喀斯特岩溶裂隙对地下径流和氮素垂直渗漏的影响

• 作者: 付智勇 吴丽萍 张伟 王克林 王升 陈洪松
• 来源期刊: 水土保持学报
• 学科: 农学
• 关键词: 喀斯特地区 模拟降雨 裂隙 地下径流 氮素渗漏
• 年，卷（期）: 2017,（5）
• 页码范围: 64-71
• 页数: 8页
• 分类号: S157.1
• 字数: 8156字
• 语种: 中文
• DOI: 10.13870/j.cnki.stbcxb.2017.05.011

摘要

为了探究水土漏失过程对岩溶裂隙发育形态的响应,采用野外模拟降雨试验,研究了裂隙出露型岩土(XL)、裂隙埋藏型岩土(XM)两种结构形态岩溶裂隙对地下径流及氮素垂直渗漏的影响,并以全土微区(QT)为对照.结果表明:裂隙出露型岩土(XL)、裂隙埋藏型岩土(XM)和全土(QT)3个处理中地下径流对降雨的响应时间表现为XL＜XM＜QT,其初始地下径流产流时间分别是29,77,139 min,XL和XM初始地下径流产流时间分别比QT减少了79.14％,44.60％;降雨产流阈值分别为20.64,55.06,94.90 mm,以QT的降雨产流阈值为基准,XL和XM的降雨产流阈值分别减少了78.25％,41.98％;地下径流达到稳定的时间分别为59,107,169 min,稳定径流速率分别为42.09,42.36,38.24 mm/h.不同结构形态岩溶裂隙下XL全氮、硝态氮渗漏浓度最高,浓度均值分别为11.64,10.45 mg/L,除XM外,XL、QT在降雨结束前地下径流中的全氮、硝态氮浓度基本达到稳定;不同结构形态岩溶裂隙下全氮渗漏量表现为XL＞XM＞QT,硝态氮渗漏量表现为XM＞ XL＞ QT,地下径流中氮素输出的主要形式为硝态氮,其比例约占全氮渗漏量的82.32％～90.12％,而铵态氮渗漏量占全氮渗漏量的比例不足2％.裂隙的存在,尤其是出露地表裂隙的存在,增加了微区底部单位面积土壤地下径流速率,同时还增加了微区底部单位面积土壤氮素渗漏量,喀斯特地区普遍存在的裂隙结构促进了水分入渗,加剧了地下径流中氮素的渗漏.本研究相关结果可为喀斯特地区水土漏失机制的探索以及物质迁移模型的构建提供科学依据.