模擬降雨下塿土濺蝕特征及土質(zhì)對(duì)顆粒特性的影響.pdf

1、黃土高原的土壤侵蝕威脅生態(tài)安全，相關(guān)研究和治理問題受到高度關(guān)注。濺蝕是土壤水蝕的開始，結(jié)合土壤質(zhì)地地帶性分布規(guī)律，通過濺蝕量及表面強(qiáng)度研究濺蝕過程及速度，根據(jù)泥沙顆粒組成分析侵蝕泥沙顆粒分布、分離及輸移能力，以期明確土壤質(zhì)地對(duì)濺蝕特征的影響得到濺蝕地帶性規(guī)律。本文根據(jù)黃土高原土壤質(zhì)地地帶性分布規(guī)律，選取塿土、黑壚土、黃綿土、砂黃土為試驗(yàn)用土，利用人工模擬降雨技術(shù)及激光粒度分析法對(duì)塿土濺蝕特征、不同土質(zhì)黃土濺蝕量及侵蝕泥沙顆粒特性、不同土

2、質(zhì)黃土侵蝕泥沙顆粒特性對(duì)降雨強(qiáng)度改變的響應(yīng)進(jìn)行研究，結(jié)果表明：
　　（1）塿土濺蝕速率隨降雨歷時(shí)呈現(xiàn)冪函數(shù)變化，分為迅速降低、緩慢降低、趨于穩(wěn)定三個(gè)階段。土盤表面松散顆粒及利于濺蝕的粒級(jí)范圍內(nèi)顆粒的消耗、團(tuán)聚體破碎及超滲產(chǎn)生的水層消耗雨滴能量、結(jié)皮的形成和發(fā)育分別是三個(gè)階段的主要影響因素。塿土侵蝕顆粒富集與耗損的粒徑臨界點(diǎn)是0.05mm。雨滴打擊分離粒徑>0.05mm的顆粒，富集遷移粒徑<0.05mm的顆粒。侵蝕泥沙中黏粒、細(xì)粉粒

3、、粗粉粒顆粒含量先減小后增加，粗砂粒含量先增加后減小，在20min附近達(dá)到極值。含水量相同時(shí)降雨歷時(shí)越長(zhǎng)的土壤表面貫入深度越淺。塿土表面強(qiáng)度隨降雨歷時(shí)延長(zhǎng)不斷增加，0-30min是表土結(jié)皮形成的關(guān)鍵時(shí)期，30min后表面強(qiáng)度基本不再增加。
　?。?）黃土土質(zhì)對(duì)濺蝕量具有顯著影響。初始降雨濺蝕量取決于土壤表面松散顆粒含量及土壤質(zhì)地的均勻程度，隨后濺蝕量的增加速度取決于黏粒、細(xì)粉粒、砂粒及吸濕性粘土礦物含量。侵蝕泥沙顆粒分布取決于供試

4、土壤的顆粒組成，砂粒含量高并以團(tuán)粒形式存在的土壤侵蝕泥沙顆粒分布均勻，砂粒含量低并以單粒形式存在的土壤侵蝕泥沙顆粒大部分集中于粗粉粒、細(xì)砂粒粒徑內(nèi)。黏粒、細(xì)粉粒、粗粉粒粒級(jí)內(nèi)的侵蝕泥沙顆粒濺出方式不受土壤質(zhì)地影響以團(tuán)粒形式濺出，砂粒粒級(jí)內(nèi)塿土、黑壚土是以團(tuán)聚體形式存在以團(tuán)粒形式濺出，黃綿土、砂黃土的原始土粒是單粒并以單粒形式濺出。不同質(zhì)地土壤侵蝕泥沙顆粒富集與耗損的粒徑臨界點(diǎn)不同。對(duì)有機(jī)質(zhì)含量高、質(zhì)地較粘重、土壤團(tuán)聚體含量相對(duì)高的塿土來(lái)

5、說，90mm/h的雨強(qiáng)下雨滴拆分>0.05mm的土壤顆粒，遷移富集<0.05mm土壤顆粒；對(duì)于質(zhì)地較均勻的砂質(zhì)土壤如黃綿土而言，土壤富集與耗損的粒徑臨界點(diǎn)是0.02mm，雨滴遷移富集>0.02mm的土壤顆粒。總體上講，雨滴對(duì)南部土壤以遷移富集小顆粒為主，對(duì)北部土壤優(yōu)先遷移富集較大顆粒。
　　（3）土壤顆粒組成不均勻、大顆粒含量較高、團(tuán)聚體含量高、質(zhì)地較粘的土壤濺蝕顆粒特性對(duì)降雨強(qiáng)度改變更敏感。降雨強(qiáng)度改變對(duì)黑壚土侵蝕泥沙所有粒級(jí)顆

6、粒含量及其濺出方式的影響都是顯著的，但僅對(duì)黃綿土粘粒、細(xì)粉粒粒徑的顆粒含量影響顯著，對(duì)濺出方式影響不顯著。對(duì)黑壚土而言，120mm/h的雨強(qiáng)可直接遷移粒徑較大的土壤顆粒，顆粒富集與耗損的粒徑臨界點(diǎn)比90mm/h的雨強(qiáng)大。對(duì)黃綿土而言試驗(yàn)設(shè)定的兩種雨強(qiáng)改變對(duì)顆粒分選性影響不明顯，兩種雨強(qiáng)均優(yōu)先遷移粗粉粒和細(xì)砂粒粒級(jí)的顆粒。
　　粒級(jí)顆粒含量及其濺出方式的影響都是顯著的，但僅對(duì)黃綿土粘粒、細(xì)粉粒粒徑的顆粒含量影響顯著，對(duì)濺出方式影響不