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第1章　绪论1

1.1　研究意义与背景1

1.1.1　非点源污染概念及特点1

1.1.2　农业非点源污染2

1.1.3　黄土区非点源污染特点及状况3

1.2　国内外研究现状4

1.2.1　土壤溶质迁移特性的研究5

1.2.2　土壤溶质随地表径流迁移的研究11

1.3　试验方法29

1.3.1　供试材料30

1.3.2　试验设备和试验条件30

1.3.3　试验过程32

1.3.4　测定内容与方法34

第2章　降雨特性对土壤溶质随地表径流迁移的影响36

2.1　模拟降雨的基本特性36

2.1.1　降雨强度及雨滴粒径的选择37

2.1.2　雨滴末速的确定37

2.1.3　雨滴动能及动量38

2.2　雨滴动能对坡面土壤入渗、产流和产沙特性的影响39

2.2.1　试验装置及方法39

2.2.2　雨滴动能对土壤入渗特性的影响43

2.2.3　雨滴动能对径流过程的影响48

2.2.4　雨滴动能对径流含沙量过程的影响51

2.2.5　雨滴动能对径流溶质浓度的影响52

2.2.6　雨滴动能对土壤溶质迁移特性的影响56

2.2.7　雨滴动能对土壤及径流酸碱性的影响58

2.3　降雨强度对土壤水分运移特性及径流过程的影响59

2.3.1　降雨强度对土壤水分运移特性的影响59

2.3.2　降雨强度对产流时刻的影响61

2.3.3　降雨强度对含沙量过程的影响61

2.3.4　降雨强度对土壤及径流溶质浓度的影响62

2.4　本章小结64

第3章　上方来水对黄土坡面侵蚀及溶质迁移过程的影响66

3.1　试验设计与研究方法66

3.1.1　试验设计67

3.1.2　研究方法67

3.2　上方来水流量对黄土坡面侵蚀及溶质迁移的影响70

3.2.1　上方来水流量对坡面径流的影响70

3.2.2　上方来水流量对侵蚀泥沙的影响72

3.2.3　上方来水流量对坡面径流溶质浓度的影响75

3.3　上方来水和降雨对坡面侵蚀及溶质迁移的耦合影响79

3.3.1　降雨与上方来水共同作用下的黄土坡面侵蚀过程80

3.3.2　降雨和上方来水共同作用下的坡面溶质Br-的迁移过程95

3.4　坡面侵蚀量和溶质迁移量与水流水动力参数间关系103

3.4.1　黄土坡面汇流水流的水动力特征参数105

3.4.2　坡面水流流态的判别108

3.4.3　坡面汇流水流的阻力变化特征111

3.4.4　坡面水流水力学特征参数间及其与侵蚀量间的关系115

3.5　本章小结121

第4章　地形对黄土坡面溶质迁移特征的影响124

4.1　黄土高原地貌特征124

4.2　试验方法与试验设计124

4.2.1　试验方法124

4.2.2　试验设计125

4.3　坡度对黄土坡面溶质迁移的影响125

4.3.1　坡度对地表径流变化特征的影响126

4.3.2　坡度对产流时刻的影响127

4.3.3　坡度对稳定入渗率的影响127

4.3.4　坡度对侵蚀的影响128

4.3.5　坡度对径流中溶解态磷的变化特征的影响128

4.3.6　坡度对径流中钾离子的变化特征的影响129

4.3.7　坡度对径流中溴离子的变化特征的影响130

4.3.8　坡度对坡面养分淋溶过程的影响130

4.4　坡长对黄土坡面养分流失的影响132

4.4.1　坡长定义及特征132

4.4.2　坡长对坡面径流侵蚀影响的研究进展132

4.4.3　坡长对地表径流变化特征的影响134

4.4.4　坡长对径流溶质浓度变化过程的影响134

4.4.5　坡长对坡面养分迁移的影响136

4.4.6　地表径流养分流失模拟模型对比分析137

4.5 田间模拟降雨下坡度对坡地溶质迁移的影响140

4.5.1　试验材料与试验方法141

4.5.2　坡度对径流总量和土壤流失量的影响142

4.5.3　坡度对径流养分迁移过程的影响143

