坡面降雨侵蚀和径流侵蚀研究_郑粉莉
不同近地表水文条件下紫色土坡面土壤侵蚀过程研究
不同近地表水文条件下紫色土坡面土壤侵蚀过程研究王志刚;郑粉莉;李靖【期刊名称】《水土保持通报》【年(卷),期】2007(27)6【摘要】采用模拟降雨试验,研究了自由下渗(free drainage)、土壤水分饱和(saturation)、壤中流(seepage) 3种近地面水文条件下紫色土坡面土壤侵蚀过程。
结果表明,近地表水文条件会对紫色土坡面侵蚀过程产生重要影响。
在地面坡度5°～15°条件下,当地表水文条件由自由下渗演变为土壤水分饱和时,坡面侵蚀量由1.31～2.02 g/(min·m^2)增加到1.83～5.50 g/(min·m^2);当地表水文条件由土壤水分饱和变为壤中流时,坡面侵蚀量达到4.40～16.41 g/(min·m^2)。
土壤水分饱和条件下坡面侵蚀量是自由下渗的1.40～2.73倍;壤中流条件下坡面侵蚀量是自由下渗时的3.36～8.12倍,是土壤水分饱和时的2.40～2.98倍。
同时,坡面坡度对紫色土坡面侵蚀过程有重要的影响。
【总页数】4页(P9-11)【关键词】紫色土;近地表水文条件;壤中流;土壤水分饱和;土壤侵蚀【作者】王志刚;郑粉莉;李靖【作者单位】西北农林科技大学资源环境学院【正文语种】中文【中图分类】S157.1【相关文献】1.不同降雨条件下紫色土横垄坡面地表微地形变化特征 [J], 罗键;尹忠;郑子成;何淑勤;李廷轩2.土石混合紫色土坡面水文过程的实验研究 [J], 韩珍;王小燕;李馨欣3.不同近地表土壤水文条件下雨滴打击对黑土坡面养分流失的影响 [J], 安娟;郑粉莉;李桂芳;王彬4.不同降雨条件下垄作坡面地表微地形及土壤侵蚀变化特征 [J], 林艺;秦凤;郑子成;张林;刘麟翔;徐巍;吴春柳;李廷轩5.近地表土壤水分条件对坡面土壤侵蚀过程的影响 [J], 张玉斌;郑粉莉因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
雨型对东北黑土区坡耕地土壤侵蚀影响的试验研究
收稿日期：2011-10-26基金项目：国家基础研究发展计划项目课题（2007CB407201）作者简介：温磊磊（1985-），男，河北邢台人，博士生，主要从事土壤侵蚀环境效应评价研究。
E-mail ：wenleilei777@ 通讯作者：郑粉莉（1960-），女，陕西蓝田人，研究员，博士生导师，主要从事土壤侵蚀过程、预报和侵蚀环境效应评价研究。
E-mail ：flzh@ 水利学报SHUILI XUEBAO 2012年9月第43卷第9期文章编号：0559-9350（2012）09-1084-08雨型对东北黑土区坡耕地土壤侵蚀影响的试验研究温磊磊1，郑粉莉1，2，杨青森1，沈海鸥1（1.西北农林科技大学资源环境学院，陕西杨凌712100；2.中国科学院水利部水土保持研究所黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室，陕西杨凌712100）摘要：降雨雨型对土壤侵蚀过程有重要的影响，也是当前土壤侵蚀研究的热点之一。
通过野外原位人工模拟降雨试验，设计了次降雨中平均降雨强度、总降雨量相同的4种不同降雨雨型（均匀型：降雨强度为60mm/h ；峰值型：降雨强度分布为30-90-60mm/h ；延迟型：降雨强度分布为60-30-90mm/h ；减弱型：降雨强度分布为90-60-30mm/h ），研究降雨雨型变化对东北黑土区坡耕地土壤侵蚀的影响。
结果表明：各雨型条件下休闲坡耕地径流总量的大小顺序为延迟型＞减弱性＞均匀型＞峰值型，而土壤侵蚀总量的大小顺序为减弱型＞均匀型＞延迟型＞峰值型。
延迟型雨型的坡面径流总量是其它雨型的1.02~1.45倍，减弱型降雨的侵蚀总量分别是均匀型、延迟型和峰值型的1.03、1.36和2.68倍。
