径流泥沙含量的研究方法主要包括

1. 高分求帮忙，作业：你认为如何进行气候变化和土地利用对流域径流、泥沙影响的评价（最终要有一个评价模型）

1 数据资料的收集及处理
针对研究的流域，收集该流域50年的植被、气候、水文、土壤、土地利用和地形等基础数据，包括各个降雨观测点。数据包括实测流量、流量逐日平均水位、洪水水位、实测悬移质输沙率、逐日平均含沙量、逐日平均流量、洪水流量、逐日降水量、降水量等内容。气象数据主要包括收集气象观测站的日最高气温、日最低气温、日均气温、平均风速、平均相对湿度等资料，利用这些基础数据构建该流域地理信息数据库。
2 选择模型
选择SWAT模型，SWAT模型是目前应用比较广泛的分布式水文模型。SWAT（Soil and Water Assessment Tool）是美国农业部（USDA）开发组织开发的一个具有很强物理机制的，长时段的分布式模型，能够利用GIS和RS提供的空间信息，模拟研究区多种不同的水文物理过程，包括水、沙和化学物质的输移与转化过程。SWAT模型以强大的功能、先进的模型结构和搞笑的计算，在分布式水文模型中占有重要地位。
3 敏感性分析
敏感性分析的目的是对率定模型中的不确定性定量化，而率定模型的不确定性是由土壤层参数、降雨、蒸发、植被和边界条件的估计值引起的。找出模型的敏感性参数，并对这些参数以模型效率最优的方法加以率定。采用SWAT模型模拟该流域年和月径流、产沙的变化，进行参数率定、敏感性分析。
4 模型的校准
在水文气象序列趋势分析及变点检验基础上，使用水量平衡和通过水土流失方程的方法来区分气候变异和土地利用变化对该流域径流和侵蚀产沙的影响，前提是符合相应的参数要求。
5 结果模拟
设计不同的情景，将气候变化和土地用变化情景代入SWAT模型进行模拟径流、泥沙等。通过Mann-kendall突变检验，可以清楚地辨别出研究流域降水与径流量的变化趋势及突变点，根据突变检验结果，将流域降水变化过程分为基准期和研究期。从基准期降水量与径流量双累积曲线说明人类活动对径流的干扰大小。
6结果评价
在不同气候变化和土地利用变化的情景下，计算出该流域的径流、泥沙量不一样，将这些数据由高到低排序，即可评价不同气候变化和土地利用变化对该流域径流、泥沙的影响。

2. 水文观测的方法

水文观测直接观测的有降水、水位、流量、土壤湿度、含沙量。你所提问的其他参数都是通过这些实测数据推算出来的。降水是测量雨量器乘水容器在相应时段内承接的液体降水的厚度。水位是观测水面和固定点的高差再加上固定点的高程。流量常规测量是测量断面上合理分布点的流速与各部分断面面积的乘积，累加后就是当时水位下的流量。土壤湿度是烘干法和含沙量是用烘干的原理测量的。
林冠截留、林内降雨，树干截然留，枯枝落叶截留，下渗，土壤含水量，坡面径流，河川径流，（侵蚀量），输沙量都是通过上述实测数据用水文模型或经验方法分析而来的。

3. 径流、泥沙、降水、测量以及数据分析处理等监测仪器设备有哪些高手指点下

径流是指降雨及冰雪融水在重力作用下沿地表或地下流动的水流。径流有不同的类型，按水流来源可有降雨径流和融水径流；按流动方式可分地表径流和地下径流，地表径流又分坡面流和河槽流。此外，还有水流中含有固体物质（泥沙）形成的固体径流，水流中含有化学溶解物质构成的离子径流（见化学径流）等。
径流--以地表径流最为常见，以河川径流为主要存在形式。通常通过流量Q来描述河流水量的特征。一般用流速仪来测定流速，然后测量过水断面积来推求流量。ADCP是最先进的测流、测沙设备，可以直接测出河流的流量和输沙量。传统的泥沙取样设备有横式采样器、瓶式采样器等。降水（在南方以雨水为主）观测设备有人工观测的雨量筒、虹吸式自记雨量计、翻斗式遥测雨量计等。

4. 径流小区的泥沙观测

在降水结束、径流终止后应立即观测，首先将集流槽中泥、水扫入集流箱中，然后搅拌均匀，在箱（池）中采取柱状水样2～3个（总量在1000～3000cm3），混合后从中取出500～1000cm3水样，作为本次冲刷标准样。若有分流箱时，应分别取样，各自计算。
含沙量的求取，是将水沙样静置24小时，过滤后在105°下烘干到恒重，再进行计算。

