2种扰动土壤工程堆积体坡面泥沙运移特征比对研究
发布时间：2021-06-13 11:29
为探究不同土壤类型对工程堆积体坡面侵蚀泥沙搬运的影响,选取构筑堆积体的2种扰动土壤,设定4个放水梯度（8,12,16,20 L/min）在32°条件下进行野外冲刷试验。结果表明:2种坡面产流产沙率均随冲刷延时呈"多峰多谷"变化;较扰动风沙土堆积体,扰动红壤堆积体产流产沙率均随流量增加上升速率较缓;流量20 L/min时,重力在扰动风沙土堆积体坡面侵蚀中发挥主导作用;各放水梯度下2种堆积体坡面累积产沙量与累积径流量均呈极显著线性关系（P<0.01,R2>0.99）;随流量增大,搬运泥沙颗粒组成均接近原状土,扰动风沙土坡面径流搬运泥沙颗粒以砂粒为主（> 60%）,扰动红壤坡面径流搬运泥沙颗粒各组分比例相对均匀（各组分含量为24%～41%）。该研究结果可为不同土壤类型堆积体坡面水土流失防控措施科学配置提供理论依据。
【文章来源】：水土保持学报. 2020,34(01)北大核心CSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
不同流量下扰动红壤、扰动风沙土坡面产流趋势
对比2种坡面的产沙过程,放水流量从8 L/min增加至12,16,20 L/min,每阶段对应的产沙率与8 L/min相比,红壤平均增加了186.95%,281.58%,439.39%;风沙土平均增加了96.57%,72.30%,509.12%。2种坡面产流率最终稳定值有所不同,扰动风沙土产沙率多集中于2.66～15.16 g/(m2·s),扰动红壤则略显分散,多在4.24～23.30 g/(m2·s)范围内变化。除重力作用明显的20 L/min流量外,2种坡面产沙率的变化趋势均相对稳定。放水流量20 L/min时,扰动风沙土坡面产沙率明显大于扰动红壤,而产流率只是略大于扰动红壤(图2),表明径流在搬运风沙土颗粒时受到的抵抗力小,风沙土抗蚀性差。2.1.3 堆积体坡面水沙关系
对2种坡面的累积产流量与累积产沙量进行拟合(图4、表2),累积产沙量随累积产流量的增加而增加,二者表现为极显著的线性关系(P<0.01,R2>0.99)。综合比较图2～图4可以看出,流量20 L/min时,扰动风沙土的坡面水沙关系差异明显,放水初期风沙土产流产沙率激增,明显大于另外3种流量,也大幅度大于扰动红壤坡面。之前分析了这种原因可能是随着放水流量的增加,风沙土对重力因素的敏感程度强于红壤。20 L/min是否为重力因子起主导作用的临界放水流量还需要后续试验进一步验证。表2 不同流量下累积水沙拟合结果 供试土壤 流量/(L·min-1) 拟合公式 相关系数(R2) 扰动红壤 8 y=0.38x-0.60 1.00** 扰动红壤 12 y=0.44x-1.23 1.00** 扰动红壤 16 y=0.43x-4.71 1.00** 扰动红壤 20 y=0.42x+7.47 1.00** 扰动风沙土 8 y=0.40x+4.00 0.99** 扰动风沙土 12 y=0.38x-1.80 1.00** 扰动风沙土 16 y=0.43x-3.27 1.00** 扰动风沙土 20 y=0.48x+12.71 1.00** 注:y为累积产沙量(kg);x为累积产流量(L);**表示0.01水平显著相关。
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同降雨强度对紫色土坡面侵蚀过程的影响[J]. 孙丽丽,査轩,黄少燕,李守中,陈世发,白永会,张婧,翟少华,常松涛. 水土保持学报. 2018(05)
