減沙效益研究方面，採用大流域、小流域和單項措施相結合，通過對不同侵蝕降雨小區地形、降雨、土壤、植被等水土流失因子的觀測，提出了適用於不同情況的水土流失方程，初步分析了不同地貌和侵蝕類型的徑流泥沙來源及數量。通過小區測驗和人工降雨試驗取得了不同地類、坡度、坡長和水保措施對水土流失影響的定量關系式和流域產沙模型，基本摸清了黃土高原不同侵蝕類型區的徑流泥沙來源以及各種水保措施所產生的蓄水保土作用。這些研究成果為水土保持規劃、設計和水土保持效益分析提供了科學依據，同時也為治黃方略的演變提供了基本資料和理論依據。
三門峽水庫「蓄水攔沙」運用後，庫區迅速淤積，對水庫淤積特性的研究使人們認識到建庫攔沙問題的復雜性和局限性。圍繞三門峽樞紐的運用、改建，進行了三門峽水庫淤積及下遊河道演變規律研究，提出了三門峽水庫滯洪排沙運用後下遊河床演變趨勢及近期整治意見。通過三門峽水庫「蓄清排渾」控制運用的實踐，對多沙河流水庫如何保持有效庫容、水庫翹尾巴淤積規律、泄流規模選擇、水庫運用方式等認識在理論上有創新，豐富和發展了多沙河流水庫泥沙科學及水沙調節理論，為後來興建水庫提供了寶貴經驗。
三門峽工程實踐的經驗教訓提高了人們對多沙河流修壩攔沙作用的認識，水土流失規律及水土保持措施的減水減沙效益研究表明了水土保持工作的艱巨性和長期性，對黃河下遊河道沖淤演變規律的研究發現黃河下遊河道具有「多來、多淤、多排」的輸沙規律，促使了治黃方略由「蓄水攔沙」向「上攔下排」的轉變。
「八五」以來，進一步完善了降雨產流產沙計算方法，分析了多沙粗沙區70年代以來的水沙變化及其原因，預測了變化趨勢；通過對黃土丘陵溝壑區六溝道小流域壩系多年運用情況的系統研究，明確提出了溝道壩系相對穩定的條件、標准和定量方法等，初步研究制定了小流域經濟、社會、生態效益評價指標體系，提出了攔減粗泥沙對黃河河道沖淤變化的影響；通過對黃河中游多沙粗沙區區域界定及產沙輸沙規律的深入研究，進一步界定了黃河粗泥沙的范圍，並對多沙粗沙區進行了亞區劃分。這些成果為確定黃土高原多沙粗沙區的治理模式、編制生態環境建設規劃提供了科學依據。
通過對高含沙洪水水流特性、洪水演進特性、泥沙輸移特性及河床演變規律的進一步研究，探討了高含沙水流遠距離輸送問題，發現了窄深河槽具有極強的輸沙能力，由此提出了利用下遊河道將高含沙水流輸送入海的設想。在泥沙運動基本理論研究方面，提出了適用於一般挾沙水流和高含沙水流的挾沙力公式、動床阻力公式、流速分布公式和懸移質含沙量分布公式，河流綜合穩定性指標。通過研究不同水沙條件下黃河下遊河道縱橫剖面的變化過程，闡明了黃河下游水沙減少引起下遊河道不同河段橫剖面的變化規律，對黃河下遊河道整治具有指導意義。這些成果為「下排」方略的形成和發展提供了理論基礎。
通過開展小浪底水庫調水調沙和減緩黃河下遊河道淤積措施研究，開辟了「調」與「排」相結合的處理泥沙新思路，分析了「放」淤對減少艾山以下河道淤積的作用。對於下游泥沙處理利用研究，提出了以「挖河」作為減緩艾山以下河道淤積的一種新途徑；提出了從渠首引水放淤至田間的成套泥沙處理措施；在不打亂引黃灌區現有布局、充分利用現有涵閘引水引沙能力的前提下，提出了利用引黃供水沉沙、淤築相對地下河的思路和總體布局，初步分析研究了淤築相對地下河對環境的影響及防治措施，結合引黃供水沉沙淤築相對地下河工程既加固了堤防，又在「放」字上提出了新思路。
通過研究河口段河道發育演變規律以及在海洋動力綜合因素作用下河口泥沙的運移方向、河口延伸和蝕退條件，黃河口攔門沙的演變機理，闡明了攔門沙發生的部位、形成的過程、演變的特性及其對河口河段演變的影響，為黃河口的治理提供了科學依據。