5. 求教，怎么精确检测河水中泥沙含量

可以利用水下超声波的传输的散射或者反射的方法进行精确测量。如果把换能器安装在河道两岸，还可以得到断面含沙量。

6. 如何根据洪水过程数据（流量含沙量数据）求洪水的径流总量和泥沙总量

呵呵，取算术平均值计算！单位时间的平均流量乘以时间就是径流总量，同样计算泥沙总量。一般水文站都是这么做的，他们不会去求积分的。各种报表都来自各个水文站的数据:D

7. 黄河泥沙减少方法

新中国成立后，随着基础研究、应用基础研究的深入，人们对黄河水沙运动基本规律认识不断深化，治黄方略逐步得到发展和完善，治黄技术不断进步。由建国初期的“宽河固堤”到50、60年代的“除害兴利，蓄水拦沙”，70年代的“上拦下排，两岸分滞”，直至《黄河重大问题与对策》中提出的“防洪：‘上拦下排、两岸分滞’，控制洪水；‘拦、排、放、调、挖’，处理和利用泥沙。水资源利用及保护：开源节流保护并举，以节流为主。水土保持：防治结合，强化治理；以多沙粗沙区为重点，小流域为单元；采取工程、生物和耕作综合措施，注重治沟骨干工程建设。”治黄方略的发展和完善为黄河治理开发起到了良好的指导作用，治黄技术进步推动了黄河治理开发的快速发展。
人民治初期，黄河水文基本站点稀少，基础资料缺乏，黄河科研也有待广泛深入开展。依据当时形势，确定了“宽河固堤”的治黄指导方针，改变了黄河过去频繁决口改道的局面，确保了黄河防洪安全。1952年开始，治黄工作由下游修防逐步向治本过渡，治黄方针演变为“除害兴利，蓄水拦沙”，主要是采取干支流修水库和拦河坝，水土流失区开展水土保持的措施，“节节蓄水，分段拦泥”，以此为方针编制的《黄河综合利用规划技术经济报告》于1955年7月由一届人大二次会议审议通过。这一时期的治黄科研发展迅速，取得了许多有重要价值的科研成果。
50年代初期，500多位科技人员对黄土高原进行了十几个月的考察，对黄土高原的自然条件和社会经济状况有了全面系统的认识，提出的关于黄土高原不同类型区的划分，为因地制宜确定治理方向和治理措施提供了科学依据。60年代初期开始，通过对淤积在黄河下游河道中的泥沙粒径分析认识到，主槽表层淤积物中80%为粒径大于0.05mm的粗泥沙。进而，对粗泥沙进行了详细调查与分析，找到了黄河粗泥沙的主要来源区分布在晋陕蒙接壤的约10万km2黄土丘陵沟壑区，从而明确了黄土高原治理的重点区，提出了把集中治理中游粗沙来源区作为治黄战略的建议，指出要控制下游河道淤积恶化，应首先治理粗沙来源区。这是对黄河泥沙规律认识上的一个重大突破，对于指导黄土高原水土流失治理工作具有重要作用。
通过对黄河流域多沙粗沙问题和黄土高原水土流失特征的研究，从理论上解决了黄土高原水土保持的防治方法、工程布局和工程重点等一系列重大的宏观战略问题。在水土流失规律及水土保持措施的减水减沙效益研究方面，采用大流域、小流域和单项措施相结合，通过对不同侵蚀降雨小区地形、降雨、土壤、植被等水土流失因子的观测，提出了适用于不同情况的水土流失方程，初步分析了不同地貌和侵蚀类型的径流泥沙来源及数量。通过小区测验和人工降雨试验取得了不同地类、坡度、坡长和水保措施对水土流失影响的定量关系式和流域产沙模型，基本摸清了黄土高原不同侵蚀类型区的径流泥沙来源以及各种水保措施所产生的蓄水保土作用。这些研究成果为水土保持规划、设计和水土保持效益分析提供了科学依据，同时也为治黄方略的演变提供了基本资料和理论依据。
三门峡水库“蓄水拦沙”运用后，库区迅速淤积，对水库淤积特性的研究使人们认识到建库拦沙问题的复杂性和局限性。围绕三门峡枢纽的运用、改建，进行了三门峡水库淤积及下游河道演变规律研究，提出了三门峡水库滞洪排沙运用后下游河床演变趋势及近期整治意见。通过三门峡水库“蓄清排浑”控制运用的实践，对多沙河流水库如何保持有效库容、水库翘尾巴淤积规律、泄流规模选择、水库运用方式等认识在理论上有创新，丰富和发展了多沙河流水库泥沙科学及水沙调节理论，为后来兴建水库提供了宝贵经验。
三门峡工程实践的经验教训提高了人们对多沙河流修坝拦沙作用的认识，水土流失规律及水土保持措施的减水减沙效益研究表明了水土保持工作的艰巨性和长期性，对黄河下游河道冲淤演变规律的研究发现黄河下游河道具有“多来、多淤、多排”的输沙规律，促使了治黄方略由“蓄水拦沙”向“上拦下排”的转变。
“八五”以来，进一步完善了降雨产流产沙计算方法，分析了多沙粗沙区70年代以来的水沙变化及其原因，预测了变化趋势；通过对黄土丘陵沟壑区六沟道小流域坝系多年运用情况的系统研究，明确提出了沟道坝系相对稳定的条件、标准和定量方法等，初步研究制定了小流域经济、社会、生态效益评价指标体系，提出了拦减粗泥沙对黄河河道冲淤变化的影响；通过对黄河中游多沙粗沙区区域界定及产沙输沙规律的深入研究，进一步界定了黄河粗泥沙的范围，并对多沙粗沙区进行了亚区划分。这些成果为确定黄土高原多沙粗沙区的治理模式、编制生态环境建设规划提供了科学依据。
通过对高含沙洪水水流特性、洪水演进特性、泥沙输移特性及河床演变规律的进一步研究，探讨了高含沙水流远距离输送问题，发现了窄深河槽具有极强的输沙能力，由此提出了利用下游河道将高含沙水流输送入海的设想。在泥沙运动基本理论研究方面，提出了适用于一般挟沙水流和高含沙水流的挟沙力公式、动床阻力公式、流速分布公式和悬移质含沙量分布公式，河流综合稳定性指标。通过研究不同水沙条件下黄河下游河道纵横剖面的变化过程，阐明了黄河下游水沙减少引起下游河道不同河段横剖面的变化规律，对黄河下游河道整治具有指导意义。这些成果为“下排”方略的形成和发展提供了理论基础。
通过开展小浪底水库调水调沙和减缓黄河下游河道淤积措施研究，开辟了“调”与“排”相结合的处理泥沙新思路，分析了“放”淤对减少艾山以下河道淤积的作用。对于下游泥沙处理利用研究，提出了以“挖河”作为减缓艾山以下河道淤积的一种新途径；提出了从渠首引水放淤至田间的成套泥沙处理措施；在不打乱引黄灌区现有布局、充分利用现有涵闸引水引沙能力的前提下，提出了利用引黄供水沉沙、淤筑相对地下河的思路和总体布局，初步分析研究了淤筑相对地下河对环境的影响及防治措施，结合引黄供水沉沙淤筑相对地下河工程既加固了堤防，又在“放”字上提出了新思路。
通过研究河口段河道发育演变规律以及在海洋动力综合因素作用下河口泥沙的运移方向、河口延伸和蚀退条件，黄河口拦门沙的演变机理，阐明了拦门沙发生的部位、形成的过程、演变的特性及其对河口河段演变的影响，为黄河口的治理提供了科学依据。

