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黄土区水土养分流失直接加剧了土壤质量下降和农业非点源污染,本文通过室内试验、野外人工模拟降雨试验和数学模型相互结合的方式,研究了降雨条件下羟丙基甲基纤维素(HPMC)对黄土坡面土壤侵蚀及养分流失规律的影响机理,并进一步探索了描述养分运移规律的数学模型,研究结果如下:(1)HPMC的施加使得土壤结构更为稳定,随HPMC施加量的增加,水稳性团聚体百分比增大,土壤的分形维数减小,平均重量直径增加;土壤中施加一定量的HPMC显著降低了土壤的入渗能力及饱和导水率,用Philip方程和Kostiakov公式模拟入渗过程,拟合精度较高;HPMC的施加明显推迟溶质的初始和完全穿透时间,延长穿透总历时,CDE方程和两区模型均能较好拟合施加不同含量HPMC的溶质穿透过程,拟合曲线和实测曲线吻合度均较高,但两区模型的模拟精度更高;基于两区模型的参数拟合结果,随HPMC施加量的增加,v和β减小,D、λ和ω增加,影响较为显著。(2)土壤中施加不同粘度的HPMC均较明显地降低了土壤的入渗能力,用Philip方程和Kostiakov公式模拟入渗过程,拟合精度水平较高。不同粘度的HPMC均显著降低了土壤溶质的运移速度,CDE方程和两区模型均能较好地模拟该处理条件下溶质的运移过程,但两区模型的拟合精度更高;随HPMC粘度的增加,v和β减小,D)、λ和ω增加。(3)施加HPMC各组,初始产流时间与CK组相比普遍缩短。粘度相同时,HPMC施加量越高,单宽流量和累计径流量越大;施量相同时,HPMC粘度越大,单宽流量和累计径流量随HPMC粘度增加先增大后减小。与CK组相比,HPMC施加量和粘度越大,泥沙有效流失量越小。同一粘度条件下,随着HPMC含量增加,坡面流速逐渐减小,径流平均水深、水流剪切力和薄层水流阻力系数增加;同一施加量条件下,随HPMC粘度增加,径流平均水深和水流剪切力逐渐增加,过水断面单位能减小;弗劳德数与HPMC含量和粘度均呈负相关关系;雷诺数和径流功率则与两者均呈正相关关系。通过对剖面含水率的对比分析,HPMC的施加增大了土壤表层15cm的剖面含水率,总体表现为施加量越多,粘度越大,土壤含水率增加越多。(4)N03--N的径流累计流失量均随HPMC粘度和施加量的增加而减少,降雨结束后剖面NO3--N呈现单峰状分布。完全混合深度模型和等效混合深度模型均能较地反映HPMC作用下NO3--N的坡面径流流失过程,但模拟结果表明等效混合深度模型的拟合精度更高;随着HPMC粘度和施加量的增加,混合层深度hm和H0均呈现降低的趋势。