黄土高塬沟壑区沟头溯源侵蚀过程模拟试验

发布时间：2021-03-24 01:22

　　高塬沟壑区塬面地势平坦、宽阔，是黄土高原粮食、经济作物主要产地，该区植被稀少，沟壑纵横，地表破碎，长期以来水土流失严重，表现为沟头溯源侵蚀较为发育。沟壑扩展过程中不断切割、蚕食塬面，导致塬面面积不断萎缩，塬面的萎缩直接威胁该地区经济社会的可持续发展。沟头是沟道的重要组成部分，也是塬面汇水的主要聚集地，集中水流的剧烈冲刷侵蚀导致沟头迅速加长加宽，伴随沟头坍塌等重力侵蚀，是沟道发育的直接诱因，被称为溯源侵蚀，俗称沟头前进。目前，黄土高塬沟壑区沟头溯源侵蚀的研究实验资料匮乏，多以调查研究为主，资料也较少，几乎没有专门的定位监测试验，难以对沟头演变定量化的认识。因此，本研究以黄土高塬沟壑区沟头溯源侵蚀为对象，采用野外放水冲刷模拟试验，研究沟壑区沟头产沙规律和演变过程，阐明溯源侵蚀产沙、侵蚀速率随坡度、放水流量的变化关系，探讨沟头溯源侵蚀重力侵蚀过程，分析沟头溯源侵蚀的特征，为高塬沟壑区溯源侵蚀沟头防护提供科学依据与技术支撑。得出主要结论如下：（1）由于连续放水影响，径流含沙量随放水流量增大、放水时间延长而逐渐减小。沟道发育初期，3°与5°小区放水前期含沙量波动明显，而8°与12°小区由于沟道形... 

【文章来源】：西北农林科技大学陕西省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

黄土高塬沟壑区分布图（高健翎2010）

20 世纪 50 年代开始水土保持相关工作，流域内水利设施齐备，取水便利，适合进拟试验。2.2.2 试验小区布设与放水流量确定就董志塬而言，据车小力（2012）前期调差显示，沟头尺寸为宽 7-50m，平均为 12.67m，深度范围为 3-37m，主要集中在 8-20m 之间，平均深度 11m，沟头壁坡为 80°-90°。由于试验条件限制，本试验在南小河沟两块高差 4m 左右的水平梯荒地上进行。在上位水平梯田布设四个小区，小区长 10m，宽 1.5m，坡度分别为 3°8°、12°四个坡度，模拟塬面。小区下垫面为自然下垫面，其中 3°小区植被比 5°和 12°少，除去小区内和周围地上植被，用锹修整小区地形，使小区横断面成微小（坡度<1°），便于汇集水流。小区两侧用地板砖围砌。小区下部为一自然陡坡，方水平梯田相连，坡度在 80°- 90°,陡坡基部开凿一条排水沟，试验设计见图 2-水泵与流量计装置

e.210L/min图 3-1 3°小区含沙量随放Fig 3-1 The runoff sediment concentration va放水流量为 130、150、170、190、210 L·min-125.61～171.08、15.93～123.98、8.72～119.19、1462.15、49.03、51.74、36.69 g·L-1。在小区放水初平缓，径流剪切力较小，仅带走坡面少量细屑颗方向发生改变，在重力作用下沿着陡坡面下流，增大，径流流速流路不固定，在陡坡面微地形影下俯冲，增大了径流对壁面的冲刷力，使径流含130L·min-1前 30min 径流含沙量波动性最大。随着径流渐渐紧贴壁面，陡壁流路逐渐固定，径流对易被冲刷的土壤颗粒逐渐减少，从而使径流含沙和冲刷下，沟缘线部分土壤被切割随流飘走，带接受径流冲刷，由于没有结皮保护，抗蚀性较差


本文编号：3096779