黃土坡面土壤侵蝕—搬運(yùn)過(guò)程試驗(yàn)研究.pdf

1、本論文針對(duì)當(dāng)前坡面侵蝕-搬運(yùn)過(guò)程研究的薄弱環(huán)節(jié)以及坡面土壤侵蝕研究的熱點(diǎn)，采用模擬降雨、模擬匯流匯沙和徑流沖刷等研究方法，研究了不同侵蝕條件下的坡面土壤侵蝕-搬運(yùn)過(guò)程。在坡長(zhǎng)、匯水流量及其含沙濃度對(duì)坡面侵蝕-搬運(yùn)過(guò)程的影響以及降雨和徑流對(duì)坡面侵蝕產(chǎn)沙的作用分析等方面取得了新的研究進(jìn)展，加深了對(duì)土壤侵蝕過(guò)程及機(jī)理的認(rèn)識(shí)，也為侵蝕預(yù)報(bào)模型的建立提供了重要理論基礎(chǔ)。主要研究結(jié)論如下： 1.初步闡明了黃土坡面坡長(zhǎng)對(duì)侵蝕-搬運(yùn)過(guò)程的影響。

2、在坡度為15°和降雨強(qiáng)度為50和75 mm/h及8 m坡長(zhǎng)內(nèi)，坡面徑流量隨坡長(zhǎng)增加的幅度基本相同。在100 mm/h降雨強(qiáng)度下，當(dāng)坡長(zhǎng)小于5 m時(shí)，坡面徑流量隨坡長(zhǎng)的增加幅度較小；而當(dāng)坡長(zhǎng)大于5 m時(shí)，坡面徑流量隨坡長(zhǎng)增加的速率明顯增大。在8 m坡長(zhǎng)內(nèi)，坡面侵蝕產(chǎn)沙量隨坡長(zhǎng)的變化呈現(xiàn)波狀起伏的交替變化。隨坡長(zhǎng)的增加，坡面侵蝕現(xiàn)象呈現(xiàn)以侵蝕—搬運(yùn)過(guò)程為主與以侵蝕-沉積過(guò)程為主的交替現(xiàn)象。 2.研究了上方匯流對(duì)坡面侵蝕-搬運(yùn)過(guò)程的影

3、響。在坡度為15°和降雨強(qiáng)度為50、75和100 mm/h時(shí)，坡面接受上方匯流后，坡面總侵蝕產(chǎn)沙量皆大于沒(méi)有上方匯流時(shí)的坡面侵蝕產(chǎn)沙量，即產(chǎn)生了凈侵蝕量。坡面侵蝕產(chǎn)沙量并不是簡(jiǎn)單地與坡面上方匯流強(qiáng)度成正相關(guān)。在小匯水流量下，匯水流量對(duì)坡面侵蝕產(chǎn)沙的影響較小：當(dāng)上方匯水流量增加到約為1.6 L/min后，坡面侵蝕產(chǎn)沙量隨匯水流量的增加明顯增大，且增加幅度隨匯水流量的增加而增大；但當(dāng)匯水流量增加到約為3.2L/min后，坡面侵蝕產(chǎn)沙量隨匯水

4、流量增加的幅度明顯減小。接受上方匯流后，坡面侵蝕現(xiàn)象以侵蝕-搬運(yùn)過(guò)程占主導(dǎo)地位。 3.探究了匯流含沙濃度對(duì)坡面侵蝕—搬運(yùn)過(guò)程的影響。在坡度為15°和降雨強(qiáng)度為50mm/h及匯水流量為1.2和4.0L/min時(shí)，當(dāng)坡面接受上方匯流后，坡面凈侵蝕量都隨匯流含沙濃度的增大而減小，而泥沙沉積量隨匯流含沙濃度的增加而增加；在降雨強(qiáng)度為75 tampa及匯水流量為5.4 L/min時(shí)，當(dāng)匯流含沙濃度小于26.03 g/L，凈侵蝕量隨匯流含沙

5、濃度的增大而增大，但當(dāng)匯流含沙濃度超過(guò)26.03 g/L時(shí)，凈侵蝕量隨匯流含沙濃度的增大而減小，當(dāng)匯流含沙濃度超過(guò)78.16 g/L后，坡面出現(xiàn)沉積現(xiàn)象，且沉積量隨匯流含沙濃度的增加而增加；在降雨強(qiáng)度為100 mm/h及匯水流量為3.2 L/min時(shí)，凈侵蝕量隨匯流含沙濃度的增大而減小的趨勢(shì)；在降雨強(qiáng)度為100 mm/h及匯水流量為5.6 L/min時(shí)，凈侵蝕量隨著匯流含沙濃度的增加也呈現(xiàn)先增加后減小。在不同含沙濃度的匯流影響下，坡面侵

6、蝕現(xiàn)象或呈現(xiàn)以侵蝕-搬運(yùn)過(guò)程為主或以侵蝕-沉積過(guò)程為主，取決于坡面匯流含沙濃度。 4.分析了降雨侵蝕與徑流侵蝕對(duì)坡面侵蝕產(chǎn)沙的貢獻(xiàn)。降雨不僅增加了坡面徑流量，而且也顯著增加坡面侵蝕量。在坡度為15°和降雨強(qiáng)度為50、75和100 mm/h時(shí)，降雨引起的侵蝕量分別占總侵蝕量的68％-96％、50％-84％和34％-94％。在小供水流量下，降雨對(duì)坡面侵蝕產(chǎn)沙量的貢獻(xiàn)明顯大于較大供水流量時(shí)。當(dāng)徑流量相同時(shí)，降雨+供水試驗(yàn)下的坡面侵蝕產(chǎn)