根據對黃河流域暴雨特性的分析研究，確定了黃河下游洪水的主要來源區。通過黃河洪水特性的分析，為下游防洪標準的確定及防洪調度奠定了基礎。依據實測洪水、歷史洪水，經過暴雨移置可能性分析、歷史洪水過程分析等綜合性研究計算，確認了下游發生特大洪水的標准和可能性，促使了「分滯」方略的形成。其中總結提出的「可能最大暴雨和洪水計算原理和方法」研究成果被聯合國世界水文氣象組織(WMO)水文學委員會推薦用來「修改和更新PMP/PMF最佳實踐手冊」，並納入我國「防洪標准」。
在黃河下游游盪性河道整治研究方面，系統整理分析了大量的航片、衛片及主流線套繪資料，進行了河道動床模型試驗，研究了河型穩定性指標、河型轉化及「橫河」、「斜河」的發生機理，系統總結了黃河下遊河道整治經驗，提出了河道整治的原則，論證了微彎型整治方案的合理性及可行性，深入研究了下游游盪性河段河道整治對本河段及下遊河段的影響。這些研究成果應用於指導黃河下遊河道整治工作，取得了很好的效果。
黃河是我國西北、華北地區最大的水源，黃河水資源的合理配置是關系這一地區乃至全國社會經濟發展的重大戰略任務。治黃50多年來，通過開展黃河水資源利用問題研究，初步掌握了黃河流域水少沙多、水沙異源、水資源的時空分布不均、年內分配集中、年際變化大、流域性的連續枯水時段長等重要規律，提出了黃河流域多年平均天然年徑流總量為580億m3，解決了大量水資源利用方面的關鍵技術問題，為科學管理、調度和分配黃河水資源提供了科學依據。其中，2000年水平黃河水資源利用預測方案被國務院批准作為「在南水北調工程生效前黃河可供水量分配方案」，目前，正在有關省區和部門貫徹執行，並作為黃河水量統一調度的基本依據。

8. 現需研究生論文題目一個，現有數據為坡耕地地表徑流量、泥沙含量、N/P等含量數據分析，請給個研究方向

您好，論文題目幫不了您，到網路相關網頁查詢下相關信息吧，咨詢其他考研、考博疑問歡迎向158教育在線知道提問。

9. 水土流失

3研究方法

3.1試驗設計

3.1.1徑流小區設計
徑流小區位於寧化水保站後山，建於2007年11月，2008年1月開始觀測。共有8個徑流小區，每個徑流小區均按照標准徑流小區建造，即小區垂直投影長20m、寬5m、坡度15º，每個小區之間四周邊緣用水泥築隔牆，隔牆深入地下80 cm，高出地面30 cm，牆頂呈45°刀棱形分水界。本試驗共設計了8種處理，其中5個為生物措施（小區號為1、4、5、6、7），2個為工程和生物相結合的措施（小區號為2、3），1個徑流小區為對照（小區號為8），具體的設計處理見表1。徑流小區下用集流槽承接泥沙和徑流，並通過管道將泥沙和徑流量匯聚到集流桶中，如果集流桶不夠承接徑流量，可以分流到集流桶旁的分流箱中。通過對不同試驗處理的徑流小區的觀測，研究不同試驗處理對紫色土水土流失的影響以及降雨量與水土流失量的關系。
表1 徑流小區設計
Table1 the designs of plot scales
徑流小區號 1 2 3 4 5 6 7 8
試驗
處理 穴種狼尾草，株行距1m×1m 梯田（無埂）種鐵觀音，梯壁不種草 梯田種鐵觀音，梯壁種草 種百喜草，採用封禁植被恢復的方式 種百喜草和胡枝子，株行距1.2m×50cm 順坡墾復種植油茶，株行距2m×3m，每行後種胡枝子作為生物帶 與6一樣，但無作生物帶 對照
3.1.2野外模擬降雨試驗設計
由於自然降雨變化不均勻，造成降雨強度和降雨侵蝕力的變化也不均勻，為了分析各種自然因素對水土流失的影響，必須使各試驗樣地的降雨條件一致，模擬降雨容易控制雨強和降雨量，因此採用野外模擬降雨。本次試驗所採用的儀器是攜帶型模擬降雨器，型號為M278960。根據國家對小雨、中雨和大雨的規定，為模擬降雨儀器設置了3個雨強（10mm/h、20mm/h、100mm/h），每種雨強的降雨時間為半小時。按照不同坡度、不同坡長、不同植被覆蓋度、不同土地利用方式的原則選擇六塊試驗樣地，在每個試驗樣地設置3個簡易徑流小區（3個徑流小區分別採用小雨、中雨和大雨3種雨強進行試驗），小區所採用的材料是1m×0.8m的鐵板，插入土層厚度1m，在有代表性的地方將1m×0.8m規格的鐵板插入土壤中，就形成一個臨時性的徑流小區。試驗時，將模擬降雨儀器放置於簡易徑流小區上方，每種雨強降雨半小時，每次降雨用量筒收集每次降雨所產生的徑流，記錄下每種雨強所產生的徑流量。泥沙量採用烘乾稱重法獲得，即在每次降雨產生的徑流中取水樣，過濾烘乾後，稱重，根據所取水樣的量就可以得到每次降雨所侵蝕的泥沙量。這個試驗主要是用於分析坡度、植被覆蓋度對徑流量和泥沙量產生的影響。

