坡溝系統(tǒng)不同發(fā)育階段侵蝕分布及水沙輸移規(guī)律試驗(yàn)研究.pdf

1、土壤侵蝕已經(jīng)成為威脅現(xiàn)代社會(huì)和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的全球性環(huán)境問(wèn)題，以小流域?yàn)閱卧獙?shí)施水土流失綜合治理是我國(guó)水土保持工作的成功經(jīng)驗(yàn)。坡溝系統(tǒng)作為溝道小流域沿水流匯流方向自坡面至溝底之間的溝間地與溝谷地連續(xù)分布組成的基本結(jié)構(gòu)體，既是開(kāi)展土壤侵蝕規(guī)律研究的基本單元，也是溝道小流域水土流失治理的基本單元，對(duì)其侵蝕現(xiàn)象與規(guī)律的探究可以為坡溝水土保持措施優(yōu)化配置提供科學(xué)依據(jù)，對(duì)于恢復(fù)和重建生態(tài)環(huán)境具有重要意義。本文利用黃河水利科學(xué)研究院模型黃河基地黃土

2、高原模型試驗(yàn)大廳的全自動(dòng)控制人工降雨系統(tǒng)及坡溝系統(tǒng)概化模型和Faro Focus3D三維激光掃描儀，在66mm/h、85mm/h和120mm/h三種降雨強(qiáng)度條件下開(kāi)展坡溝系統(tǒng)不同發(fā)育階段的侵蝕分布及水沙輸移規(guī)律試驗(yàn)研究。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴在歷時(shí)100min的降雨過(guò)程中，前30min降雨時(shí)段內(nèi)產(chǎn)沙過(guò)程呈明顯的增加趨勢(shì)，30~60 min降雨時(shí)段內(nèi)產(chǎn)沙過(guò)程相對(duì)處于波動(dòng)穩(wěn)定狀態(tài)，60min之后侵蝕過(guò)程又進(jìn)入一個(gè)新的波動(dòng)增加階段

3、。⑵隨降雨的進(jìn)行，坡溝系統(tǒng)各斷面的徑流含沙量也呈波動(dòng)增加趨勢(shì)，尤其以溝坡部分和坡面下部為最明顯。實(shí)驗(yàn)表明，隨降雨歷時(shí)的延長(zhǎng)，66mm/h降雨，隨降雨歷時(shí)延長(zhǎng)，坡溝系統(tǒng)發(fā)育至坡面底部5斷面，85 mm/h和120 mm/h降雨，坡溝系統(tǒng)坡溝過(guò)渡地帶的侵蝕溝均溯源侵蝕發(fā)展至坡面中部3、4斷面，斷面3-4部位的含沙量數(shù)據(jù)點(diǎn)隨著降雨階段的增加而波動(dòng)抬高，尤其是120mm/h降雨條件下，這種現(xiàn)象更加明顯，坡溝系統(tǒng)徑流含沙量的時(shí)空分布特征是其侵蝕發(fā)

4、育過(guò)程的直接反應(yīng)，可見(jiàn)，85mm/h和120mm/h降雨對(duì)坡溝系統(tǒng)地表形態(tài)損壞更嚴(yán)重，坡溝系統(tǒng)溝坡中部和坡溝系統(tǒng)過(guò)渡區(qū)域?yàn)榍治g易發(fā)區(qū)域。⑶利用試驗(yàn)條件下坡溝系統(tǒng)徑流產(chǎn)沙觀測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)3種雨強(qiáng)下坡溝系統(tǒng)含沙量(Sp-g)、坡面徑流含沙量(Sp)和溝坡徑流含沙量(Sg)在6個(gè)降雨時(shí)段的分析表明：隨降雨歷時(shí)的延長(zhǎng)(降雨時(shí)段的延續(xù))，徑流含沙量總體呈增加趨勢(shì)，尤其是85mm/h和120mm/h降雨更加明顯；在85 mm/h和120 mm/h雨強(qiáng)條