4.6　坡耕地土壤硝态氮淋溶特征145

4.6.1　试验材料与试验设计146

4.6.2　土壤硝态氮含量沿坡长变化146

4.6.3　人工降雨前后硝态氮和土壤含水量时空变化148

4.6.4　雨季期间硝态氮时空变化149

4.6.5　降雨量对硝态氮淋溶深度及淋失量的影响150

4.7　本章小结150

第5章　表层土壤物理特性对溶质迁移的影响152

5.1　土壤质地对黄土坡面溶质迁移特征的影响152

5.1.1　试验材料与试验设计152

5.1.2　土壤质地对坡面产流产沙的影响153

5.1.3　土壤质地对坡面养分迁移特征的影响154

5.1.4　土壤质地对坡地剖面水分、养分再分布的影响156

5.2　土壤容重对坡地水分溶质迁移特征的影响157

5.2.1　试验材料与试验设计158

5.2.2　土壤容重对降雨-入渗-径流过程的影响158

5.2.3　土壤容重对径流养分浓度变化特征的影响160

5.2.4　径流养分流失量变化过程163

5.3　土壤翻耕与压实对坡地水分与溶质迁移的影响166

5.3.1　研究区域概况167

5.3.2　试验设计与研究方法167

5.3.3　压实与翻耕对坡地产流产沙过程的影响167

5.3.4　压实与翻耕对坡地溶质迁移的影响169

5.3.5　翻耕与压实对坡地剖面水分和溴再分布过程的影响170

5.4　土壤前期含水量对坡面水分养分迁移的影响171

5.4.1　试验设计与试验方法172

5.4.2　前期土壤含水量对降雨入渗产流产沙过程的影响173

5.4.3　前期含水量对坡地溶质迁移的影响177

5.5　土壤结构对径流溶质过程的影响182

5.6　土体底部透水状况对坡地溶质迁移的影响研究183

5.6.1　试验材料与试验设计184

5.6.2　透水状况对径流和土壤侵蚀的影响185

5.6.3　透水状况对坡地径流养分迁移的影响186

5.6.4　透水状况对土壤溶质渗漏过程的影响188

5.7　近地表水文条件对坡地养分迁移特征的影响189

5.7.1　供试材料与试验设计190

5.7.2　降雨强度对坡面产流产沙的影响190

5.7.3　降雨强度对坡面径流养分迁移的影响191

5.7.4　降雨强度对剖面溶质含量分布的影响193

5.7.5　地表径流养分流失模拟模型对比分析194

5.7.6　地下供水对土壤溶质分布的影响196

5.8　本章小结197

第6章　下垫面条件对坡面土壤溶质迁移特征的影响201

6.1 土壤物理结皮对黄土坡面土壤溶质迁移特征的影响201

6.1.1　研究区域与研究方法202

6.1.2　表土结皮对坡地产流产沙的影响203

6.1.3　表土结皮对坡地溶质流失过程的影响204

6.1.4　表土结皮对坡地土壤溶质总流失量的影响205

6.2　施加PAM对坡地土壤水分溶质迁移的影响206

6.2.1　试验材料与试验设计207

6.2.2　PAM用量及施加方式对积水垂直入渗特征的影响208

6.2.3　暴雨条件下PAM对坡面养分流失的影响211

6.2.4　不同PAM用量对坡地径流溶质迁移的影响215

6.3　秸秆覆盖对坡地土壤水分溶质迁移的影响220

6.3.1　试验材料与方法220

6.3.2　秸秆覆盖量对坡地产流侵蚀和养分流失的影响221

6.3.3　秸秆覆盖与施加PAM结合下土壤侵蚀和养分流失特征225

6.3.4　不同降雨强度下秸秆覆盖量对土壤侵蚀和养分流失特征的影响228

6.4　秸秆掺混对坡地养分迁移的影响233

6.4.1　试验材料与试验方法234

6.4.2　秸秆掺混对降雨产流产沙的影响234

6.4.3　秸秆掺混对径流养分流失的影响235

6.4.4　土壤剖面水分和养分分布236

6.5　碎石覆盖对黄土坡地侵蚀及溶质迁移的影响237

6.5.1　试验区概况与试验方法237

6.5.2　碎石覆盖下的黄土坡地侵蚀过程分析241

6.5.3　碎石覆盖下的黄土坡地径流溶质迁移过程分析244