表2 野外模擬降雨試驗樣地概況
Table2 the general circumstances of the sampling terra for simulated raifall test in open country
樣地號 土地利用方式 植物類型 坡度（°） 坡長（m） 植被覆蓋度（%）
1 耕地（順坡） 辣椒 15 40 70
2 園地 油茶 23 70 80
3 草地 類蘆 8 40 60
4 荒地 少數草本植物 38 50 40
5 林地 馬尾松、胡枝子、類蘆 17 10 68
6 林地 馬尾松、油茶 26 100 75
3.2調查方法
對進行野外模擬降雨試驗的各樣地進行調查，調查的內容包括了：土地利用方式、植物類型、坡度、坡長、植被覆蓋度，通過收集當地的文獻資料和實地調查的方法，調查這六個樣地的土地利用方式，坡度和坡長是利用經緯儀觀測，在樣地中設置3m×3m的小樣方，調查樣地的植物類型和植被覆蓋度；每次降雨結束後，自記雨量計觀測降雨量，徑流深可以通過集流桶中的刻度讀出，進而換算徑流量，泥沙量用烘乾稱重法，但要把集流槽中的泥沙清入徑流量中，然後將徑流攪拌均勻，取出200ml水樣，過濾烘乾後稱重，即可得到泥沙量。6個樣地的情況見表2。
3.3數據處理
經過野外試驗後，得到兩組試驗數據，分別是徑流小區和野外模擬降雨試驗，徑流小區的試驗數據採用Excel處理，用SPSS對野外模擬降雨試驗數據進行分析，得出坡度和植被覆蓋度對徑流量和泥沙量的關系。
4結果與分析

4.1不同試驗處理對紫色土水土流失的影響
徑流小區設計中所設計的7個試驗處理是寧化水土保持最常見的措施，通過5個月對降雨量和徑流小區的監測，得到7種不同試驗處理的徑流小區徑流量和泥沙量的數據（見表3和表4）。通過分析不同試驗處理對徑流量和泥沙量的影響，得到最佳的試驗處理，為選擇最佳的水土保持措施提供數據支持。
表3 不同措施徑流小區徑流量
Table3 the monthly runoff of runoff plot under different measures
月
份 降雨
量
（mm） 徑流量（m3）
穴種
狼尾草 梯田（無梗） 梯田 封禁種百喜草 種百喜草和胡枝子 順坡種植油茶（有生物帶） 順坡種植油茶（無生物帶） 對照
1 159.2 1.30 0.90 0.75 1.11 1.26 1.41 2.11 2.52
2 68.7 0.41 0.25 0.22 0.31 0.37 0.49 0.84 1.43
3 113.3 0.86 0.45 0.38 0.66 0.80 0.98 1.60 2.13
4 123.2 0.99 0.65 0.57 0.84 0.91 1.06 1.51 2.06
5 107.2 0.84 0.52 0.47 0.68 0.76 0.91 1.26 1.63
合計 571.6 4.40 2.77 2.39 3.61 4.10 4.85 7.31 9.78

