坡溝系統(tǒng)不同發(fā)育階段侵蝕分布及水沙輸移規(guī)律試驗研究.pdf

1、土壤侵蝕已經(jīng)成為威脅現(xiàn)代社會和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的全球性環(huán)境問題，以小流域為單元實施水土流失綜合治理是我國水土保持工作的成功經(jīng)驗。坡溝系統(tǒng)作為溝道小流域沿水流匯流方向自坡面至溝底之間的溝間地與溝谷地連續(xù)分布組成的基本結(jié)構(gòu)體，既是開展土壤侵蝕規(guī)律研究的基本單元，也是溝道小流域水土流失治理的基本單元，對其侵蝕現(xiàn)象與規(guī)律的探究可以為坡溝水土保持措施優(yōu)化配置提供科學依據(jù)，對于恢復和重建生態(tài)環(huán)境具有重要意義。本文利用黃河水利科學研究院模型黃河基地黃土

2、高原模型試驗大廳的全自動控制人工降雨系統(tǒng)及坡溝系統(tǒng)概化模型和Faro Focus3D三維激光掃描儀，在66mm/h、85mm/h和120mm/h三種降雨強度條件下開展坡溝系統(tǒng)不同發(fā)育階段的侵蝕分布及水沙輸移規(guī)律試驗研究。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴在歷時100min的降雨過程中，前30min降雨時段內(nèi)產(chǎn)沙過程呈明顯的增加趨勢，30~60 min降雨時段內(nèi)產(chǎn)沙過程相對處于波動穩(wěn)定狀態(tài)，60min之后侵蝕過程又進入一個新的波動增加階段

3、。⑵隨降雨的進行，坡溝系統(tǒng)各斷面的徑流含沙量也呈波動增加趨勢，尤其以溝坡部分和坡面下部為最明顯。實驗表明，隨降雨歷時的延長，66mm/h降雨，隨降雨歷時延長，坡溝系統(tǒng)發(fā)育至坡面底部5斷面，85 mm/h和120 mm/h降雨，坡溝系統(tǒng)坡溝過渡地帶的侵蝕溝均溯源侵蝕發(fā)展至坡面中部3、4斷面，斷面3-4部位的含沙量數(shù)據(jù)點隨著降雨階段的增加而波動抬高，尤其是120mm/h降雨條件下，這種現(xiàn)象更加明顯，坡溝系統(tǒng)徑流含沙量的時空分布特征是其侵蝕發(fā)

4、育過程的直接反應，可見，85mm/h和120mm/h降雨對坡溝系統(tǒng)地表形態(tài)損壞更嚴重，坡溝系統(tǒng)溝坡中部和坡溝系統(tǒng)過渡區(qū)域為侵蝕易發(fā)區(qū)域。⑶利用試驗條件下坡溝系統(tǒng)徑流產(chǎn)沙觀測數(shù)據(jù)，對3種雨強下坡溝系統(tǒng)含沙量(Sp-g)、坡面徑流含沙量(Sp)和溝坡徑流含沙量(Sg)在6個降雨時段的分析表明：隨降雨歷時的延長(降雨時段的延續(xù))，徑流含沙量總體呈增加趨勢，尤其是85mm/h和120mm/h降雨更加明顯；在85 mm/h和120 mm/h雨強條