发生沟蚀(切沟)的地貌临界研究综述

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1、维普资讯http://www.cqvip.com23卷5期565~570页山地学报Vo1．23，No．5PP565～5702005年9月JOURNALOFMo【NTAINSCIENCESep．，2005文章编号：1008—2786(2005)05—565—06发生沟蚀(切沟)的地貌临界研究综述胡刚，伍永秋，2(1．北京师范大学沙漠与沙区资源研究所，北京100875；2．北京师范大学环境演变与自然灾害教育部重点实验室。北京100875)摘要：沟蚀研究是土壤侵蚀研究的主要内容之一，地貌临界理论作为地貌学中的重要理论在沟蚀研究中得到了广泛的应用。主要从临界理论

2、在沟蚀研究中的发展过程人手，介绍了国外现有沟蚀临界理论模型研究的主要成果，并指出现有模型的不足，在总结前人工作的基础上，指出了现有临界模型今后的发展方向。关键词：土壤侵蚀；临界理论；沟蚀；切沟中图分类号：P931文献标识码：A沟道的产生是由在沟头上的作用过程所控制，就已经指出流域地貌特征对于不连续切沟发展的重这些过程包括表面漫流、地下水流导致的渗流和潜要作用，他们研究发现不连续切沟通常形成于谷底蚀以及块体塌陷或崩塌⋯。地形特征影响到表面最陡的部分。用系统论观点来看，切沟的形成也是径流、地下水运动、表面饱和区域的发生、土壤水流域系统内物质与能量转移守恒的结

3、果。众所周知含量分布以及土壤水流动[2-7]，因此我们可以通沉积物的分离和转移是水流强度的函数【8,12J，只过对地貌特征的了解来认识沟道系统，甚至于用地有存在沉积物的分离才有可能产生切沟，但切沟的形特征指示沟道(切沟)的形成8。形成不仅仅是表面物质的分离，它还有一定的尺度大小限制，因此，切沟形成位置和大小受控于有足1沟蚀临界模型的发展及应用够量级和绒持续时间的线状表面径流[13]。一般认为细沟和切沟侵蚀与临界剪切力有关[12,14,15]，而HortOn【J于1945年首次将地貌的潜在重要性剪切力又主要由水流流量和坡度决定[16,17J。在过加以形式化

4、，提出了沟道产生的临界坡长概念。所渗产流为主导的地形中，一般认为径流量与流域面谓临界坡长就是坡面上的过渗产流产生的剪切力刚积是成比例增JjutJ，由此可以将剪切力与地貌因好大于地表的抗冲刷能力的坡面长度，流域系统的素相联系。这一地貌特征可以看作是地表抵抗线状水流侵蚀的用切沟沟头坡度(S)和沟头上方径流汇水面一种度量。在这一概念的基础上，Schumm于1956积(A)来建立切沟产生地貌临界关系的学者中，年提出了“沟道维持常数”(constantofchannelBrice和Patton是较早的学者之一。Brice[19J收集了maintenance)的概念

5、【10]，也就是指能够使排水渠美国内布拉斯加州的S和A数据，Patton[oJ则收道得以发展的最小面积，相当于临界面积的概念。集了美国科罗拉多州西北部这方面的数据，通过对除去地貌外，物质强度、土壤的水文性质及植被覆这些数据的分析，Patton和Schumm1975年研究盖等同样对侵蚀过程存在影nl~[2]。发现S和A之间存在反向趋势，并提出用分散数对于切沟，Schumm和Hadley早在1957年[11]据的低限作为临界S—A关系来确定不稳定谷收稿日期(Receiveddate)：2005—02—15；改回日期(Accepted)：2005—06—20。

6、基金项目(Foundationitem)：(国家自然科学基金重点项目(40235056)，教育部博士点基金(20030027015)及国家自然科学基金面上项目(40071080)共同资助。[NaturalScienceFoundationofChina，No．40235056，No．40071080]作者简介(Biography)：胡刚(1976一)，男(汉族)，山东滨州人，2002年毕业于兰州大学，现为北京师范大学在读博士生，主要从事土壤侵蚀、环境演变与区域规划研究。[HuGang(1976一)，male，bominBinzhou，Shandong，D

7、octorgraduatestudent，re—searchfieldsmamlycovetingsoilerosionandenvironmentchange]维普资讯http://www.cqvip.com山地学报23卷底[21]。之后，Begin和Schumm[]又在这方面作了致高孔隙压力，而高孔隙压力又会产生渗流，这反努力，通过对Patton[]和Brice[]使用方法的改过来又会引起沟蚀的(channelinitiation)发生及进，利用水流的水力半径(R)和流量(Q)以及细沟的发展并最终形成切沟。A作为混合地形流量(Q)和流域面积的经验关系

8、替代了原先公式参数，用于表明线状表面漫流的侵蚀能力或径流下中的水力半径(R)，建