表4 不同措施徑流小區泥沙量
Table5 the monthly sediment of of runoff plots under different measures
月
份 降雨
量
（mm） 泥沙量（kg）
穴種
狼尾草 梯田（無梗） 梯田 封禁種百喜草 種百喜草和胡枝子 順坡種植油茶（有生物帶） 順坡種植油茶（無生物帶） 對照
1 159.20 676.36 17.96 10.84 382.64 486.85 387.89 1979.49 7894.87
2 68.70 254.59 5.27 3.42 106.71 135.86 122.90 928.26 5093.76
3 113.30 344.48 7.67 4.33 177.63 228.92 193.40 1043.85 5460.31
4 123.20 477.21 14.72 8.57 275.60 318.96 244.85 1447.89 6755.06
5 107.20 341.80 6.87 4.00 172.04 226.18 190.44 1028.80 5045.20
合計 571.60 2094.44 52.49 31.16 1114.63 1396.76 1139.48 6428.30 30249.20
4.1.1不同試驗處理對紫色土徑流量的影響
徑流的流動常常伴隨著養分的流失，因此徑流量大小往往能夠說明土壤保持養分的能力。對8個徑流小區的徑流量進行累加排序,見表3，發現7個處理產生的徑流量大小：無生物帶順坡種植油茶 >有生物帶順坡種植油茶 >穴種狼尾草 >種百喜草和胡枝子 >封禁種植百喜草 >無梗的梯田 >梯田。
在相同的自然條件下，順坡種植油茶（無生物帶）的試驗處理產生徑流量是最大的，而有生物帶的試驗處理產生的徑流量比無生物帶的少了近一倍。梯田（有埂）產生的徑流量是最少的，這是因為當降雨時，梯田上的植被能截留一部分雨水，並且梯田的階梯能逐層地截留雨水。從表3還可以了解，穴種狼尾草和百喜草產生的徑流量只佔順坡種植油茶（無生物帶）的60%和49%，可以說草比灌木截留徑流的能力更強。
4.1.2不同試驗處理對紫色土泥沙量的影響
通過把5個月的泥沙量進行累加，可以對7種試驗處理產生的泥沙量進行比較，見表7，比較結果：無生物帶順坡種植油茶 >穴種狼尾草 >種百喜草和胡枝子 >有生物帶順坡種植油茶 >封禁種植百喜草 >無梗的梯田 >梯田,其中梯田（無埂）產生的泥沙量最少，僅為對照地的0.1%，順坡種植油茶（有生物帶）產生的泥沙量也較少，無生物帶的泥沙量是有生物帶的6倍，可以說明生物帶可以有效地減小土壤流失。從表4發現種百喜草產生的泥沙量是114.63kg，種狼尾草的泥沙量為2094.44kg，說明種百喜草的效果好於種狼尾草。種百喜草和胡枝子產生的泥沙量比種百喜草的泥沙量大，但兩者相差不多。
綜合以上兩部分的分析，可以得出，梯田產生的泥沙量和徑流量最小，種百喜草的順坡種植油茶（無生物帶）產生的泥沙量和徑流量最多，而有生物帶的處理可以大幅度地減少徑流量和泥沙量。
4.2紫色土流失區水土流失量與降雨量的關系研究

4.2.1徑流量與降雨量的關系研究
從表3可以直觀地看出不同試驗處理徑流小區的徑流量均隨著降雨量的增加而增加，隨著降雨量的減少而減少。3月份和5月份的降雨量只相差6.1mm，所在月份的各種試驗處理產生的徑流量的差值也很小，各種措施的變幅為2.3%～23.5%。1月與2月的降雨量相差90.5mm，各種措施的變幅達到43.3%～72.2%。由此可以發現各種措施的徑流量變化與降雨量關系緊密。
為了進一步分析徑流量與降雨量的關系，採用相關分析和曲線估計的方法，分析徑流量和降雨量的關系，根據文獻資料徑流量和降雨量存在線性關系[17]，通過對實驗數據進行分析得出不同措施產生徑流量與降雨量的關系式，見表5。從表5可以看出，每個處理產生的徑流量和降雨量的相關系數都在0.9以上，說明徑流量與降雨量的關系很緊密。

