黄土坡面退水及其氮污染试验研究是水文学与土壤侵蚀研究领域的重要课题。退水是指降雨结束后,流域中地表积水向河流等水体的排泄过程,包含了流域水文响应的重要信息。这个过程涉及到坡地水文过程和水分循环,尤其在干旱和半干旱地区,退水过程对于坡地小单元的研究尤为重要。
在黄土高原这类水土流失严重的区域,退水过程往往以地表径流为主。地表覆盖物如牧草和秸秆会显著减少退水量和降低退水强度。降雨强度对于地表退水有着决定性的影响,尤其降雨强度与土壤相互作用的时间长短,以及坡面退水矿质氮流失量均存在对数增长关系。研究表明,在降雨期间和退水期间,随着降雨强度的增加,退水矿质氮浓度普遍高于降雨结束时径流的矿质氮浓度。此外,坡面的长度和坡度是影响退水过程的重要地形地貌因素。
研究方法上,利用模拟降雨试验,可以在受控的条件下研究降雨结束后地表退水情况及其影响机制。试验在黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室进行,使用了动模拟降雨系统和具有坡度可调节的钢槽,以及集流装置来收集雨水。模拟降雨系统能够模拟接近自然状态的雨滴降落速度和特性。试验中所用的土壤是来自黄土高原水土流失严重的陕西省安塞县的黄绵土。
坡面退水的机理研究包括了矿质氮的流失情况,这对于理解和控制土壤养分的流失有着重要意义。研究结果对于坡地土壤水分养分迁移动力学和农业非点源污染机理研究提供了理论依据。这对于水土环境保护、农业非点源污染的控制与预防以及水资源的合理利用和管理都具有重要的实际应用价值。
国外关于退水的研究内容涵盖了退水特征、影响因素、过程模拟以及退水曲线分析的应用研究等。国外研究强调了基流退水和流域水文响应的研究,而国内对于坡地小单元退水规律的研究则相对较少,尤其是在干旱和半干旱地区的研究更是鲜有报道。国内的退水研究多集中在华北典型山区坡地,对于坡地小单元的退水规律及其污染物负荷研究还有待进一步深化。
坡面退水及其氮污染的研究不仅为理解坡地水文过程提供了关键信息,也对水资源保护和农业管理措施的优化提出了科学依据。这些研究结果有助于我们更好地评估和管理土壤侵蚀和养分流失问题,从而提高农业生产效率和保护环境质量。