根据对黄河流域暴雨特性的分析研究，确定了黄河下游洪水的主要来源区。通过黄河洪水特性的分析，为下游防洪标准的确定及防洪调度奠定了基础。依据实测洪水、历史洪水，经过暴雨移置可能性分析、历史洪水过程分析等综合性研究计算，确认了下游发生特大洪水的标准和可能性，促使了“分滞”方略的形成。其中总结提出的“可能最大暴雨和洪水计算原理和方法”研究成果被联合国世界水文气象组织(WMO)水文学委员会推荐用来“修改和更新PMP/PMF最佳实践手册”，并纳入我国“防洪标准”。
在黄河下游游荡性河道整治研究方面，系统整理分析了大量的航片、卫片及主流线套绘资料，进行了河道动床模型试验，研究了河型稳定性指标、河型转化及“横河”、“斜河”的发生机理，系统总结了黄河下游河道整治经验，提出了河道整治的原则，论证了微弯型整治方案的合理性及可行性，深入研究了下游游荡性河段河道整治对本河段及下游河段的影响。这些研究成果应用于指导黄河下游河道整治工作，取得了很好的效果。
黄河是我国西北、华北地区最大的水源，黄河水资源的合理配置是关系这一地区乃至全国社会经济发展的重大战略任务。治黄50多年来，通过开展黄河水资源利用问题研究，初步掌握了黄河流域水少沙多、水沙异源、水资源的时空分布不均、年内分配集中、年际变化大、流域性的连续枯水时段长等重要规律，提出了黄河流域多年平均天然年径流总量为580亿m3，解决了大量水资源利用方面的关键技术问题，为科学管理、调度和分配黄河水资源提供了科学依据。其中，2000年水平黄河水资源利用预测方案被国务院批准作为“在南水北调工程生效前黄河可供水量分配方案”，目前，正在有关省区和部门贯彻执行，并作为黄河水量统一调度的基本依据。