表5 徑流小區徑流量與降雨量的關系式
Table4 the relation model between runoff of the plot scales and rainfall
措施 關系式 相關系數 N
穴種狼尾草

5
梯田（無梗）

5
梯田

5
種百喜草（封禁）

5
種百喜草和胡枝子

5
順坡種植油茶（有生物帶）

5
順坡種植油茶（無生物帶）

5
對照

5
4.1.2泥沙量與降雨量的關系研究
從表4可以明顯看出，各種措施產生的泥沙量都隨著降雨量的增加而增加，減小而減小的，且兩者關系很密切，3、4、5月份的降雨量兩兩間相差不多，它們對應的泥沙量也相差不多。對於降雨量最大的月份與降雨量最小的月份，泥沙量相差很大，這兩個月泥沙量變化最大的是封禁種百喜草，相差3.6倍，變化最小的是對照小區，僅差1.5倍。通過相關分析，發現泥沙量與降雨量也存在著線性關系[17]，可以用線性方程表示泥沙量與降雨量的關系，見表6。

表6 徑流小區泥沙量與降雨量的關系式
Table6 the relation model between sediment of the plot scales and rainfall
措施 關系式 相關系數 N
穴種狼尾草

5
梯田（無梗）

5
梯田

5
種百喜草（封禁）

5
種百喜草和胡枝子

5
順坡種植油茶（有生物帶）

5
順坡種植油茶（無生物帶）

5
對照

5
4.3不同土地利用方式對水土流失的影響研究
採用野外模擬降雨的方法，在每塊樣地上設置了三種雨強的模擬試驗，分別測出每種雨強條件下的徑流量和泥沙量。從表7可以發現：徑流量最大的樣地的土地利用方式為荒地，通過調查發現，荒地的植被覆蓋度只有40%，地表長期沒有植被覆蓋，土壤風化強烈而且乾旱，當降雨一段時間後，土壤持水飽和後，就會產生大量的徑流量和泥沙量，從試驗中就可以看出，而其的徑流量和泥沙量也是幾個土地利用方式中最大的，而且遠遠大於其他土地利用方式。林地的坡度僅比耕地大2°，兩個樣地的植被覆蓋度也僅差2%，但是耕地產生的泥沙量為220.66 g/m2，大於林地產生的泥沙量，從徑流量來說，也是耕地的徑流量大於林地產生的徑流量。園地和林地的坡度很接近，且園地的植被覆蓋度大於林地的植被覆蓋度，從表7發現，園地的泥沙量和徑流量均小於林地。土地利用方式為園地和耕地的樣地因為坡度和植被覆蓋度存在較大的差異，無法對它們進行比較。
綜合以上分析，可以對不同利用方式產生的水土流失量進行比較，比較結果發現：荒地 >園地 >林地，荒地 >耕地 >林地。從以上比較結果，可見造成這個結果的原因主要是人為影響，園地和耕地都是受人為影響頻繁的利用方式，而林地每年均有一定枯枝落葉歸還林地，使得林地有機質含量較高，加上表層植物根系穿插切割，土壤水穩性結構較好，因此土壤滲透性能較好，土壤不易受到侵蝕[20]。經過研究[20]土壤的各項可蝕性指標（包括土壤的分散率、水穩性團聚體含量、出滲值和穩滲值等），得出不同的利用方式下，土壤的可蝕性大小比較，比較結果：荒地>園地>林地。這也說明了，在相同條件下，荒地產生的水土流失量最多，林地的最少，與本文的研究結果一致。