[2]黄壤坡面土壤分离速率研究[J]. 王凯,王玉杰,王彬,张守红,王云琦,王晨沣. 长江流域资源与环境. 2018(09)
[3]南方典型土壤水力特征差异性分析[J]. 胡传旺,王辉,刘常,袁红,李裕元. 水土保持学报. 2017(02)
[4]两种工程堆积体边坡模拟径流侵蚀对比研究[J]. 丁文斌,李叶鑫,史东梅,蒋光毅,汪三树,蒋平. 土壤学报. 2017(03)
[5]雨强对工程堆积体侵蚀规律和细沟发育的影响[J]. 戎玉博,骆汉,谢永生,王爱娟. 泥沙研究. 2016(06)
[6]不同土质工程堆积体径流产沙差异[J]. 李建明,牛俊,王文龙,张平仓,程冬兵,王一峰,张冠华,郭明明. 农业工程学报. 2016(14)
[7]泥沙级配对浑水灌溉下土壤水分增长过程的影响分析[J]. 卞艳丽,曹惠提,张会敏,王军涛. 节水灌溉. 2016(07)
[8]生产建设项目表土保护与利用[J]. 张振超,张琳琳,王冬梅,马斌. 中国水土保持科学. 2015(01)
[9]模拟径流条件下工程堆积体陡坡土壤侵蚀过程[J]. 张乐涛,高照良,李永红,田红卫. 农业工程学报. 2013(08)
[10]生产建设项目弃土堆置体下垫面仿真模拟标准化参数[J]. 赵暄,谢永生,景民晓,杨亚利,李文华. 水土保持学报. 2012(05)
博士论文
[1]陡坡地水蚀过程与泥沙搬运机制[D]. 王玲.中国科学院教育部水土保持与生态环境研究中心 2016
[2]典型黑土区坡面土壤侵蚀影响因素与动力学机理研究[D]. 李桂芳.中国科学院研究生院(教育部水土保持与生态环境研究中心) 2016
硕士论文
[1]不同工程堆积体坡面水蚀过程及泥沙颗粒搬运机制研究[D]. 杨帅.中国科学院大学(中国科学院教育部水土保持与生态环境研究中心) 2018
[2]土壤根系含量对风蚀影响的风洞模拟研究[D]. 李超.陕西师范大学 2016
[3]降雨驱动下侵蚀泥沙颗粒分选特征及搬运机制[D]. 王剑.华中农业大学 2015
[4]坡面侵蚀过程中泥沙颗粒特性研究[D]. 吴凤至.华中农业大学 2012
[5]采矿塌陷条件下包气带土壤水分布与动态变化特征研究[D]. 赵红梅.中国地质科学院 2006
本文编号：3227407
【文章来源】：水土保持学报. 2020,34(01)北大核心CSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
不同流量下扰动红壤、扰动风沙土坡面产流趋势
对比2种坡面的产沙过程,放水流量从8 L/min增加至12,16,20 L/min,每阶段对应的产沙率与8 L/min相比,红壤平均增加了186.95%,281.58%,439.39%;风沙土平均增加了96.57%,72.30%,509.12%。2种坡面产流率最终稳定值有所不同,扰动风沙土产沙率多集中于2.66～15.16 g/(m2·s),扰动红壤则略显分散,多在4.24～23.30 g/(m2·s)范围内变化。除重力作用明显的20 L/min流量外,2种坡面产沙率的变化趋势均相对稳定。放水流量20 L/min时,扰动风沙土坡面产沙率明显大于扰动红壤,而产流率只是略大于扰动红壤(图2),表明径流在搬运风沙土颗粒时受到的抵抗力小,风沙土抗蚀性差。2.1.3 堆积体坡面水沙关系