同一雨强在不同降雨雨型中出现的位置不同，其产生的坡面径流量和侵蚀量对坡面总径流量、总侵蚀量的贡献率也不同，分布在降雨雨型起始位置的雨强对坡面径流量的贡献率最小；除30mm/h 降雨强度外，分布在降雨雨型起始位置的雨强对坡面侵蚀的贡献率最大。
地形对黑土区典型坡面侵蚀-沉积空间分布特征的影响
地形对黑土区典型坡面侵蚀-沉积空间分布特征的影响杨维鸽;郑粉莉;王占礼;韩勇【摘要】研究地形对黑土区坡面侵蚀-沉积空间分布特征的影响可以为水土保持措施配置提供科学依据.以典型黑土区——黑龙江省宾县东山沟小流域为研究区域,在流域上游、中游和下游各选取2个典型坡面,坡面种植作物均为玉米.典型坡面坡顶、坡上、坡中、坡下和坡脚的平均坡度分别为3.1°,3.0°,4.0°,2.8°,1.2°.利用137Cs示踪技术,分析了坡度、坡长和坡形对坡面侵蚀—沉积空间分布特征的影响.结果表明:研究流域农耕地坡面以侵蚀为主,平均侵蚀速率为448 t km-2 a-1;坡面不同部位土壤侵蚀—沉积分布特征差异明显,坡顶、坡上、坡中和坡下主要表现为侵蚀,平均侵蚀速率分别为819、376、1000和634 t km-2 a-1,而坡脚表现为明显的沉积,平均沉积速率为-1382 t km-2 a-1.不同坡形坡面侵蚀-沉积分布存在差异,凸形坡坡面表现为先侵蚀后沉积的分布特征,而复合坡坡面呈现出侵蚀-沉积交错分布特征;坡面土壤侵蚀速率与坡度和坡长均呈极显著的幂函数关系,而坡度对黑土区坡面侵蚀的影响明显大于坡长,反映了即使在长坡缓地形的黑土区坡度对侵蚀的影响仍然有重要作用.因此,在黑土区配置合理的水土保持措施时,应尽量削弱坡度对坡耕地土壤侵蚀的影响.【期刊名称】《土壤学报》【年(卷),期】2016(053)003【总页数】10页(P572-581)【关键词】土壤侵蚀速率;坡度;坡长;坡形;典型黑土区【作者】杨维鸽;郑粉莉;王占礼;韩勇【作者单位】中国科学院水利部水土保持研究所,黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室,陕西杨凌712100;中国科学院大学,北京100049;中国科学院水利部水土保持研究所,黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室,陕西杨凌712100;西北农林科技大学水土保持研究所,陕西杨凌712100;中国科学院水利部水土保持研究所,黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室,陕西杨凌712100;西北农林科技大学水土保持研究所,陕西杨凌712100;中国科学院水利部水土保持研究所,黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室,陕西杨凌712100;中国科学院大学,北京100049【正文语种】中文【中图分类】S157东北黑土区是我国主要的产粮区之一［1］，对我国粮食安全起着重要作用。
细沟与细沟间侵蚀的发生形态研究进展
·33·细沟侵蚀通常被认为是水力侵蚀产沙中最重要的过程，是模型预报侵蚀产沙过程的核心。
细沟侵蚀的发生和发育会造成坡面大量表层土壤和养分流失，对坡面地形地貌的形成和发育也具有重要影响。
细沟发育的侵蚀形态是水流水力学特性与坡面土壤相互作用的结果，而细沟与细沟间侵蚀的发生形态是认识细沟侵蚀机理的前提，细沟与细沟间侵蚀的发生和演变与土壤的抗侵蚀性、降雨强度、径流侵蚀力及坡面微地形等密切相关。
因此，开展细沟与细沟间侵蚀的发生形态的研究对于细沟侵蚀过程研究具有重要意义。
1.细沟与细沟间侵蚀的发育过程细沟侵蚀是指由于降雨径流作用，在坡面上产生的一种长度数米至数十米，宽度和深度不定的小沟槽地形，并能被当年正常的耕作活动填平，其横剖面呈“V 形”或者“箱形”。
明确细沟长度、宽度和深度是研究细沟与细沟间侵蚀发育过程的前提，但是关于细沟宽度和深度的界定还存在较大的争议。