8. 现需研究生论文题目一个，现有数据为坡耕地地表径流量、泥沙含量、N/P等含量数据分析，请给个研究方向

您好，论文题目帮不了您，到网络相关网页查询下相关信息吧，咨询其他考研、考博疑问欢迎向158教育在线知道提问。

9. 水土流失

3研究方法

3.1试验设计

3.1.1径流小区设计
径流小区位于宁化水保站后山，建于2007年11月，2008年1月开始观测。共有8个径流小区，每个径流小区均按照标准径流小区建造，即小区垂直投影长20m、宽5m、坡度15º，每个小区之间四周边缘用水泥筑隔墙，隔墙深入地下80 cm，高出地面30 cm，墙顶呈45°刀棱形分水界。本试验共设计了8种处理，其中5个为生物措施（小区号为1、4、5、6、7），2个为工程和生物相结合的措施（小区号为2、3），1个径流小区为对照（小区号为8），具体的设计处理见表1。径流小区下用集流槽承接泥沙和径流，并通过管道将泥沙和径流量汇聚到集流桶中，如果集流桶不够承接径流量，可以分流到集流桶旁的分流箱中。通过对不同试验处理的径流小区的观测，研究不同试验处理对紫色土水土流失的影响以及降雨量与水土流失量的关系。
表1 径流小区设计
Table1 the designs of plot scales
径流小区号 1 2 3 4 5 6 7 8
试验
处理 穴种狼尾草，株行距1m×1m 梯田（无埂）种铁观音，梯壁不种草 梯田种铁观音，梯壁种草 种百喜草，采用封禁植被恢复的方式 种百喜草和胡枝子，株行距1.2m×50cm 顺坡垦复种植油茶，株行距2m×3m，每行后种胡枝子作为生物带 与6一样，但无作生物带 对照
3.1.2野外模拟降雨试验设计
由于自然降雨变化不均匀，造成降雨强度和降雨侵蚀力的变化也不均匀，为了分析各种自然因素对水土流失的影响，必须使各试验样地的降雨条件一致，模拟降雨容易控制雨强和降雨量，因此采用野外模拟降雨。本次试验所采用的仪器是便携式模拟降雨器，型号为M278960。根据国家对小雨、中雨和大雨的规定，为模拟降雨仪器设置了3个雨强（10mm/h、20mm/h、100mm/h），每种雨强的降雨时间为半小时。按照不同坡度、不同坡长、不同植被覆盖度、不同土地利用方式的原则选择六块试验样地，在每个试验样地设置3个简易径流小区（3个径流小区分别采用小雨、中雨和大雨3种雨强进行试验），小区所采用的材料是1m×0.8m的铁板，插入土层厚度1m，在有代表性的地方将1m×0.8m规格的铁板插入土壤中，就形成一个临时性的径流小区。试验时，将模拟降雨仪器放置于简易径流小区上方，每种雨强降雨半小时，每次降雨用量筒收集每次降雨所产生的径流，记录下每种雨强所产生的径流量。泥沙量采用烘干称重法获得，即在每次降雨产生的径流中取水样，过滤烘干后，称重，根据所取水样的量就可以得到每次降雨所侵蚀的泥沙量。这个试验主要是用于分析坡度、植被覆盖度对径流量和泥沙量产生的影响。

表2 野外模拟降雨试验样地概况
Table2 the general circumstances of the sampling terra for simulated raifall test in open country
样地号 土地利用方式 植物类型 坡度（°） 坡长（m） 植被覆盖度（%）
1 耕地（顺坡） 辣椒 15 40 70
2 园地 油茶 23 70 80
3 草地 类芦 8 40 60
4 荒地 少数草本植物 38 50 40
5 林地 马尾松、胡枝子、类芦 17 10 68
6 林地 马尾松、油茶 26 100 75
3.2调查方法
对进行野外模拟降雨试验的各样地进行调查，调查的内容包括了：土地利用方式、植物类型、坡度、坡长、植被覆盖度，通过收集当地的文献资料和实地调查的方法，调查这六个样地的土地利用方式，坡度和坡长是利用经纬仪观测，在样地中设置3m×3m的小样方，调查样地的植物类型和植被覆盖度；每次降雨结束后，自记雨量计观测降雨量，径流深可以通过集流桶中的刻度读出，进而换算径流量，泥沙量用烘干称重法，但要把集流槽中的泥沙清入径流量中，然后将径流搅拌均匀，取出200ml水样，过滤烘干后称重，即可得到泥沙量。6个样地的情况见表2。
3.3数据处理
经过野外试验后，得到两组试验数据，分别是径流小区和野外模拟降雨试验，径流小区的试验数据采用Excel处理，用SPSS对野外模拟降雨试验数据进行分析，得出坡度和植被覆盖度对径流量和泥沙量的关系。
4结果与分析