6.5.4　不同碎石覆盖下黄土坡地土壤剖面水分及溶质分布247

6.5.5　不同碎石覆盖下黄土坡地汇流水流的水力学参数分析250

6.6　植被种植密度对坡地溶质迁移的影响253

6.6.1　试验材料与试验方法255

6.6.2　种植密度对径流总量和侵蚀量的影响255

6.6.3　种植密度对径流溶质迁移的影响255

6.6.4　种植密度对坡地土壤剖面水分再分布过程的影响257

6.6.5　种植密度对坡地土壤溶质淋溶过程的影响259

6.7　黄土坡面侵蚀量及溶质迁移量与水动力参数间的关系261

6.7.1 不同坡面地表状况下的基本水动力参数以及侵蚀量的对比263

6.7.2　不同坡面地表状况下的坡面侵蚀量与水动力学参数间的关系265

6.7.3　不同坡面地表状况下随径流迁移的溶质量与n/h间的关系271

6.8　本章小结275

第7章　施肥状况及化学物特性对土壤溶质迁移的影响280

7.1　肥料有效性对坡地溶质迁移的影响280

7.2　施肥方式对坡地土壤溶质迁移的影响281

7.2.1　试验材料与试验设计282

7.2.2　施肥方式对坡地径流溶质浓度的影响282

7.2.3　施肥方式对土壤剖面养分迁移的影响285

7.2.4　地表径流养分流失模拟模型对比分析288

7.3　连续施肥条件下植被对土壤养分迁移的影响研究290

7.3.1　试验材料与试验设计290

7.3.2　地表径流变化特征291

7.3.3　不同植被类型对坡地径流溶质浓度的影响292

7.3.4　不同植被覆盖度对坡地径流溶质浓度的影响294

7.3.5　不同植被覆盖对坡面养分迁移的影响296

7.3.6　地表径流养分流失模拟模型对比分析297

7.4　化学性质对径流溶质流失的影响299

7.4.1　影响土壤水及离子运移的物理化学过程299

7.4.2　土壤中阴阳离子随径流迁移特性300

7.4.3　土壤中硝态氮、溴、磷和钾随径流迁移特性301

7.5　本章小结303

第8章　土壤溶质随地表径流迁移模拟模型305

8.1　土壤入渗基本特征306

8.2　基于Philip积水入渗公式的产流模型307

8.2.1　Philip积水入渗公式307

8.2.2　基于Philip入渗公式的降雨入渗模型308

8.2.3　基于Philip入渗公式的产流模型310

8.3　基于Green-Ampt积水入渗公式的产流模型311

8.3.1　Green-Ampt积水入渗公式311

8.3.2　基于Green-Ampt入渗公式的降雨入渗模型313

8.3.3　基于Green-Ampt入渗公式的产流模型314

8.4　基于一维代数模式的降雨、入渗、产流模型315

8.4.1　积水入渗条件下一维非饱和土壤水分运动代数模式315

8.4.2　基于代数入渗公式的降雨入渗模型319

8.4.3　基于代数入渗公式的产流模型321

8.5　模型参数关系分析322

8.5.1　Green-Ampt公式与Philip公式参数关系323

8.5.2　Green-Ampt入渗公式与一维代数模型参数间关系324

8.6　降雨产流模型检验324

8.6.1　基于短历时降雨产流模型325

8.6.2　基于长历时降雨产流模型检验326

8.7　坡面土壤溶质随径流迁移数学模型328

8.7.1　混合深度概念的发展328

8.7.2　完全混合与不完全混合模型330

8.7.3　等效对流传递模型334

8.7.4　非饱和土壤溶质随地表径流迁移模型检验337

8.7.5　指数函数与幂函数形式模式对比343

8.8　土壤溶质随径流迁移的质量传递函数模型346

8.8.1　质量传递函数模型的建立347

8.8.2　溶质质量传递时间概率密度348

8.8.3　根据试验资料推求m（τ/t′）350

8.9　以地表水深和混合层为对象的径流溶质迁移过程模拟模型351

8.10　本章小结356

参考文献358