朱显谟先生对黄土区土壤侵蚀进行详细分类，认为细沟侵蚀宽度多小于10-15cm，深度以10-15cm 为主；刘秉正和吴发启则认为细沟侵蚀的宽度和深度均为1-10cm;郑粉莉通过大量统计发现细沟侵蚀宽度多小于30cm，最大不超过50cm，深度多小于20cm，最深不超过30cm；罗来兴研究发现细沟侵蚀的宽度和深度在1-50cm 之间变化。
对于细沟侵蚀的发育过程，多数研究认为细沟侵蚀起源于降雨过程中形成的小坎，也有研究认为来自于浅层洞穴的崩塌。
Gómez J A and Nearing M A 将细沟侵蚀过程定义为在降雨过程中能够观测到径流汇集的区域，且坡面上有明显的小切口。
王贵平认为细沟侵蚀过程首先是细沟的下切，然后是细沟内的局部强度侵蚀，最后为细沟壁崩塌和横向迁移，形成稳定的细沟和细沟间侵蚀。
Bie C A J M 将细沟发育过程分为5个阶段，依次是溅蚀土块过程，坡面漫流过程，表层纹沟过程，小细沟形成过程和土壤沉积过程，其中，小细沟形成过程作为区域微沟道网的一部分，影响后期细沟与细沟间侵蚀网的发生和发展。
坡面降雨侵蚀和径流侵蚀研究_郑粉莉
水土保持通报 Bullet in of So il and W ater Co nser vat ion
Vo l. 18 N o. 6 D ec. , 1998
研 究
坡面降雨侵蚀和径流侵蚀研究*
简
报
郑粉莉
中国科学院 ( 水 利 部水土保持研究所·陕西杨陵·712100)
试验设计共有 10 组, 由试验土槽的 3 种降雨强度、两种坡度和不同供水强度组成( 表 1) 。 试验所用的人工降雨设备为摆动下喷式人工降雨设备[ 9] , 在 2 个土槽上方分别安装 2 组降雨 装置, 这 2 组降雨装置的降雨强度可分别控制, 降雨强度可从 25 mm / h 调节到 200 m m/ h。试 验土槽的降雨高度为 2. 8m , 供水土槽的降雨高度为 2. 4m 。在降雨过程水压保持在 41. 4 kPa。 试验用土为印第安纳州的粉沙质土壤, 其中沙质占 15% , 粉沙质占 70% , 粘粒占 15% 。填土时 不过筛、不研磨, 保持土的自然结构状态, 对大土块用手按自然节理分成 3～4 cm 的小土块, 2 个土槽所填土层密度一致, 填土深度为 25 cm。试验时的土壤含水量保持为田间持水量。 1. 2 径流泥沙样的采集
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表 2 每次试验的产沙量
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黄土坡面细沟侵蚀试验研究及土壤抗冲性评价
黄土坡面细沟侵蚀试验研究及土壤抗冲性评价
雷俊山;杨勤科;郑粉莉
【期刊名称】《水土保持通报》
【年(卷),期】2004(24)2
【摘要】通过室内放水冲刷试验,分析了坡面侵蚀过程中跌坑产生与发育的机理,阐明了朔源侵蚀、边壁崩塌和细沟下切侵蚀之间的相互关系。
研究了各放水流量下坡面产沙及细沟径流的变化规律,建立了坡面产沙量与细沟面积比例和流量关系。
本文通过对冲刷过程中各侵蚀营力的分析,得到了径流剪切作用产沙方程。
研究表明,径流剪切产沙率和单位面积径流剪切力呈显著的正相关关系,土壤颗粒被分离的临界剪切力为0.258N/m2。
【总页数】4页(P1-4)
【关键词】朔源侵蚀;径流剪切;土壤抗冲性;细沟侵蚀
【作者】雷俊山;杨勤科;郑粉莉
【作者单位】中国科学院水利部水土保持研究所
【正文语种】中文
【中图分类】S157.1
【相关文献】
1.黄土坡面细沟侵蚀能力的水动力学试验研究 [J], 张科利;唐克丽
2.黄土坡面细沟流土壤侵蚀机理研究 [J], 马小玲;张宽地;董旭;杨明义;杨帆
3.急陡黄土坡面细沟侵蚀的水动力学特性试验研究 [J], 杨茹珍;张风宝;杨明义;张
加琼