4.1不同试验处理对紫色土水土流失的影响
径流小区设计中所设计的7个试验处理是宁化水土保持最常见的措施，通过5个月对降雨量和径流小区的监测，得到7种不同试验处理的径流小区径流量和泥沙量的数据（见表3和表4）。通过分析不同试验处理对径流量和泥沙量的影响，得到最佳的试验处理，为选择最佳的水土保持措施提供数据支持。
表3 不同措施径流小区径流量
Table3 the monthly runoff of runoff plot under different measures
月
份 降雨
量
（mm） 径流量（m3）
穴种
狼尾草 梯田（无梗） 梯田 封禁种百喜草 种百喜草和胡枝子 顺坡种植油茶（有生物带） 顺坡种植油茶（无生物带） 对照
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
合计 571.6 4.40 2.77 2.39 3.61 4.10 4.85 7.31 9.78

表4 不同措施径流小区泥沙量
Table5 the monthly sediment of of runoff plots under different measures
月
份 降雨
量
（mm） 泥沙量（kg）
穴种
狼尾草 梯田（无梗） 梯田 封禁种百喜草 种百喜草和胡枝子 顺坡种植油茶（有生物带） 顺坡种植油茶（无生物带） 对照
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
合计 571.60 2094.44 52.49 31.16 1114.63 1396.76 1139.48 6428.30 30249.20
4.1.1不同试验处理对紫色土径流量的影响
径流的流动常常伴随着养分的流失，因此径流量大小往往能够说明土壤保持养分的能力。对8个径流小区的径流量进行累加排序,见表3，发现7个处理产生的径流量大小：无生物带顺坡种植油茶 >有生物带顺坡种植油茶 >穴种狼尾草 >种百喜草和胡枝子 >封禁种植百喜草 >无梗的梯田 >梯田。
在相同的自然条件下，顺坡种植油茶（无生物带）的试验处理产生径流量是最大的，而有生物带的试验处理产生的径流量比无生物带的少了近一倍。梯田（有埂）产生的径流量是最少的，这是因为当降雨时，梯田上的植被能截留一部分雨水，并且梯田的阶梯能逐层地截留雨水。从表3还可以了解，穴种狼尾草和百喜草产生的径流量只占顺坡种植油茶（无生物带）的60%和49%，可以说草比灌木截留径流的能力更强。
4.1.2不同试验处理对紫色土泥沙量的影响
通过把5个月的泥沙量进行累加，可以对7种试验处理产生的泥沙量进行比较，见表7，比较结果：无生物带顺坡种植油茶 >穴种狼尾草 >种百喜草和胡枝子 >有生物带顺坡种植油茶 >封禁种植百喜草 >无梗的梯田 >梯田,其中梯田（无埂）产生的泥沙量最少，仅为对照地的0.1%，顺坡种植油茶（有生物带）产生的泥沙量也较少，无生物带的泥沙量是有生物带的6倍，可以说明生物带可以有效地减小土壤流失。从表4发现种百喜草产生的泥沙量是114.63kg，种狼尾草的泥沙量为2094.44kg，说明种百喜草的效果好于种狼尾草。种百喜草和胡枝子产生的泥沙量比种百喜草的泥沙量大，但两者相差不多。
综合以上两部分的分析，可以得出，梯田产生的泥沙量和径流量最小，种百喜草的顺坡种植油茶（无生物带）产生的泥沙量和径流量最多，而有生物带的处理可以大幅度地减少径流量和泥沙量。
4.2紫色土流失区水土流失量与降雨量的关系研究

4.2.1径流量与降雨量的关系研究
从表3可以直观地看出不同试验处理径流小区的径流量均随着降雨量的增加而增加，随着降雨量的减少而减少。3月份和5月份的降雨量只相差6.1mm，所在月份的各种试验处理产生的径流量的差值也很小，各种措施的变幅为2.3%～23.5%。1月与2月的降雨量相差90.5mm，各种措施的变幅达到43.3%～72.2%。由此可以发现各种措施的径流量变化与降雨量关系紧密。
为了进一步分析径流量与降雨量的关系，采用相关分析和曲线估计的方法，分析径流量和降雨量的关系，根据文献资料径流量和降雨量存在线性关系[17]，通过对实验数据进行分析得出不同措施产生径流量与降雨量的关系式，见表5。从表5可以看出，每个处理产生的径流量和降雨量的相关系数都在0.9以上，说明径流量与降雨量的关系很紧密。

表5 径流小区径流量与降雨量的关系式
Table4 the relation model between runoff of the plot scales and rainfall
措施 关系式 相关系数 N
穴种狼尾草