对2种坡面的累积产流量与累积产沙量进行拟合(图4、表2),累积产沙量随累积产流量的增加而增加,二者表现为极显著的线性关系(P<0.01,R2>0.99)。综合比较图2～图4可以看出,流量20 L/min时,扰动风沙土的坡面水沙关系差异明显,放水初期风沙土产流产沙率激增,明显大于另外3种流量,也大幅度大于扰动红壤坡面。之前分析了这种原因可能是随着放水流量的增加,风沙土对重力因素的敏感程度强于红壤。20 L/min是否为重力因子起主导作用的临界放水流量还需要后续试验进一步验证。表2 不同流量下累积水沙拟合结果 供试土壤 流量/(L·min-1) 拟合公式 相关系数(R2) 扰动红壤 8 y=0.38x-0.60 1.00** 扰动红壤 12 y=0.44x-1.23 1.00** 扰动红壤 16 y=0.43x-4.71 1.00** 扰动红壤 20 y=0.42x+7.47 1.00** 扰动风沙土 8 y=0.40x+4.00 0.99** 扰动风沙土 12 y=0.38x-1.80 1.00** 扰动风沙土 16 y=0.43x-3.27 1.00** 扰动风沙土 20 y=0.48x+12.71 1.00** 注:y为累积产沙量(kg);x为累积产流量(L);**表示0.01水平显著相关。
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同降雨强度对紫色土坡面侵蚀过程的影响[J]. 孙丽丽,査轩,黄少燕,李守中,陈世发,白永会,张婧,翟少华,常松涛. 水土保持学报. 2018(05)
[2]黄壤坡面土壤分离速率研究[J]. 王凯,王玉杰,王彬,张守红,王云琦,王晨沣. 长江流域资源与环境. 2018(09)
[3]南方典型土壤水力特征差异性分析[J]. 胡传旺,王辉,刘常,袁红,李裕元. 水土保持学报. 2017(02)
[4]两种工程堆积体边坡模拟径流侵蚀对比研究[J]. 丁文斌,李叶鑫,史东梅,蒋光毅,汪三树,蒋平. 土壤学报. 2017(03)
[5]雨强对工程堆积体侵蚀规律和细沟发育的影响[J]. 戎玉博,骆汉,谢永生,王爱娟. 泥沙研究. 2016(06)
[6]不同土质工程堆积体径流产沙差异[J]. 李建明,牛俊,王文龙,张平仓,程冬兵,王一峰,张冠华,郭明明. 农业工程学报. 2016(14)
[7]泥沙级配对浑水灌溉下土壤水分增长过程的影响分析[J]. 卞艳丽,曹惠提,张会敏,王军涛. 节水灌溉. 2016(07)
[8]生产建设项目表土保护与利用[J]. 张振超,张琳琳,王冬梅,马斌. 中国水土保持科学. 2015(01)
[9]模拟径流条件下工程堆积体陡坡土壤侵蚀过程[J]. 张乐涛,高照良,李永红,田红卫. 农业工程学报. 2013(08)
[10]生产建设项目弃土堆置体下垫面仿真模拟标准化参数[J]. 赵暄,谢永生,景民晓,杨亚利,李文华. 水土保持学报. 2012(05)
博士论文
[1]陡坡地水蚀过程与泥沙搬运机制[D]. 王玲.中国科学院教育部水土保持与生态环境研究中心 2016
[2]典型黑土区坡面土壤侵蚀影响因素与动力学机理研究[D]. 李桂芳.中国科学院研究生院(教育部水土保持与生态环境研究中心) 2016
硕士论文
[1]不同工程堆积体坡面水蚀过程及泥沙颗粒搬运机制研究[D]. 杨帅.中国科学院大学(中国科学院教育部水土保持与生态环境研究中心) 2018
[2]土壤根系含量对风蚀影响的风洞模拟研究[D]. 李超.陕西师范大学 2016
[3]降雨驱动下侵蚀泥沙颗粒分选特征及搬运机制[D]. 王剑.华中农业大学 2015
[4]坡面侵蚀过程中泥沙颗粒特性研究[D]. 吴凤至.华中农业大学 2012
[5]采矿塌陷条件下包气带土壤水分布与动态变化特征研究[D]. 赵红梅.中国地质科学院 2006
本文编号：3227407
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