降雨强度和坡度双因子对紫色土坡面侵蚀产沙的影响.pdf

《降雨强度和坡度双因子对紫色土坡面侵蚀产沙的影响.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、泥沙研究2010年12月JournalofSedimentResearch第6期降雨强度和坡度双因子对紫色土坡面侵蚀产沙的影响耿晓东1’3，郑粉莉1’2，刘力2’4(1．中国科学院水利部水土保持研究所黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室，陕西杨凌712100；2．西北农林科技大学资源环境学院，陕西杨凌712100；3．中国科学院研究生院，北京100049；4．四川南充水利电力建筑勘察设计研究院，四川南充637000)摘要：利用室内模拟降雨试验研究了降雨强度和坡度双因子对紫色土坡面侵蚀产沙过程的影响。试

2、验结果表明：坡面产沙过程和侵蚀形态的演变与降雨强度和坡度的变化密切相关，降雨强度和坡度增大使径流量很快达到细沟发生的临界流量并加剧细沟形态的演变过程，产沙率由于细沟的产生和发展而急剧增加，并呈现跳跃性的波动。各降雨强度下，在5。～25o范围内，侵蚀量随坡度的增大而增大，30。时开始减小，在250附近存在坡面侵蚀的临界坡度。降雨强度和坡度两个因子对侵蚀量的贡献率存在对比消长关系。降雨强度和坡度都较小时，坡度对侵蚀过程起主导作用；当降雨强度较大或者达到临界坡度以后，则降雨强度对侵蚀过程起主导作用。关键词：紫色

3、土；产沙率；坡面侵蚀；临界坡度中图分类号：$157．1文献标识码：A文章编号：0468．155X(2010)06—0048_06刖吾长江中上游四川盆地属于紫色土丘陵区，土地总面积1．58×105km2，土壤发育程度低，抗蚀性差，年流失表土3．77×108t，土壤流失仅次于黄土高原，是我国水土流失最严重的地区之一，也是长江泥沙的主要来源区¨’2。。该区降雨丰富，暴雨频次高，坡耕地分布广泛，大于10。的坡耕地占全区耕地面积的70％以上¨。。因此，降雨和坡度是紫色土区坡面土壤侵蚀最主要的动力和环境因子。近几十年

4、来，关于降雨和坡度对土壤侵蚀的影响，国内外都已经进行了长期而深入的研究。但国外的研究成果主要是在缓坡地(<100)上取得的旧一7

5、，而国内的研究则主要集中在黄土高原地区¨。131。有关紫色土区土壤侵蚀的研究还比较少，已有的研究也主要集中于耕作制度、土地利用类型对坡面土壤侵蚀的影响等¨4。“。目前，关于降雨强度和坡度双因子对裸露坡耕地土壤侵蚀过程和机理的研究还鲜有报道，这在很大程度上影响着当地土壤侵蚀防治措施的制定。本文采用模拟降雨试验，研究不同降雨强度和坡度条件下紫色土坡面土壤侵蚀过程和机理，以加深对紫色

6、土土壤侵蚀规律的认识，并为建立土壤侵蚀预报模型和土壤侵蚀防治提供科学依据。1试验材料与方法1．1试验材料试验用土采自四川省南充市华凤镇遂宁组紫色土，为发育于紫色泥岩的石灰性紫色土，质地分类参收稿日期：2008-12-22基金项目：国家重点基础研究发展计划项目课题“不同类型区土壤侵蚀过程与机理”(2007CB407201)；西北农林科技大学创新团队建设计划项目“土壤侵蚀及其治理环境效应评价”(01140202)作者筒介：耿晓东(1973一)，男，河南许昌人，博士研究生，主要研究向：土壤侵蚀环境效应与评价。E

7、—mail：xiaodonggeng@163．tom责任作者：郑粉莉。E—mail：flzh@m8．iswc．ac．cn48考国际土壤质地分类标准，其中砂粒和粉粒、黏粒含量分别为12．2％、72．5％和15．3％，有机质含量0．38％，容重为1．429／cm3。1．2试验设计结合紫色土区降雨特征和坡耕地分布状况¨8

8、，采用2因素完全试验设计，即3个降雨强度(50mm／h、75mm／h、lOOmm／h)，6个坡度(50、10。、15o、20。、25。、30。)。试验重复2次，共36场模拟降雨试验。具体试验设

9、计如表1。表1试验设计表Table1Testrunsofexperiment1．3试验装置与试验步骤(1)试验在黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点试验室模拟降雨大厅进行，采用下喷式自动模拟降雨系统。降雨高度18m，满足所有降雨雨滴达到终点速度，降雨均匀系数大于89％。试验土槽为移动式可变坡度钢槽，长5m、宽1m、深0．5m。(2)试验槽底部均匀铺15em细沙，沙层之上填装25cm供试土壤，以满足试验过程中土壤水分的自由下渗条件。土壤经自然风干，过15mm筛。为保证试验土层容重均匀，采用分层填装的方法，边填

10、充、边压实并随机取样测定土壤含水量，以确定各处填土厚度和紧实状况。正式降雨之前，采用30mm／h的降雨强度进行前期降雨至将要产流为止，前期降雨后用塑料布覆盖并静置，使土壤水分自由运动下渗以接近自然状态下土壤水分分布状况，以保证各场次降雨的前期土壤含水率基本一致。24h后进行正式降雨，正式降雨时的土壤含水量在14％～16％之间。(3)每场试验之前进行降雨强度的率定，以确保降雨均匀度和降雨强度达到试验要求，在降雨结束前再次率定降雨