干撒PAM对黄绵土工程堆积体侵蚀泥沙的影响

doi:10.11923/j.issn.2095-4050.cjas2023-0165

农学学报 ›› 2024, Vol. 14 ›› Issue (8): 30-37.doi: 10.11923/j.issn.2095-4050.cjas2023-0165

• 土壤肥料资源环境生态 • 上一篇下一篇

干撒PAM对黄绵土工程堆积体侵蚀泥沙的影响

罗东¹(), 邹超煜², 白岗栓³()

¹ 陕西怡安建设工程有限公司，西安 710021
² 吉安市湿地保护中心，江西吉安 343000
³ 西北农林科技大学水土保持研究所，陕西杨凌 712100

收稿日期:2023-07-11 修回日期:2023-11-16 出版日期:2024-08-20 发布日期:2024-08-16
通讯作者:
白岗栓，男，1965年出生，陕西富平人，研究员，硕士，主要从事果树栽培及农田生态方面的研究。通信地址：712100 陕西省咸阳市杨凌区农大雅苑，E-mail：gshb@nwsuaf.edu.cn。
作者简介:
罗东，男，1990年出生，陕西眉县人，工程师，学士，主要从事生态环境建设方面的工作。通信地址：710021 陕西省西安市经济技术开发区文景路圣朗国际128号1-1-1401室，E-mail：luodong1112@163.com。
基金资助:
国家重点研发计划“黄土高原生态修复模式的格局—结构—功能关系”(2016YFC0501602)

Effects of Dry Scattering PAM on the Erosion Sediments of Loess Soil Engineering Accumulation

LUO Dong¹(), ZOU Chaoyu², BAI Gangshuan³()

¹ Shaanxi Yian Construction Engineering Co. LTD, Xi’an 710021, Shaanxi, China
² Ji’an Wetland Protection Center, Ji’an 343000, Jiangxi, China
³ Institute of Soil and Water Conservation, Northwest Agriculture & Forestry University, Yangling 712100, Shaanxi, China

Received:2023-07-11 Revised:2023-11-16 Online:2024-08-20 Published:2024-08-16

摘要/Abstract

摘要：

为了探寻PAM（聚丙烯酰胺）的适宜干撒量，以减少工程堆积体的侵蚀泥沙和维持工程堆积体的稳定性，在黄土丘陵沟壑区，以不撒PAM（聚丙烯酰胺）为对照(CK)，将0.5、1.0、1.5、2.0、2.5 g/m²的PAM干撒于圆锥状黄绵土工程堆积体的表层，监测自然降雨状况下PAM对黄绵土工程堆积体的地表径流、侵蚀泥沙、细沟发育和堆积体土壤水分含量等的影响。结果表明：不同处理的径流量、产流次数和径流系数均随PAM干撒量的增加表现为先降低后升高，其中干撒量为1.0 g/m²的最低，2.5 g/m²的最高。侵蚀泥沙量、细沟侵蚀量和细沟侵蚀系数则随PAM干撒量的增加而降低，其中干撒量为1.5、2.0、2.5 g/m²的显著低于CK、0.5、1.0 g/m²。当PAM干撒量为1.0 g/m²时，工程堆积体的土壤水分含量最高，当PAM干撒量为2.5 g/m²时则最低。PAM干撒量达到1.5 g/m²可促进径流形成，减少侵蚀泥沙量及细沟侵蚀系数，降低黄绵土堆积体的土壤水分含量。为了减少侵蚀泥沙量，维持黄绵土工程堆积体的稳定性，PAM的干撒量应为2.0 g/m²左右。

关键词: PAM, 工程堆积体, 径流, 侵蚀泥沙, 土壤水分

Abstract:

To explore the suitable amount of dry scattering PAM (polyacrylamide) to reduce the erosion sediments and maintain the stability of engineering accumulation, 0.5, 1.0, 1.5, 2.0 and 2.5 g/m² of PAM were dry scattered on the surface of conical loess soil engineering accumulation in the loess hilly-gully region and with no PAM as the control (CK). The effects of PAM on surface runoff, erosion sediments, rill development and soil moisture of loess soil engineering accumulation were monitored under natural rainfall conditions. The results showed that the runoff, runoff frequency and runoff coefficient of different treatments decreased first and then increased with the increase of PAM dry scattering amount. The values were the lowest when the PAM dry scattering amount was at 1.0 g/m², and were the highest when PAM dry scattering amount was at 2.5 g/m². The erosion sediments, rill erosion sediments and rill erosion coefficient decreased with the increase of PAM dry scattering amount. When PAM dry scattered at 1.5, 2.0 and 2.5 g/m², the erosion sediments, rill erosion sediments and rill erosion coefficient were significantly lower than that of CK and PAM dry scattering amount of 0.5 and 1.0 g/m². When PAM dry scattered at 1.0 g/m², the soil moisture of engineering accumulation was the highest, and when PAM dry scattered at 2.5 g/m², the soil moisture was the lowest. When PAM dry scattering amount reaches 1.5 g/m², PAM promoted the formation of runoff, reduced the erosion sediments and rill erosion coefficient, and reduced the soil moisture of loess soil engineering accumulation. To sum up, in order to reduce the erosion sediments and maintain the stability of loess soil engineering accumulation, the dry scattering amount of PAM should be about 2.0 g/m².