5
梯田（无梗）

5
梯田

5
种百喜草（封禁）

5
种百喜草和胡枝子

5
顺坡种植油茶（有生物带）

5
顺坡种植油茶（无生物带）

5
对照

5
4.1.2泥沙量与降雨量的关系研究
从表4可以明显看出，各种措施产生的泥沙量都随着降雨量的增加而增加，减小而减小的，且两者关系很密切，3、4、5月份的降雨量两两间相差不多，它们对应的泥沙量也相差不多。对于降雨量最大的月份与降雨量最小的月份，泥沙量相差很大，这两个月泥沙量变化最大的是封禁种百喜草，相差3.6倍，变化最小的是对照小区，仅差1.5倍。通过相关分析，发现泥沙量与降雨量也存在着线性关系[17]，可以用线性方程表示泥沙量与降雨量的关系，见表6。

表6 径流小区泥沙量与降雨量的关系式
Table6 the relation model between sediment of the plot scales and rainfall
措施 关系式 相关系数 N
穴种狼尾草

5
梯田（无梗）

5
梯田

5
种百喜草（封禁）

5
种百喜草和胡枝子

5
顺坡种植油茶（有生物带）

5
顺坡种植油茶（无生物带）

5
对照

5
4.3不同土地利用方式对水土流失的影响研究
采用野外模拟降雨的方法，在每块样地上设置了三种雨强的模拟试验，分别测出每种雨强条件下的径流量和泥沙量。从表7可以发现：径流量最大的样地的土地利用方式为荒地，通过调查发现，荒地的植被覆盖度只有40%，地表长期没有植被覆盖，土壤风化强烈而且干旱，当降雨一段时间后，土壤持水饱和后，就会产生大量的径流量和泥沙量，从试验中就可以看出，而其的径流量和泥沙量也是几个土地利用方式中最大的，而且远远大于其他土地利用方式。林地的坡度仅比耕地大2°，两个样地的植被覆盖度也仅差2%，但是耕地产生的泥沙量为220.66 g/m2，大于林地产生的泥沙量，从径流量来说，也是耕地的径流量大于林地产生的径流量。园地和林地的坡度很接近，且园地的植被覆盖度大于林地的植被覆盖度，从表7发现，园地的泥沙量和径流量均小于林地。土地利用方式为园地和耕地的样地因为坡度和植被覆盖度存在较大的差异，无法对它们进行比较。
综合以上分析，可以对不同利用方式产生的水土流失量进行比较，比较结果发现：荒地 >园地 >林地，荒地 >耕地 >林地。从以上比较结果，可见造成这个结果的原因主要是人为影响，园地和耕地都是受人为影响频繁的利用方式，而林地每年均有一定枯枝落叶归还林地，使得林地有机质含量较高，加上表层植物根系穿插切割，土壤水稳性结构较好，因此土壤渗透性能较好，土壤不易受到侵蚀[20]。经过研究[20]土壤的各项可蚀性指标（包括土壤的分散率、水稳性团聚体含量、出渗值和稳渗值等），得出不同的利用方式下，土壤的可蚀性大小比较，比较结果：荒地>园地>林地。这也说明了，在相同条件下，荒地产生的水土流失量最多，林地的最少，与本文的研究结果一致。

表7 野外模拟降雨产生的径流量和泥沙量
Table7 slope and the runoff and sediment of sampling terras
土地利用方式 坡度（°） 小雨产生的泥沙量（g/m2） 中雨产生的泥沙量（g/m2） 大雨产生的泥沙量（g/m2） 总的泥沙量（g/m2） 小雨产生的径流量（m3） 中雨产生的径流量（m3） 大雨产生的径流量（m3） 总的径流量（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
园地 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
注：样地的植物类型为：1:类芦, 2:辣椒, 3:马尾松、胡枝子、类芦, 4:油茶, 5:马尾松和油茶, 6:只有少数草本植物
4.4紫色土坡地坡度和植被覆盖度与径流量和泥沙量的关系研究