4.晋西黄土丘陵沟壑区坡面土壤侵蚀及预报研究——第二部分细沟侵蚀 [J], 王贵平;曾伯庆;蔡强国;陆兆熊(S.Luk)
5.黄土坡面细沟发育及细沟与细沟间侵蚀比率研究 [J], 刘淼;杨明义;张风宝
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1960-2014年松花江流域降雨侵蚀力时空变化研究
自然资源学报,2017,32(2):278-291 Journal of Natural Resources DOI:10.11849/zrzyxb.201602441960—2014年松花江流域降雨侵蚀力时空变化研究钟科元1，郑粉莉1,2*（1.西北农林科技大学水土保持研究所黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室，陕西杨凌712100；2.中国科学院水利部水土保持研究所，陕西杨凌712100）摘要：基于松花江流域及其邻近61个气象站1960—2014年逐日降雨数据，采用Mann-Kendall非参数趋势检验、小波周期分析和地统计插值方法，分析流域内不同地形区和子流域年降雨侵蚀力时空分异特征及其影响因素。
结果表明：1）松花江流域多年平均降雨侵蚀力为1717.6MJ·mm·hm-2·h-1·a-1，呈波动变化趋势，存在以15.2a为主周期和4.7a为小周期的周期性变化特征，且在1982和1998年发生显著突变；2）松花江流域降雨侵蚀力空间分布特征与降雨量分布特征基本一致，自东南向西北递减，与东南季风的影响区域相吻合；流域年降雨侵蚀力变化趋势呈现明显的区域分异，在流域西北地区年降雨侵蚀力呈增加趋势，而在中部平原区的东北部和西南部呈现下降趋势；3）年降雨侵蚀力随地形的变化表现为东部丘陵山地区>中部平原区>西部山地区。
在东部丘陵山地区年降雨侵蚀力与经度、纬度显著相关（P<0.01），而在中部平原区和西部山地区降雨侵蚀力与海拔、经度和纬度关系不甚明显；4）流域内各子流域年降雨侵蚀力存在明显分异，年降雨侵蚀力在各子流域的变化趋势表现为从第二松花江流域到流域中游再到嫩江流域呈依次降低趋势，其分布特征与降雨量的分布一致，各子流域年降雨侵蚀力均呈不显著的降低趋势。
关键词：降雨侵蚀力；土壤侵蚀；松花江流域中图分类号：S157.1文献标志码：A文章编号：1000-3037(2017)02-0278-14降雨侵蚀力是指降雨引起土壤侵蚀的潜在能力，能够全面表征降雨量、降雨强度、降雨历时和降雨动能等对土壤侵蚀的综合影响。
水文条件对紫色土坡面土壤侵蚀及养分流失的影响
ｐ ｏｐ ｏ ｕ ｏ ｓ ｓａ ｕ ｐ ｅ ｓ ｉ ｈ ｌ ｌｐ ｙ ｕ ｉ ｇ ｏ ａｎ ａｌｓｍｕ ａｏ ．Ｅｘ ｅｉ ｎ ａ ｒａｍｅ ｔ ｎ ｌ ｄ ｄ ｔ ｈ ｓ ｈ ｒ ｓｌｓ ｅ ｔｐ ｒ ｌ ｏｌ ｉ ｓｏ ｅ ｂ ｓｎ ｆｒ ｉｆ ｉ ｌｔｒ ｌ ｌ ｐ ｒｍｅ ｔｌｔｅ ｔ ｎｓ ｉ ｃｕ ｅ ｗｏ
Ｅｆｅ ｔ ｆｈ ｄ ｏ ｏ ｉａ ｏ ｄ ｔｏ ｓ ｏ ｏ ｌｅ ｏ ｉ ｎ ａ ｄ ｎｕ ｒ ｅ ｆ ｃ ｓ ｏ ｙ ｒ ｌ ｇ ｃ ｌｃ ｎ ｉｉ ｎ ｎ ｓ ｉ ｒ ｓｏ ｎ ｔ ｉｎｔ ｌ ｓ ｔｐ ｐ ｅ ｓ ｉ ｈ ｌ ｌ ｐ ｏ ｓ ａ ｕｒ ｌ ｏ ｌ ｉ ｓｏ ｅ ｌ
Ａｂ ｔａ ｔ ， ｌ ｐ ｐ ｒ ｑ ｎｉａｉｅｙ ｓｕ ｉｄ ｅ ｅ ｔ ｆ ｈ ｄ ｏｏ ｉａ ｏ ｄ ｔ ｎ ｎ ｓ ｉ ｅ ｓｏ ｓｒ ｃ Ｉ ｉ ａ ｅ ｕａ ｔ ｔｖ ｌ ｔ ｄ ｅ ｆ ｃｓ ｏ ｙ ｒ ｌｇｃ ｌ ｃ ｎ ｉｉ ｓ ｏ ｏｌ ｒ ｉｎ． ｎｔｏ ｅ ｎ １ｓ ｔ ｏ ｏ ｉ ｇｎ ａ ｄ ｒ
和流失量有显著增加 ； 低肥水平条件下 ， 自由下渗 、 土壤 水分饱 和、 中流和壤 中流 ＋降雨ｌ 表径流 中 ， ． 壤 地 Ｎ Ｎ的浓