Key words: PAM, engineering accumulation, run off, erosion sediment, soil moisture

罗东, 邹超煜, 白岗栓. 干撒PAM对黄绵土工程堆积体侵蚀泥沙的影响[J]. 农学学报, 2024, 14(8): 30-37.

LUO Dong, ZOU Chaoyu, BAI Gangshuan. Effects of Dry Scattering PAM on the Erosion Sediments of Loess Soil Engineering Accumulation[J]. Journal of Agriculture, 2024, 14(8): 30-37.

图/表 7

参考文献 50

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土壤容重/ (g/cm³)	pH	有机质 /(g/kg)	土壤孔隙度/%				土壤颗粒组成/%					持水与供水性能/%
土壤容重/ (g/cm³)	pH	有机质 /(g/kg)	总孔隙度	毛管孔隙度	非毛管孔隙度		细砂粒 0.02~2 mm	粉粒 0.002~0.02 mm	粘粒 <0.002 mm	物理性粘粒 <0.01 mm		田间持水量	凋萎系数
1.10	7.8	6.8	56.4	45.2	11.2		62.58	25.19	12.23	22.25		22.1	6.18

土壤容重/ (g/cm³)	pH	有机质 /(g/kg)	土壤孔隙度/%				土壤颗粒组成/%					持水与供水性能/%
土壤容重/ (g/cm³)	pH	有机质 /(g/kg)	总孔隙度	毛管孔隙度	非毛管孔隙度		细砂粒 0.02~2 mm	粉粒 0.002~0.02 mm	粘粒 <0.002 mm	物理性粘粒 <0.01 mm		田间持水量	凋萎系数
1.10	7.8	6.8	56.4	45.2	11.2		62.58	25.19	12.23	22.25		22.1	6.18

监测项目	降水特征与处理	6月	7月	8月	9月	小计
降水特征	降水次数	5.0	8.0	11.0	12.0	36.0
	最大降水量	21.6	37.4	38.6	24.2	-
	最大降水强度/(mm/60 min)	11.1	14.3	17.2	8.4	-
	<5.0 mm的降水次数	1.0	1.0	2.0	2.0	6.0
	>20.0 mm的降水次数	1.0	2.0	4.0	1.0	8.0
	月降水量	65.2	102.5	113.7	124.8	406.2
产流次数	CK	3.3±1.0bB	6.3±1.0bA	9.7±2.0aA	10.3±2.0aA	29.6±2.0aAB
	PAM0.5	2.7±1.0cC	5.3±1.0cB	9.0±1.0bA	10.0±1.0aA	27.0±1.0bB
	PAM1.0	1.7±1.0dD	3.3±1.0dC	8.7±1.0bA	10.0±1.0aA	23.7±1.0cC
	PAM1.5	4.0±1.0aA	6.7±1.0aA	9.7±1.0aA	10.3±1.0aA	30.7±1.0aA
	PAM2.0	4.0±1.0aA	6.7±1.0aA	9.7±1.0aA	10.3±1.0aA	30.7±1.0aA
	PAM2.5	4.0±1.0aA	6.7±1.0aA	9.7±1.0aA	10.3±1.0aA	30.7±1.0aA

监测项目	降水特征与处理	6月	7月	8月	9月	小计
降水特征	降水次数	5.0	8.0	11.0	12.0	36.0
	最大降水量	21.6	37.4	38.6	24.2	-
	最大降水强度/(mm/60 min)	11.1	14.3	17.2	8.4	-
	<5.0 mm的降水次数	1.0	1.0	2.0	2.0	6.0
	>20.0 mm的降水次数	1.0	2.0	4.0	1.0	8.0
	月降水量	65.2	102.5	113.7	124.8	406.2
产流次数	CK	3.3±1.0bB	6.3±1.0bA	9.7±2.0aA	10.3±2.0aA	29.6±2.0aAB
	PAM0.5	2.7±1.0cC	5.3±1.0cB	9.0±1.0bA	10.0±1.0aA	27.0±1.0bB
	PAM1.0	1.7±1.0dD	3.3±1.0dC	8.7±1.0bA	10.0±1.0aA	23.7±1.0cC
	PAM1.5	4.0±1.0aA	6.7±1.0aA	9.7±1.0aA	10.3±1.0aA	30.7±1.0aA
	PAM2.0	4.0±1.0aA	6.7±1.0aA	9.7±1.0aA	10.3±1.0aA	30.7±1.0aA
	PAM2.5	4.0±1.0aA	6.7±1.0aA	9.7±1.0aA	10.3±1.0aA	30.7±1.0aA

