摘要：为探明不同植被格局对工程堆积体陡坡坡面土壤侵蚀的影响,采用10,20,30 L/min 3种放水流量,对黄土区不同格局(裸坡、坡顶、坡中、坡底、条带)下的高陡边坡(32°,20 m×1 m)进行模拟放水试验,选取径流率、产沙率、减流效益、减沙效益等因子对堆积体坡面植被的控蚀效果进行分析。结果表明:3种放水流量下,条带、坡顶、坡中、坡底的平均径流率较裸坡分别减小57.33%,61.17%,41.62%,24.78%,平均产沙率较裸坡分别减小74.99%,61.10%,55.01%,46.43%,且径流率与产沙率的线性关系(R^(2)=0.57~0.80,p<0.01)整体上弱于裸坡(R^(2)=0.71,p<0.01)。不同植被格局中,条带及坡顶格局的减流效益分别是65.97%,60.52%,减沙效益分别为71.44%,57.22%,二者的控蚀效果远高于其他格局。产沙率与径流功率的线性相关性(R^(2)=0.61~0.83,p<0.01)高于径流剪切力(R^(2)=0.29~0.76,p<0.01),径流功率能更好地反映堆积体坡面土壤侵蚀机制。

摘要：为揭示工程堆积体陡坡坡面在径流驱动下侵蚀泥沙颗粒分选特征及搬运机制,设计了3种上方来水流量(10,20,30 L/min)下的野外模拟径流冲刷试验,对杨凌弃土工程堆积体陡坡坡面(32°)侵蚀泥沙的颗粒分布特征进行分析。结果表明:侵蚀泥沙(分散前)中黏粒、细粉粒较原始土壤明显增加,易产生侵蚀;径流对团粒破碎作用影响侵蚀泥沙黏粒含量,当径流功率3.89 N/(m·s)时则呈正相关;侵蚀泥沙中细粉粒、粗粉粒主要以单粒的形式搬运,而黏粒以及砂粒多以团粒的形式搬运;侵蚀泥沙中黏粒表现为富集,砂粒表现为贫化;泥沙颗粒粒径决定其主要搬运形式,0.11 mm的泥沙颗粒以滚动搬运为主;滚动搬运的贡献率随径流搬运能力的增强呈先增大后减小。研究结果将有助于揭示工程堆积体坡面水蚀过程机理,为提高工程堆积体陡坡坡面水蚀模型预测精度提供科学依据。

摘要：为了探讨汇流强度、坡度和侵蚀泥沙颗粒分形对堆积体坡面土壤侵蚀的影响,选用3种土壤(风沙土、红土、塿土),4个汇流强度(8,12,16,20 L/min),在3个坡度(28°,32°,36°)堆积体坡面上进行野外径流冲刷模拟试验。结果表明:(1)汇流强度和坡度的交互作用对坡面平均流速的影响最大。3种土壤坡面流流速均随汇流强度的增加递增1.00~1.49倍,均随坡度增加递增0.99~1.29倍。(2)汇流强度、坡度、土壤颗粒分形维数三者之间的交互作用对坡面平均产流率影响最大,而汇流强度对径流量影响最大。3种土壤下垫面坡面产流率、径流量均随汇流强度的增加而增加,分别递增1.09~6.10,1.05~5.74倍,均随坡度增加而增加,分别递增0.80~2.59,0.82~2.59倍。(3)汇流强度和坡度的交互作用对产沙率和产沙量影响最大。3种土壤坡面产沙率、产沙量均随汇流强度的增加而增加,分别递增1.17~5.67,1.17~5.20倍,均随坡度增加而增加,分别递增0.96~3.32,0.94~7.54倍。研究结果可为不同土质的工程堆积体坡面土壤侵蚀预测及流失防控提供理论参考。

摘要：通过开展野外模拟径流冲刷试验,研究变坡长条件下工程堆积体平台汇水对坡面细沟动态发育的影响。以中国科学院水利部水土保持研究所杨凌水土保持野外科学试验站仿真堆积体陡坡为对象,设计3个坡度(24°,28°,32°),4个坡长(8,12,16,20 m)及4个流量(12,18,24,30 L/min),分析变坡长条件下工程堆积体坡面细沟动态发育过程。结果表明:(1)沟宽和沟深均随冲刷历时(30 min)延长呈增大趋势,且呈对数函数关系,其中沟宽在0～9 min发育迅速,占最终沟宽的64%～88%;沟深在0～15 min发育较快,占最终沟深的68%～84%。(2)细沟宽深比呈先增加后减缓趋势,并最终稳定在1.54～2.56,细沟断面呈V形。(3)平台—陡坡过渡区和坡上部位泥沙贡献率高达60.36%,为土壤侵蚀易发区。(4)坡长变化对沟宽和沟深有显著影响且规律明显,对细沟宽深比产生影响但无明显规律,对断面泥沙贡献率影响较小。研究结果可为工程堆积体坡面产沙规律揭示及水土流失防控措施配置提供参考。