度 分 别 是 ０８ 、８９ 、９ ．１ ８ ．０ｍ ／ ， 应 水 文 条 件 下 地 表 径 流 中 ， Ｐ ４ ．８５ ．０ ６８４ 和 ７８ ｇＬ 对 Ｈ Ｏ． 浓 度 分 别 是 ０２２ ０ ３２ ０ ８ １ Ｐ的 ．５ 、 ． 、 ．１ ２ 和 Ｏ３３ｍ ／ ， 肥 水 平 条 件 下 ， 流 中 的 Ｎ ． ｇＬ 高 ８ 径 Ｏ一 Ｎ和 Ｈ Ｏ． Ｐ４ Ｐ的浓 度 也 有 相 同 的 趋 势 ； 壤 水 分 饱 和 条 件 下 ， 表 径 土 地 流 中 Ｎ Ｎ和 Ｈ Ｏቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ． 流 失 量 分别 是 自由下 渗 条件 下 的 ２ — ９和 １３ ， 中 流 ＋降 雨 条 件 下 ， 表 径 流 中 Ｎ Ｎ Ｏ一 Ｐ ４Ｐ的 ７ ３ ．倍 壤 地 Ｏ 一 和 Ｈ Ｏ 流 失 量 分 别 是 自 由下 渗 条 件 下 的 １０ １ Ｐ ４Ｐ的 ０ —１４和 １５—１７倍 ， 时 ， 中流 ＋降 雨 和 土 壤 水 分 饱 和 条 件 ． ． 同 壤 下， 沙中Ｎ 泥 Ｏ． Ｎ和 Ｈ ０． 流 失 量 也 比 自 由下 渗 条 件 下 显 著 增 加 。 Ｐ ４Ｐ的 关键词 水 文 条件 ； 色 土 ；壤 中 流 ；土 壤侵 蚀 ； 分 流 失 紫 养
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1. 1 试验设计 用于试验的双土槽径流小区由试验土槽和供水土槽组成, 试验土槽长 5 m , 宽 1. 2 m, 供水
土槽长 1. 8 m, 宽 1. 2 m。试验土槽位于坡面下部, 供水土槽位于坡面上部, 二者通过连接装置 进行连接使供沙土槽的径流输入到试验土槽中, 模拟坡面径流对侵蚀产沙的影响。当 2 个土槽 分开时, 可以分别采集 2 个土槽的径流泥沙样。在试验过程中 2 个土槽可以很快地分开或连接 而不需要关闭降雨设备。试验土槽的调节坡度为 0% ～40% , 次调节幅度为 5% , 供水土槽可调 节到任意坡度。此外, 在试验土槽上端可通过放水装置模拟坡面薄层水流, 研究在无雨滴打击 情况下坡面径流对坡面侵蚀的影响。
接受来水 时的产沙量 Sud/ ( g ·m in- 1) 1468. 3 1008. 0 517. 0 353. 0 277. 0 183. 3
2 结果与讨论
2. 1 在降雨强度相同而上方来水量不同时坡面侵蚀产沙量对比分析 从表 3 中的试验处理 1 和 2 的对比可以看出, 在 10% 坡度和 100 m m/ h 降雨强度下, 当试
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试验土槽
降雨产流量/ 上端供水强度/ ( L ·min- 1) ( L ·m in- 1)
Abstract Rainf al l erosio n pro cess can be divided into 2 diff erent aspect s, runoff w ashing and r aindro p impact , but t heir cont ribut ion to soil ero sion can not be determ ined accurat ely under t he condit ion of convent ional rainf all simulation w it h single runoff plot . Relationships bet w een rainf all erosion and runo ff er osion and t heir co nt ribut ion t o so il er osion have been researched by using rainf all simulatio n w it