南方风化花岗岩坡地产流过程与侵蚀率模拟研究

发布时间：2021-02-16 23:08

　　采用室内人工降雨模拟方法研究了不同坡度（5°,8°,15°,25°）和降雨强度（1.0,1.5,2.0,2.5 mm/min）对南方风化花岗岩坡地土壤侵蚀特征的影响。结果表明,径流量和径流率均随降雨强度的增大而增大,但随坡度的增大而减小。径流入渗率与坡度呈极显著正相关（r=0.660,p<0.01）,而随着降雨时间的延长呈现出3个不同阶段的变化:初始全渗阶段、快速下降阶段和相对稳定阶段。降雨强度对径流量的影响比坡度更明显。平均产沙浓度与坡度呈极显著正相关（r=0.694,p<0.01）,而其与降雨强度之间的关系取决于坡度条件。土壤侵蚀率随降雨延长呈先增后减趋势,整体上与坡度和降雨强度呈正相关（r>0.580,p<0.05）。土壤侵蚀率和径流率在陡坡上呈线性关系（R²>0.861）,在缓坡上呈幂函数关系（R²>0.966）。最后采用修正的典型土壤流失方程模型来预测土壤侵蚀率,发现模拟值的变化趋势与实际测量值接近,表明该修正模型在研究区具有一定的适用性。研究结果可以为风化花岗岩地区的土壤侵蚀率研究提供数据支撑,... 

【文章来源】：水土保持学报. 2020,34(03)北大核心

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

风化花岗岩坡地典型土壤的不同出露层、模拟降雨器装置和径流槽示意

图2 不同坡度和雨强下入渗率随降雨时间的动态变化表1 不同坡度和雨强下的平均径流率 单位:L/min 坡度/(°) 1.0 mm/min 1.5 mm/min 2.0 mm/min 2.5 mm/min 5 1.18±0.26aD 1.74±0.28aC 2.74±0.27aB 3.74±0.37aA 8 0.93±0.24bD 1.64±0.38aC 2.45±0.19bB 3.47±0.34bA 15 0.72±0.10cD 1.10±0.18bC 2.15±0.11cB 3.35±0.23bA 25 0.49±0.21dD 0.89±0.17cC 1.81±0.28dB 3.26±0.38bA 注:表中数据为平均值±标准差。下同。

试验结果(图6)发现,Dr和Rr在陡坡上为线性关系(R2>0.861),在缓坡上呈幂函数关系(R2>0.966)。该结果类似于Cao等[8]的研究,但函数关系从陡坡到缓坡是相反的。一方面,小雨强下的慢径流将形成浅水径流-泥沙混合层,可以在一定程度上有效减轻雨滴的击溅作用;另一方面,在强降雨条件下快速的坡面径流不仅可以运输侵蚀泥沙,而且可以使表层土壤颗粒分离,从而促进水力侵蚀过程。但是,总体而言,随着坡度和雨强的增加,Rr和径流速度增加,最终导致土壤侵蚀增加。除击溅作用导致的土壤颗粒跳跃外,泥沙在土壤侵蚀过程中还可以通过滚动和悬浮方式运输。有许多土壤侵蚀模型可用于探索土壤侵蚀性并预测坡地上的土壤流失,其中最常用的模型之一是Zhang等[12]提出的基于RUSLE模型的修正方程(G模拟),其表达式为:

【参考文献】：
期刊论文
[1]全球视野下崩岗侵蚀地貌及其研究进展[J]. 刘希林.  地理科学进展. 2018(03)
[2]花岗岩风化壳的层次特性对土壤侵蚀及其防治措施的影响[J]. 王学强,蔡强国,和继军,陈雪.  亚热带水土保持. 2008(02)
[3]土壤可蚀性因子K值的初步研究[J]. 吕喜玺,沈荣明.  水土保持学报. 1992(01)



本文编号：3037063