表7 野外模擬降雨產生的徑流量和泥沙量
Table7 slope and the runoff and sediment of sampling terras
土地利用方式 坡度（°） 小雨產生的泥沙量（g/m2） 中雨產生的泥沙量（g/m2） 大雨產生的泥沙量（g/m2） 總的泥沙量（g/m2） 小雨產生的徑流量（m3） 中雨產生的徑流量（m3） 大雨產生的徑流量（m3） 總的徑流量（m3）
草地 8 0.05 5.00 25.22 30.27 146.88 8521.88 36646.88 45315.63
耕地 15 1.67 59.34 159.65 220.66 150.00 8468.75 43212.50 51831.25
林地 17 5.54 31.45 136.59 173.58 662.50 7818.75 34718.75 43200.00
園地 23 3.63 56.45 195.43 255.51 750.00 11478.13 49881.88 62110.00
林地 26 0.15 36.91 213.52 250.59 52.50 6396.25 44293.75 50742.50
荒地 38 10.00 86.30 2643.31 2739.61 12.50 3256.25 27875.00 31143.75
註：樣地的植物類型為：1:類蘆, 2:辣椒, 3:馬尾松、胡枝子、類蘆, 4:油茶, 5:馬尾松和油茶, 6:只有少數草本植物
4.4紫色土坡地坡度和植被覆蓋度與徑流量和泥沙量的關系研究

4.4.1坡度與徑流量和泥沙量的關系研究
當降雨量和植被覆蓋度一定時，坡度是決定水土流失程度的重要因子。坡度越大，水流受到重力向下分力越大，這時的水流來不及滲透，沿著坡度流動，流動佔主導地位。坡度越小，受到重力分力越小，水流速度小，有更多的時間滲透，以滲透佔主導地位[21]。
從表7可以看出隨著坡度的增加，泥沙量總體上呈現隨著坡度的增加而增加，減小而減小的變化規律。雖然泥沙量總體上與坡度呈正相關，但是在小雨和中雨條件下，有些樣地並沒有遵守這種規律。在小雨條件下，但是23°樣地產生的泥沙量比26°樣地產生的泥沙量大，主要是因為本身兩個樣地的坡度相差不大，主要是由土地利用類型影響它們小雨產生的泥沙量，26°的樣地土地利用方式是林地，受人為影響小，23°的樣地土地利用類型是園地，受人為影響大，表面土壤結構較26°的鬆散，所以在小雨的降雨條件下，坡度為23°的樣地會比坡度為26°的樣地產生更多的泥沙量。在中雨條件下， 15°和17°的樣地也不隨坡度的增加而增加，這主要也與土地利用方式有關，15°的樣地的利用方式是耕地，經過所采土樣分析，發現該樣地的容重為1.24，是六個樣地中最小，說明受到人為干擾，土壤鬆散。
從總體上來看，泥沙量是隨著坡度的增加而增加的，兩者呈正相關，為了驗證這一說法，把坡度、覆蓋度和大雨產生的泥沙量數據輸入SPSS進行兩個變數的相關系數分析，坡度與大雨產生的泥沙量呈顯著的正相關性（r=0.830），由於每個樣地的實驗處理方法一樣（即降雨條件和降雨時間一樣），因此可以把每次降雨產生的泥沙量相加進行數據處理和分析，總的泥沙量也是隨著坡度的增加而增加，兩者的相關系數為0.835，呈顯著正相關。從表7還可以得到，紫色土坡度每增加1°，平均泥沙流失量就會相應增加48.09g/m2。
為了進一步探求坡度與泥沙量的定量關系，對坡度和總的泥沙量進行了回歸分析，得到關系式：

L——泥沙量,單位：g/cm2
S——坡度，單位：°
把數據繪點制圖，見圖1。從圖中可以發現當坡度大於30°時，泥沙量產生突增，8°～26°時，產生的泥沙量變化穩定，隨著坡度的增加緩慢上升。
一般來說，隨著坡度的增加，徑流量增加，但由於野外實驗樣地地表植被和利用方式不同，從實驗數據來看，隨著坡度的增加，徑流量並沒有呈現規律的變化。

圖1 紫色土坡地坡度與泥沙量的關系
Fig.1 the relation of slope and sediment in sloping field with purple soil
4.4.2植被覆蓋度與徑流量和泥沙量的關系
土壤表面的植被覆蓋可以減弱降雨帶來的雨滴沖擊力，使土壤不至於因沖擊而分散，從而減少對土壤的侵蝕，植被覆蓋又增加了地表的摩擦力，增加了水流在坡面的時間，減小水流速度，使水流有更多的時間下滲[22]。因此紫色土坡地的植物覆蓋度對水土流失有明顯的影響。另一方面，土壤表面的植被可以改善土壤的物理化學性質，優化土壤團粒結構，提高土壤肥力，土壤團粒結構的形成可以提高土壤抵抗侵蝕的能力[23]，同樣採用野外模擬降雨試驗，得到不同雨強下的泥沙量與徑流量，見表8。

