坡面水蚀过程与地形演变关系试验研究.pdf

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1、第34卷第1期人民黄河Vo1．34．No．12012年1月YELL0WRIVERJan．，2012【水土保持·生态】坡面水蚀过程与地形演变关系试验研究刘金铎，薛海，董明家，刘文静(华北水利水电学院，河南郑州450011)摘要：采用径流冲刷试验的方式对坡面水蚀过程进行研究，记录了在不同坡度和不同冲刷流量工况下坡面侵蚀量、侵蚀沟宽和溯源速度的变化。结合坡面侵蚀沟头溯源速度、断面侵蚀沟宽度等的变化曲线，分析了水蚀过程中坡面侵蚀量与地形形态变化的关系。结果表明：流量和坡度是水蚀过程的动力因素；溯源速度、沟壁的坍塌展宽及细沟的横向合

2、并是导致坡面侵蚀量出现波动、峰值大小以及出现时间早晚的根本原因；坡面侵蚀方式与地形演变过程有着密切的关系。关键词：坡面；水蚀过程；微地形演变；坡面侵蚀量；细沟侵蚀；冲刷试验’中图分类号：5157．1文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1000—1379．2012．O1．028ExperimentalStudyonRelationshipBetweenWaterErosionProcessofSlopeandTerrainEvolutionLIUJin—duo，XUEHai，DONGMing-jia，LIUW

3、en-jing(NoahChinaUniversityofWaterResourcesandElectricPower，Zhengzhou450011，China)Abstract：Runofexperimentswereconductedonthewatererosionprocessofslope．Slopeerosionamounts，rillwidthandretrogressionvelocitywererecordedandmicro-terrainevolutionwasanalyzedindifferent

4、experimentconditions．Comparedwiththetimelyvaryingcurvesofslopeterainevolutionparameters(retrogressionvelocity，sectionerosionwidth)，therelationshipbetweenslopeerosionamountsandterainmorphologywasananlyzed．Theresultsshowthatthedischargeandslopegradientarethedynamicf

5、actorsinwatererosionprocess；retrogressionvelocity，collapseandbroadeningofrillandlateralmergerarethebasicreasonsforthechangeofslopeerosionamountsandslopeerosionpatterns817ecloselyrelatedtoterrainevolutionprocess．Keywords：slope；watererosionprocess；micro·terainevolut

6、ion；slopeerosionamounts；rillerosion；erosionexperiment自然条件下，降雨后水流在重力作用下侵蚀坡面。地形条件和土壤抗冲性存在差异，因此坡面水流将在整个坡面上产生1试验方法不同的水流流路。在冲刷流量和坡度的动力因素影响下，各流试验黄土选自郑州市北部邙山。经过对多份土壤进行筛路进一步沿坡面纵向及横向演化出更加复杂的坡面微地形形选，最终选取与黄河中游丘陵沟壑区比较接近的土源作为试验态。一些学者已经研究了不同流量和坡度组合下，坡面径流水用土，其粒径级配组成见表1。动力参数沿程动态变

7、化及坡面侵蚀时空分布规律，取得了一些表1试验土样各级粒径组成成果”。。而坡面水蚀过程中地形形态演变与侵蚀强度有着粒径／ram颗粒含量百分数／％粒径／mm颗粒含量百分数／％密切联系，并且决定了坡面侵蚀时空分布和水蚀参数变化。因>1．0OO．O1～0．0053．25此，研究水蚀过程与地形形态演变关系，对于掌握坡面土壤侵1～O．251．020．0o5～O．o0l6．5O蚀规律和构建坡面侵蚀计算模型具有重要意义。0．250．0535．13<0．oo110．80坡面水蚀不同于一般的河道泥沙冲淤过程，坡面径流水深0．05～0．0l43

8、．30很小，流速较快，且与坡面土体的相互作用及反馈机制更加突出，非线性的特征明显。冲刷水流在坡面上的差异性、土体的收稿日期：2011—09-21抗冲性和坡面微地形的不均匀性是导致地形形态向不同方向基金项目：国家重点基础研究发展计划专题(201ICB403305)；国家自然科学基演化的重要因素。目前，已有