4.4.1坡度与径流量和泥沙量的关系研究
当降雨量和植被覆盖度一定时，坡度是决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，这时的水流来不及渗透，沿着坡度流动，流动占主导地位。坡度越小，受到重力分力越小，水流速度小，有更多的时间渗透，以渗透占主导地位[21]。
从表7可以看出随着坡度的增加，泥沙量总体上呈现随着坡度的增加而增加，减小而减小的变化规律。虽然泥沙量总体上与坡度呈正相关，但是在小雨和中雨条件下，有些样地并没有遵守这种规律。在小雨条件下，但是23°样地产生的泥沙量比26°样地产生的泥沙量大，主要是因为本身两个样地的坡度相差不大，主要是由土地利用类型影响它们小雨产生的泥沙量，26°的样地土地利用方式是林地，受人为影响小，23°的样地土地利用类型是园地，受人为影响大，表面土壤结构较26°的松散，所以在小雨的降雨条件下，坡度为23°的样地会比坡度为26°的样地产生更多的泥沙量。在中雨条件下， 15°和17°的样地也不随坡度的增加而增加，这主要也与土地利用方式有关，15°的样地的利用方式是耕地，经过所采土样分析，发现该样地的容重为1.24，是六个样地中最小，说明受到人为干扰，土壤松散。
从总体上来看，泥沙量是随着坡度的增加而增加的，两者呈正相关，为了验证这一说法，把坡度、覆盖度和大雨产生的泥沙量数据输入SPSS进行两个变量的相关系数分析，坡度与大雨产生的泥沙量呈显着的正相关性（r=0.830），由于每个样地的实验处理方法一样（即降雨条件和降雨时间一样），因此可以把每次降雨产生的泥沙量相加进行数据处理和分析，总的泥沙量也是随着坡度的增加而增加，两者的相关系数为0.835，呈显着正相关。从表7还可以得到，紫色土坡度每增加1°，平均泥沙流失量就会相应增加48.09g/m2。
为了进一步探求坡度与泥沙量的定量关系，对坡度和总的泥沙量进行了回归分析，得到关系式：

L——泥沙量,单位：g/cm2
S——坡度，单位：°
把数据绘点制图，见图1。从图中可以发现当坡度大于30°时，泥沙量产生突增，8°～26°时，产生的泥沙量变化稳定，随着坡度的增加缓慢上升。
一般来说，随着坡度的增加，径流量增加，但由于野外实验样地地表植被和利用方式不同，从实验数据来看，随着坡度的增加，径流量并没有呈现规律的变化。

图1 紫色土坡地坡度与泥沙量的关系
Fig.1 the relation of slope and sediment in sloping field with purple soil
4.4.2植被覆盖度与径流量和泥沙量的关系
土壤表面的植被覆盖可以减弱降雨带来的雨滴冲击力，使土壤不至于因冲击而分散，从而减少对土壤的侵蚀，植被覆盖又增加了地表的摩擦力，增加了水流在坡面的时间，减小水流速度，使水流有更多的时间下渗[22]。因此紫色土坡地的植物覆盖度对水土流失有明显的影响。另一方面，土壤表面的植被可以改善土壤的物理化学性质，优化土壤团粒结构，提高土壤肥力，土壤团粒结构的形成可以提高土壤抵抗侵蚀的能力[23]，同样采用野外模拟降雨试验，得到不同雨强下的泥沙量与径流量，见表8。

表8 各样地的植物覆盖度与产生的径流量和泥沙量
Table8 vegetal coverage and the runoff and sediment of sampling terras
土地利用方式 植被覆盖度（%） 小雨产生的泥沙量（g/m2） 中雨产生的泥沙量（g/m2） 大雨产生的泥沙量（g/m2） 总的泥沙量（g/m2） 小雨产生的径流量（m3） 中雨产生的径流量（m3） 大雨产生的径流量（m3） 总的径流量（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
园地 80 3.63 56.45 195.43 255.51 750.00 11478.13 49881.88 62110.00
注：样地编号的植物类型为：1:少数草本植物, 2:类芦, 3:马尾松、胡枝子、类芦, 4:辣椒, 5:马尾松和油茶, 6:油茶
通过本次研究表明，随着覆盖度的增加，各种雨强条件下泥沙量总体趋势表现上表现为逐渐减少，经过SPSS计算，植被覆盖度与大雨产生的泥沙量的相关系数为-0.850，呈显着负相关。但是植被覆盖率为60%的泥沙量很小，不符合泥沙量逐渐减少的趋势。排除60%这个样地后的数据，植物覆盖度与大雨产生的泥沙量的相关系数为-0.947，与没有排除60%样地数据的相关性比较，排除覆盖度60%样地数据后的植物覆盖度与大雨产生的泥沙量更相关，导致这种现象的原因是覆盖率为60%的样地坡度是这几个样地中最小的，仅8°，因此，覆盖度为60%的样地泥沙量主要受到坡度控制。排除植被覆盖度为60%样地的数据后，植物覆盖度和总的泥沙量的相关性系数是-0.946，两者是显着的负相关，即覆盖度越大，在相同坡度和降雨条件下产生的泥沙量越小。从表8还可以推算出覆盖度每增加10%，泥沙量就会减少50.57 g/m2，把植被覆盖度和泥沙量用散点图表示出来，再使用SPSS的回归分析（排除60%这个样地的影响）进一步得出覆盖度和泥沙量的定量关系：