表8 各樣地的植物覆蓋度與產生的徑流量和泥沙量
Table8 vegetal coverage and the runoff and sediment of sampling terras
土地利用方式 植被覆蓋度（%） 小雨產生的泥沙量（g/m2） 中雨產生的泥沙量（g/m2） 大雨產生的泥沙量（g/m2） 總的泥沙量（g/m2） 小雨產生的徑流量（m3） 中雨產生的徑流量（m3） 大雨產生的徑流量（m3） 總的徑流量（m3）
荒地 40 10.00 86.30 2643.31 2739.61 12.50 3256.25 27875.00 31143.75
草地 60 0.05 5.00 25.22 30.27 146.88 8521.88 36646.88 45315.63
林地 68 5.54 31.45 136.59 173.58 662.50 7818.75 34718.75 43200.00
耕地 70 1.67 59.34 159.65 220.66 150.00 8468.75 43212.50 51831.25
林地 75 0.15 36.91 213.52 250.59 52.50 6396.25 44293.75 50742.50
園地 80 3.63 56.45 195.43 255.51 750.00 11478.13 49881.88 62110.00
註：樣地編號的植物類型為：1:少數草本植物, 2:類蘆, 3:馬尾松、胡枝子、類蘆, 4:辣椒, 5:馬尾松和油茶, 6:油茶
通過本次研究表明，隨著覆蓋度的增加，各種雨強條件下泥沙量總體趨勢表現上表現為逐漸減少，經過SPSS計算，植被覆蓋度與大雨產生的泥沙量的相關系數為-0.850，呈顯著負相關。但是植被覆蓋率為60%的泥沙量很小，不符合泥沙量逐漸減少的趨勢。排除60%這個樣地後的數據，植物覆蓋度與大雨產生的泥沙量的相關系數為-0.947，與沒有排除60%樣地數據的相關性比較，排除覆蓋度60%樣地數據後的植物覆蓋度與大雨產生的泥沙量更相關，導致這種現象的原因是覆蓋率為60%的樣地坡度是這幾個樣地中最小的，僅8°，因此，覆蓋度為60%的樣地泥沙量主要受到坡度控制。排除植被覆蓋度為60%樣地的數據後，植物覆蓋度和總的泥沙量的相關性系數是-0.946，兩者是顯著的負相關，即覆蓋度越大，在相同坡度和降雨條件下產生的泥沙量越小。從表8還可以推算出覆蓋度每增加10%，泥沙量就會減少50.57 g/m2，把植被覆蓋度和泥沙量用散點圖表示出來，再使用SPSS的回歸分析（排除60%這個樣地的影響）進一步得出覆蓋度和泥沙量的定量關系：

L——泥沙量，單位：kg
c——植被覆蓋度(%)
發現散點圖和這個定量關系式畫出的圖相似，見圖2。因此可以用 定量表示泥沙量和植被覆蓋度的關系。
從表8可以發現徑流量隨著植被覆蓋度的增加而增加，植被覆蓋度為40%、60%、68%、70%、75%和80%的樣地，總的徑流量逐漸增加，分別為31143.75、45315.625、43200、51831.25、50742.5和62110m3，小雨、中雨、大雨產生的徑流量也大體上呈現波動上升的趨勢，植被覆蓋度和總的徑流量的相關系數為0.928，呈極顯著正相關。簡易徑流小區的規格小，坡長只有0.8m，因此降水在坡長很短的情況下沒有足夠的時間下滲，此外土壤覆蓋度是一個重要的影響因素，裸露在地表的紫色土很容易風化，所以在植被覆蓋度小的土地，降水很快就會滲透入土中，植被覆蓋度大的坡地本身土壤有一定的含水量，而且有植物覆蓋地表，降水不易在較短的時間內下滲，就會形成徑流流動。降雨越來越大後，降水滲透能力逐漸變小，就會產生徑流，這時植被覆蓋度很小的地表不能阻擋水流帶走鬆散的泥沙，徑流量和泥沙量劇增，覆蓋度為40%的樣地反映了這一點。因此植被覆蓋度越大徑流量越大，覆蓋度越小徑流量越小。

