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利用REE示踪法研究坡面侵蚀冲刷过程

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摘要

第一章绪论

1.1研究的目的与意义

1.2国内外研究进展

1.2.1有关放射性核素示踪法研究土壤侵蚀的问题

1.2.2单核素示踪

1.2.3复合核素示踪

1.2.4 REE示踪

1.3研究目标

1.3.1研究内容

1.3.2拟解决的关键问题

1.3.3研究方法

1.3.4研究技术路线

第二章研究方法

2.1 REE的施放方法

2.1.1示踪元素的选择

2.1.2试验方案

2.1.3示踪元素的布设

2.1.4示踪元素释放量估算

2.1.5示踪土样的配制

2.2 REE-INAA分析

2.2.1原理

2.2.2样品处理

2.2.3计算分析方法

2.2.4侵蚀率计算

第三章侵蚀过程中各因子对侵蚀率的影响分析

3.1试验观测分析

3.2总产沙量与单个影响因子的方差分析

3.3总产沙量与多个影响因子的方差分析

3.4总产沙量与坡度、流量的模拟方程

第四章利用REE法研究小区侵蚀过程

4.1侵蚀过程中产沙率的变化特征

4.2根据REE示踪法研究各侵蚀区段的侵蚀状况

4.3根据REE示踪法分析泥沙来源

4.3.1各坡段的泥沙来源分布

4.3.2各稀土元素示踪区段的泥沙来源分布

第五章结论与展望

5.1结论

5.2展望

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文

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摘要

坡面土壤侵蚀过程和机理历来是土壤侵蚀学界研究的重点,直接影响到土壤侵蚀预报模型的建立和发展。由于问题的复杂多变以及研究手段的相对局限性,对坡面土壤侵蚀过程尤其是侵蚀形态转变等问题的定量表达仍需进一步研究。本文以黄土坡面土壤侵蚀形态演变规律为研究重点,采用室内径流冲刷与稳定性REE元素示踪相结合的方法,对不同流量,坡度条件下细沟间侵蚀产沙过程、细沟发生发育过程,进行了深入研究坡面侵蚀过程。其成果如下: (1)侵蚀开始后,坡面首先发生的是面蚀,随后坡面产生跌坎,跌坎逐渐发育演变成细沟,形成细沟后,产沙量开始持续增加。产沙随时间变化过程均呈波形前进并存在1~2个峰值,试验的产沙过程是一个迅速上升-迅速下降-缓慢下降-缓慢上升的趋势。 (2)不同坡度、流量下的产沙量进行单因子方差分析表明,对总产沙量的影响为流量)坡度)温度;对产沙量进行双因子方差分析表明,坡度、流量对总产沙量的影响都显著,可以用坡度和流量的幂函数关系来模拟总产沙量。 (3)利用稀土元素示踪技术,对细沟发生侵蚀不同部位的相对产沙量、侵蚀发生发展过程和坡面径流输沙率随时间的变化规律进行了分析。结果表明:在放水冲刷条件下,细沟侵蚀发生的部位主要在坡上段2m以内;侵蚀发生的过程基本为坡面上端50cm首先形成沟形,而后在其下部某处随机出现跌坎并继续发育直至细沟贯通,细沟沟底下切侵蚀剧烈。 (4)在坡面侵蚀过程中,泥沙量最主要的来源是上坡段表层10cm内的区域,上坡段的侵蚀量占到总侵蚀量的95%以上,下坡段的侵蚀量都只占到总侵蚀量的2%-4%。

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