降雨-徑流作用下紅壤坡面侵蝕特征試驗研究.pdf

1、我國南方紅壤區(qū)雨熱豐沛，氣候較好，是很重要的糧食產(chǎn)區(qū)，同時占地面積很大，對農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展起著極其關(guān)鍵的作用。然而隨發(fā)展的經(jīng)濟，紅壤區(qū)的森林植被和地表環(huán)境被過度的人為活動大面積破壞。紅壤區(qū)地形比較復(fù)雜，降雨集中而且強度大，這就造成嚴(yán)重的水土流失，出現(xiàn)紅壤區(qū)土壤薄化和巖石裸露，紅壤區(qū)出現(xiàn)全面的耕地面積減少，嚴(yán)重的耕地質(zhì)量下降和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)全面衰退的情況。所以，我們急迫需要深入了解紅壤區(qū)的土壤侵蝕機理。開展紅壤區(qū)侵蝕機理的研究，能為該區(qū)水土保持事

2、業(yè)的發(fā)展和水土保持工作的安排規(guī)劃提供科學(xué)依據(jù)。
　　把室內(nèi)模擬降雨實驗與室內(nèi)徑流沖刷實驗聯(lián)合起來是本文的主要研究方法，分別對雨滴打擊、徑流沖刷和降雨-徑流組合作用進(jìn)行了研究，通過分析不同的降雨-徑流作用力的組合機制對侵蝕過程和產(chǎn)沙產(chǎn)流的影響，得出了坡面土壤侵蝕的水動力學(xué)機制，闡明了坡面土壤侵蝕過程。主要結(jié)論如下:
　　(1)坡面侵蝕過程受雨滴打擊作用力的影響
　　雨強在模擬降雨條件下受坡面產(chǎn)流產(chǎn)沙速率顯著影響，產(chǎn)流、產(chǎn)

3、沙與雨強呈正相關(guān)關(guān)系。隨降雨時間的階段性變化趨勢是產(chǎn)流、產(chǎn)沙速率和徑流含沙量的一個重要特點。其中累計的徑流量和泥沙量與產(chǎn)流歷時之間呈較好的線性關(guān)系。坡度是坡面侵蝕產(chǎn)沙過程的一個重要因素，徑流含沙量的變化隨之改變。徑流含沙量隨產(chǎn)流歷時的總體趨勢是先增大后減小。累計徑流量與累計泥沙量兩者之間有顯著的冪函數(shù)相關(guān)關(guān)系。
　　(2)坡面侵蝕過程受徑流沖刷的影響
　　在模擬徑流沖刷試驗中，上方來水流量相等時，坡上、坡中、坡下三個階段的流

4、速呈現(xiàn)遞增趨勢，而且，產(chǎn)流產(chǎn)沙速率隨著時間均呈波動性變化。在徑流侵蝕產(chǎn)沙過程中，上方來水流量在地面物質(zhì)補給占主導(dǎo)作用。流量不同，坡面侵蝕產(chǎn)沙變化趨勢也呈現(xiàn)不同。侵蝕泥沙在低流量下(5L/min)變化平緩，在高流量下(7.5L/min)，侵蝕泥沙主要集中在最初5min。可以得出結(jié)論，徑流量與產(chǎn)流歷時呈現(xiàn)顯著的正線性相關(guān)關(guān)系，累計泥沙量與產(chǎn)流歷時、累計徑流量間都呈現(xiàn)冪函數(shù)關(guān)系。
　　(3)坡面侵蝕過程受降雨-徑流共同作用的影響

5、　　產(chǎn)沙速率在降雨和放水沖刷共同作用下，隨著產(chǎn)流時間呈階段性變化趨勢。在不同的流量和坡度條件下，當(dāng)坡度一定時，產(chǎn)沙速率受上方來水量影響較小。坡度和上方來水流量，二者對產(chǎn)流產(chǎn)沙動態(tài)變化曲線影響較小。隨產(chǎn)流時間，產(chǎn)流產(chǎn)沙速率呈減小趨勢，二者相比，產(chǎn)沙比產(chǎn)流速率衰減速度快。產(chǎn)流速率在上方來水流量相同時，受坡度的影響具有明顯差異性。在小流量小坡度的條件下，產(chǎn)流初期含沙量迅速升高，接著隨時間的持續(xù)下降直至穩(wěn)定，而在大流量大坡度的條件下，徑流含沙量