圖2 紫色土坡地植物覆蓋度與泥沙量的關系
Fig.2 the relation of vegetal coverage and sediment in sloping field with purple soil

10. 土壤采樣或泥沙采樣總流樣兒怎麼辦

水土流失監測是我國水土保持工作的重中之中,其中徑流小區法是水土保持監測中一種重要且應用廣泛的方法。徑流小區集流桶(池)中含沙量的測量是准確計算土壤侵蝕量的關鍵。在徑流小區泥沙監測中攪拌取樣測量法是含沙量測量的傳統方法,此前的研究已表明這種方法可能因為攪拌不均勻和取樣過程中泥沙沉降影響含沙量測量精度,攪拌取樣法測量含沙量存在較大誤差。另外,我國各地不同的地形條件、降雨條件和土壤類型造就徑流小區監測的徑流量、泥沙量存在較大差異,這也將影響徑流小區的建設和含沙量測量方法的精度。我國現有的行業規范並沒有全面反映徑流小區的技術要素,在含沙量測量方法的具體操作上規定不明確。雖有新的含沙量測量方法提出,但未能在全國范圍內得到推廣應用,徑流桶(池)含沙量的測量誤差問題仍未得到解決。因此,本研究通過四種土壤模擬集流桶(池)攪拌取樣測量含沙量誤差實驗得出誤差校正公式,提出一種較為簡便的攪拌取樣測量含沙量的誤差校正方法,以期快速應用於全國各地的徑流小區監測中。本研究以紫色土、黃綿土、塿土、黑土四種土壤為研究對象,按照設計的13個含沙量水平,分為50 L和100 L的總體積,制備不同含沙量的泥沙水樣,由從事徑流小區測量的專業人員進行攪拌取樣,採用烘乾稱重法測量含沙量,並與設計含沙量進行對比,計算得到攪拌取樣法的測量誤差,再通過回歸分析得出實際含沙里與測量含沙量之間的誤差校正公式,最後總結出誤差校正法應用於徑流小區監測的一般方法,結果表明:1)攪拌取樣法測量含沙量存在較大誤差,測得的含沙量整體結果均偏低。低含沙量時,紫色土、塿土、黃綿土的平均相對誤差在-30%~-40%,黑土的平均相對誤差在-60%~-70%,在這個含沙量段誤差隨含沙量升高變化不大,圍繞平均相對誤差上下波動；含沙量升高到超高含沙量時,測量誤差會發生陡變,四種土壤平均相對誤差均減小到-20%以下,此時絕對誤差仍然較大,但相對標准偏差減小,測量結果更穩定。2)攪拌取樣測量法的含沙量測量誤差與體積成負相關,50 L泥沙水樣測量含沙量的相對誤差較100 L泥沙水樣的相對誤差小。低含沙量時紫色土、塿土、黑土100 L泥沙水樣含沙量測量誤差比50 L泥沙水樣高-7%左右,超高含沙量時紫色土、塿土、黑土100 L泥沙水樣含沙量測量誤差比50 L泥沙水樣高-3%左右,黃綿土的測量誤差總體上受體積影響較小。3)通過方差分析和回歸分析得到四種土壤關於體積、含沙量的測量誤差的線性回歸方程:δ=j+aC0+bV；推導出測量含沙量與實際含沙量之間的誤差校正公式:將四種土壤的測量含沙量代入誤差校正公式進行檢驗,結果顯示校正含沙量更接近實際含沙量,誤差校正提高了集流桶(池)內含沙量測量的精度。4)將本研究通過模擬實驗得出含沙量誤差校正公式的過程總結成應用於徑流小區泥沙監測的誤差校正法,包括樣品制備、攪拌取樣過程和誤差校正公式的建立三部分內容。各徑流小區可通過此誤差校正方法,建立不同工況下攪拌取樣測量含沙量與實際含沙量的關系,用於校正測量誤差,提高集流桶(池)內含沙量測量精度,為水土保持監測提供更可靠的基礎數據。
收起