模擬降雨下凍融坡面侵蝕產(chǎn)沙試驗研究.pdf

1、凍融侵蝕是土壤侵蝕的一種重要形式，經(jīng)過凍融作用土壤物理性質(zhì)發(fā)生改變，進而影響土壤可蝕性；在水力侵蝕的復合下，產(chǎn)生水土流失。本研究以凍融坡面為研宄對象，通過室內(nèi)模擬降雨試驗，探究模擬降雨下凍融作用對坡面侵蝕產(chǎn)沙的影響，分析了產(chǎn)流產(chǎn)沙特性、前期含水量對侵蝕過程影響，坡度與糙度對侵蝕調(diào)控機理、徑流能量與侵蝕產(chǎn)沙的關系。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴分析了凍融坡面產(chǎn)流產(chǎn)沙過程。相比于對照坡面，凍融坡面的產(chǎn)流量減小、產(chǎn)沙量增大；兩種坡面累計徑

2、流量與累計產(chǎn)沙量擬合的最優(yōu)方程為冪函數(shù)方程，徑流能量與產(chǎn)沙量呈線性增加趨勢，且對照坡面的徑流能量大于凍融坡面；對照坡面和凍融坡面的濺蝕顆粒和沖刷顆粒的MWD均低于土壤的本底值的MWD，坡面細顆粒優(yōu)先被輸移；累計產(chǎn)流量與累計產(chǎn)沙量之間的回歸系數(shù)α可以更好地評價土壤可蝕性。⑵闡明了不同坡度下凍融坡面糙度變化及其與徑流產(chǎn)沙的響應關系。徑流量在20°與25°坡面表現(xiàn)出顯著性差異，臨界坡度在15°~25°之間；坡面地表糙度變異降幅率為12°>9°

3、>25°>15°>20°；次降雨產(chǎn)流量與坡度、糙度變異變率呈顯著指數(shù)函數(shù)關系，能更好地預測次降雨產(chǎn)流量：產(chǎn)沙量在20°與25°坡面表現(xiàn)出顯著性差異，臨界坡度在15°~20°之間；次降雨產(chǎn)沙量與坡度、糙度變異變率呈極顯著線性關系，能更好地預測次降雨產(chǎn)沙量。⑶闡明了前期含水量下凍融坡面侵蝕過程的演變特征。土壤經(jīng)過凍融作用延長了坡面的產(chǎn)流時間：對照坡面和凍融坡面徑流量與時問的關系均服從對數(shù)函數(shù)，坡面入滲率隨時間呈冪函數(shù)變化；對照坡面和凍融坡面

4、產(chǎn)沙量最少的最優(yōu)前期土壤含水量分別為20.89％和21.77％；前期含水量為10％和30％的徑流均值、總量均表現(xiàn)為對照坡面小于凍融坡面，前期含水量為15％、207％和25％的徑流均值、總量均表現(xiàn)為對照坡面大于凍融坡面；不同前期含水量的坡面泥沙的遞減速率均表現(xiàn)為凍融坡面大于對照坡面，說明凍融作用提前了坡面主要產(chǎn)沙時間。⑷隨著土壤前期含水量的增加，凍融坡面和對照坡面的徑流平均能量呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢；當前期含水量為20％時，其徑流平均能量