L——泥沙量，单位：kg
c——植被覆盖度(%)
发现散点图和这个定量关系式画出的图相似，见图2。因此可以用 定量表示泥沙量和植被覆盖度的关系。
从表8可以发现径流量随着植被覆盖度的增加而增加，植被覆盖度为40%、60%、68%、70%、75%和80%的样地，总的径流量逐渐增加，分别为31143.75、45315.625、43200、51831.25、50742.5和62110m3，小雨、中雨、大雨产生的径流量也大体上呈现波动上升的趋势，植被覆盖度和总的径流量的相关系数为0.928，呈极显着正相关。简易径流小区的规格小，坡长只有0.8m，因此降水在坡长很短的情况下没有足够的时间下渗，此外土壤覆盖度是一个重要的影响因素，裸露在地表的紫色土很容易风化，所以在植被覆盖度小的土地，降水很快就会渗透入土中，植被覆盖度大的坡地本身土壤有一定的含水量，而且有植物覆盖地表，降水不易在较短的时间内下渗，就会形成径流流动。降雨越来越大后，降水渗透能力逐渐变小，就会产生径流，这时植被覆盖度很小的地表不能阻挡水流带走松散的泥沙，径流量和泥沙量剧增，覆盖度为40%的样地反映了这一点。因此植被覆盖度越大径流量越大，覆盖度越小径流量越小。

图2 紫色土坡地植物覆盖度与泥沙量的关系
Fig.2 the relation of vegetal coverage and sediment in sloping field with purple soil

10. 土壤采样或泥沙采样总流样儿怎么办

水土流失监测是我国水土保持工作的重中之中,其中径流小区法是水土保持监测中一种重要且应用广泛的方法。径流小区集流桶(池)中含沙量的测量是准确计算土壤侵蚀量的关键。在径流小区泥沙监测中搅拌取样测量法是含沙量测量的传统方法,此前的研究已表明这种方法可能因为搅拌不均匀和取样过程中泥沙沉降影响含沙量测量精度,搅拌取样法测量含沙量存在较大误差。另外,我国各地不同的地形条件、降雨条件和土壤类型造就径流小区监测的径流量、泥沙量存在较大差异,这也将影响径流小区的建设和含沙量测量方法的精度。我国现有的行业规范并没有全面反映径流小区的技术要素,在含沙量测量方法的具体操作上规定不明确。虽有新的含沙量测量方法提出,但未能在全国范围内得到推广应用,径流桶(池)含沙量的测量误差问题仍未得到解决。因此,本研究通过四种土壤模拟集流桶(池)搅拌取样测量含沙量误差实验得出误差校正公式,提出一种较为简便的搅拌取样测量含沙量的误差校正方法,以期快速应用于全国各地的径流小区监测中。本研究以紫色土、黄绵土、塿土、黑土四种土壤为研究对象,按照设计的13个含沙量水平,分为50 L和100 L的总体积,制备不同含沙量的泥沙水样,由从事径流小区测量的专业人员进行搅拌取样,采用烘干称重法测量含沙量,并与设计含沙量进行对比,计算得到搅拌取样法的测量误差,再通过回归分析得出实际含沙里与测量含沙量之间的误差校正公式,最后总结出误差校正法应用于径流小区监测的一般方法,结果表明:1)搅拌取样法测量含沙量存在较大误差,测得的含沙量整体结果均偏低。低含沙量时,紫色土、塿土、黄绵土的平均相对误差在-30%~-40%,黑土的平均相对误差在-60%~-70%,在这个含沙量段误差随含沙量升高变化不大,围绕平均相对误差上下波动；含沙量升高到超高含沙量时,测量误差会发生陡变,四种土壤平均相对误差均减小到-20%以下,此时绝对误差仍然较大,但相对标准偏差减小,测量结果更稳定。2)搅拌取样测量法的含沙量测量误差与体积成负相关,50 L泥沙水样测量含沙量的相对误差较100 L泥沙水样的相对误差小。低含沙量时紫色土、塿土、黑土100 L泥沙水样含沙量测量误差比50 L泥沙水样高-7%左右,超高含沙量时紫色土、塿土、黑土100 L泥沙水样含沙量测量误差比50 L泥沙水样高-3%左右,黄绵土的测量误差总体上受体积影响较小。3)通过方差分析和回归分析得到四种土壤关于体积、含沙量的测量误差的线性回归方程:δ=j+aC0+bV；推导出测量含沙量与实际含沙量之间的误差校正公式:将四种土壤的测量含沙量代入误差校正公式进行检验,结果显示校正含沙量更接近实际含沙量,误差校正提高了集流桶(池)内含沙量测量的精度。4)将本研究通过模拟实验得出含沙量误差校正公式的过程总结成应用于径流小区泥沙监测的误差校正法,包括样品制备、搅拌取样过程和误差校正公式的建立三部分内容。各径流小区可通过此误差校正方法,建立不同工况下搅拌取样测量含沙量与实际含沙量的关系,用于校正测量误差,提高集流桶(池)内含沙量测量精度,为水土保持监测提供更可靠的基础数据。
收起