监测项目	处理	6月	7月	8月	9月	小计	径流系数
径流量/mm	CK	8.6±1.34dC	17.4±2.94cB	23.9±2.14cC	31.6±2.15cC	81.5±2.94cC	0.20±0.007dC
	PAM0.5	6.8±1.19eD	15.3±2.43dC	21.7±1.98dCD	29.8±1.97cdC	73.6±2.43dCD	0.18±0.006eCD
	PAM1.0	4.6±1.15fE	14.6±2.32dC	20.8±1.88dD	28.4±1.68dC	68.4±2.32eD	0.17±0.006fD
	PAM1.5	9.8±1.26cB	19.7±2.86bB	31.4±2.54bB	38.9±2.24bB	99.8±2.86bB	0.25±0.007cB
	PAM2.0	13.4±1.46bA	26.5±2.98aA	36.7±2.77aA	44.6±2.32aA	121.2±2.98aA	0.30±0.007bA
	PAM2.5	14.8±1.54aA	27.8±3.15aA	38.2±2.84aA	47.5±2.42aA	128.3±3.15aA	0.32±0.008aA
侵蚀泥沙量/(t/km²)	CK	767.5±78.6aA	968.5±99.6aA	1189.3±96.5aA	687.5±54.6aA	3612.8±99.6aA	-
	PAM0.5	545.6±55.6bB	714.7±71.4bB	813.4±75.8bB	568.7±43.3bB	2642.4±75.8bB	-
	PAM1.0	343.5±32.7cC	458.9±46.7cC	567.4±48.4cC	434.6±35.8cC	1804.4±48.4cC	-
	PAM1.5	232.4±21.6dD	278.6±27.4dD	298.5±26.4dD	303.5±26.4dD	1113.0±27.4dD	-
	PAM2.0	168.4±15.8eE	225.4±21.3eE	242.3±21.5eE	253.4±22.3eE	889.5±22.3eE	-
	PAM2.5	152.4±14.6fE	214.6±20.1eE	235.6±21.2eE	243.6±22.1eE	846.2±22.1eE	-

干撒PAM对黄绵土工程堆积体侵蚀泥沙的影响

Effects of Dry Scattering PAM on the Erosion Sediments of Loess Soil Engineering Accumulation

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处理	细沟条数	最大细沟平均值/cm			所有细沟平均值/cm			细沟侵蚀量/g
处理	细沟条数	长度	宽度	深度	长度	宽度	深度	细沟侵蚀量/g
CK	7.7±1.0aA	66.5±5.3aA	5.8±1.2aA	6.4±1.3aA	45.4±22.1aA	4.2±1.7aA	4.5±2.0aA	7033.40±2431.42aA
PAM0.5	7.3±1.0aA	46.4±4.2bB	4.8±0.8bB	5.2±1.0bB	38.5±8.0bB	3.5±1.4bB	3.8±1.5bB	3899.65±765.48bB
PAM1.0	5.3±1.0cB	42.5±3.5cB	3.8±0.6cC	4.3±0.8cC	34.4±8.4cC	3.4±0.6bcB	3.6±0.8bcB	2322.98±415.62cC
PAM1.5	2.7±1.0dC	34.6±3.2dC	3.6±0.6cC	3.8±0.7dD	28.5±6.5dCD	3.2±0.5cB	3.4±0.5cB	838.76±145.68dD
PAM2.0	2.7±1.0dC	32.2±3.1eC	3.2±0.5dD	3.2±0.6eE	25.4±6.8eD	2.8±0.5dC	2.6±0.6dC	586.54±128.69eE
PAM2.5	2.7±1.0dC	31.8±3.1eC	3.3±0.5dD	3.0±0.6fE	25.4±6.4eD	2.6±0.8eC	2.6±0.5dC	531.41±121.45eE

处理	堆积体中心垂直剖面高度/cm				堆积体底部距中心的距离/cm
处理	0~25	25~50	50~70	0~70	0~20	20~60	60~100	0~100
CK	17.51±1.12bAB	19.06±1.34bB	16.82±1.24bAB	17.84±1.34bAB	19.09±1.52aA	20.05±1.64bA	17.21±1.46bAB	18.75±1.64bA
PAM0.5	18.42±1.24abA	20.67±1.56aAB	17.67±1.32abA	18.97±1.56aA	19.49±1.56aA	21.02±1.72abA	18.10±1.54aA	19.54±1.72abA
PAM1.0	19.02±1.25aA	21.70±1.64aA	18.25±1.42aA	19.70±1.64aA	19.85±1.62aA	21.63±1.74aA	18.92±1.58aA	20.16±1.74aA
PAM1.5	16.28±1.14dcBC	16.57±1.25cC	15.79±1.28cB	16.24±1.28cBC	16.47±1.48bB	16.48±1.49cB	15.87±1.42cB	16.26±1.49cB
PAM2.0	15.62±1.08deC	15.91±1.14cC	15.41±1.24cB	15.66±1.24cC	15.74±1.43bcB	15.71±1.45cB	15.21±1.39cB	15.54±1.45cB
PAM2.5	15.41±1.10eC	15.80±1.12cC	15.32±1.22cB	15.52±1.22cC	15.34±1.35cB	15.56±1.38cB	15.20±1.36cB	15.37±1.38cB

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