黃土丘陵溝壑區(qū)坡面土壤侵蝕規(guī)律與坡面侵蝕經驗模型的研究.pdf

1、黃土丘陵溝壑區(qū)具有極高的侵蝕強度,由于該區(qū)土壤松散,降雨多為短歷時暴雨,導致其侵蝕主要集中在幾次暴雨期,并且細溝侵蝕量對坡面侵蝕量的貢獻極大。有關該區(qū)的坡面侵蝕規(guī)律,坡面侵蝕模型,吸引了很多學者的研究。論文以位于黃土丘陵溝壑區(qū)的子洲徑流實驗站水文實驗資料和離石試驗站的觀測資料為基礎,以岔巴溝流域的團山溝為研究區(qū),首先分析降雨與土壤侵蝕的關系,特別是降雨侵蝕力指標；然后分析地貌、植被、土壤含水量對土壤侵蝕的影響；其后分析細溝侵蝕的判斷及細

2、溝對土壤侵蝕的影響；最后建立次降雨混合坡面侵蝕模型、侵蝕性降雨坡面模型、次降雨細溝侵蝕模型。主要研究結論如下:
　　 (1)不同坡度不同坡長下線性函數(shù)和冪函數(shù)對It或EIt與土壤侵蝕模數(shù)擬合效果之間沒有顯著性差異,線性函數(shù)和冪函數(shù)都可以作為It或EIt與土壤侵蝕模數(shù)的擬合函數(shù),表明在侵蝕模型中的It或EIt既可以采用冪函數(shù)形式,又可采用線性函數(shù)形式；僅從因子與土壤侵蝕模數(shù)相關性數(shù)值的大小還不能選取降雨侵蝕力指標,必須進行相關性數(shù)

3、值間的差異分析,通過統(tǒng)計分析表明,黃土高原從I10到I60各It與土壤侵蝕模數(shù)的相關性在統(tǒng)計學上沒有顯著性差異及從EI10到EI60各EIt與土壤侵蝕模數(shù)的相關性在統(tǒng)計學上亦沒有顯著性差異,從這個意義上說,從EI10到EI60各EIt都可以作為黃土高原的降雨侵蝕力指標。由于It是降雨集中程度的反映,不同雨型其降雨集中性有很大差異,那么雨型是影響各EIt與土壤侵蝕模數(shù)的相關性間差異性的主要因素,集中性很高的短歷時雷暴雨A型雨中EI10到E

4、I30與土壤侵蝕模數(shù)線性回歸的相關性系數(shù)r沒有顯著性差異,但其與rEI40有顯著性差異；集中性較差的鋒面型夾雷暴雨B型雨中EI10到EI100土壤侵蝕模數(shù)線性回歸的相關性系數(shù)沒有顯著性差異；集中性最差的長歷時鋒面雨C型雨中rEI10到rEI100與土壤侵蝕模數(shù)線性回歸的相關性系數(shù)也沒有顯著性差異。黃土高原土壤侵蝕主要集中在高強度短歷時雷暴雨上,為提高產生侵蝕大的短歷時雷暴雨的預測精度,選取EI10到EI30各EIt都可作為黃土丘陵溝壑區(qū)

5、的降雨侵蝕力指標。研究發(fā)現(xiàn)該區(qū)的EI10到EI30各EIt與相應的PIt線性回歸擬合線在統(tǒng)計學檢驗上表現(xiàn)為過原點的直線,因此,其PIt可以很好的滿足土壤侵蝕模型精度的需求,可以作為該區(qū)降雨侵蝕力的簡易指標。
　　 (2)坡度對土壤侵蝕影響很大,當雨強較大如I30≥0.31mm/min時,坡度與土壤侵蝕模數(shù)表現(xiàn)出較好的冪函數(shù)關系。
　　 坡長對土壤侵蝕影響很大,雨強、坡長對土壤侵蝕影響存在交互作用,坡長與土壤侵蝕的關系很大

6、程度上受雨強效應的影響。不同雨強效應下坡長與土壤侵蝕的關系不同,通過分析發(fā)現(xiàn),當I30≤0.21mm/min時,即小雨強范圍時,隨著坡長從20m到60m的增加,土壤侵蝕模數(shù)隨坡長增加而逐漸減小,此時,土壤侵蝕模數(shù)隨坡長的變化趨勢與徑流模數(shù)隨坡長的變化趨勢相同；當I30>0.21mm/min時,即大雨強范圍時,隨著坡長從20m到60m的增加,土壤侵蝕模數(shù)先增加后趨于穩(wěn)定,此時,土壤侵蝕模數(shù)隨坡長的變化趨勢與徑流平均含沙量隨坡長的變化趨勢相

7、同。坡面土壤侵蝕的臨界坡長非定值,是關于130的函數(shù)。
　　 (3)岔巴溝流域農耕地的植被覆蓋從五月到9月是先增大后減小的,7月底到8月底植被覆蓋最大；植被覆蓋顯著的影響坡面土壤侵蝕,隨著植被覆蓋度的增加土壤侵蝕而減小,在黃土高原增加植被覆蓋可以有效的起到減少水土流失的效果。土壤含水量對坡面土壤侵蝕有顯著性的影響,從前11天到前15天的影響雨量都可以很好的反映土壤含水量。
　　 (4)岔巴溝流域細溝侵蝕對坡面侵蝕貢獻極大

8、,細溝侵蝕的判斷及細溝侵蝕下水沙規(guī)律的研究,對于細溝侵蝕模型的研究奠定基礎。當I30≤0.31mm/min時,坡面土壤以濺蝕片蝕為主,土壤侵蝕存在臨界坡度,臨界坡度小于31°,此時,土壤侵蝕模數(shù)隨坡度的變化趨勢與徑流模數(shù)隨坡度的變化趨勢相同,從9°到31°土壤侵蝕模數(shù)隨坡度增加是先增加后減小。當I30>0.31mm/min時,坡面土壤以細溝侵蝕為主,土壤侵蝕在9°到31°之間不存在臨界坡度,此時,從9°到31°土壤侵蝕模數(shù)隨坡度增加是先