h dual runo ff plot s. T he research result s show t hat under the same sl ope gr adient and r ainfall int ensit y , the sediment deliv ery in do wn-slope caused by r unof f w at er f rom up-slo pe w il l incr ease w it h t he increase of runof f w at er fro m upslo pe. Under t he conditio n of sam e sl ope st eepness and runo ff , sediment delivery caused by rainf all ero sion is bigg er t han that caused by f eeding runo ff w ashing. Sediment delivery has increased by 50% w hen rainf all int ensit y incr eases 1 t ime. Sedim ent pr oduct ion caused by raindrop impact takes up 27. 2% ～45. 8% o f t ot al rainfall ero sion, contr ibution f rom raindro p im pact t o sediment pro duct ion is aff ect ed by rainf all int ensit y and erosion pat t ern. Keywords: rainfall erosion; runoff erosion; rainfall simulation experiment; dual runoff plots
沙量大于供水径流的侵蚀产沙量, 降雨强度增大 1 倍时, 坡面侵 蚀产沙量增大约 50% ; 雨滴打击作
用引起的侵蚀量占降雨侵蚀量 27. 2% ～ 45. 8% , 雨滴打击作用对坡面侵蚀产沙量 的贡献受降雨强
度和侵蚀方式的影响。
中 图分类号: S157. 1
关键词: 降雨侵蚀 径流侵蚀 人工降雨试验 双土槽径流小区
A Study on Rainfall Erosion and Runoff Erosion
Zheng F enli
( I nstitute of Soil and W ater Conserv ation, the Chinese A cad emy of S ciences and M inistry of W ater Resources , Y angling D istrict, Shaanx i P r ov ince, 712100, PR C)
试验开始时, 用纤维布将供水土槽全部覆盖, 其目的是通过消除雨滴打击力和径流对土壤 表面的直接冲刷, 形成分布较均匀的清水供给试验土槽。当 2 个土槽分开时, 分别采集 2 个土 槽的径流泥沙样各 8 个; 然后将 2 个土槽连接, 采集试验土槽( 接受供沙土槽的来水) 径流泥沙 样 4 个; 再将 2 个土槽分开, 分别采集 2 个土槽径流泥沙样 2 个, 用于监测试验过程中的侵蚀 产沙量变化。
收稿日期: 1998- 07- 16 * 国家自然科学基金( 49671061) 和中国科学院“百人计划”资助项目。
1 8 水土保持通报 第 18 卷
型。随后, 迈耶和福斯特[ 6] 又研究了降雨能量对细沟侵蚀的影响, 结果表明消除雨滴打击能量 后, 细沟侵蚀量减少 1/ 2。在黄土高原的研究结果表明[ 7] , 降雨侵蚀和径流侵蚀在细沟间侵蚀 和细沟侵蚀中都有重要的作用, 消除雨滴打击能量后, 坡面细沟间侵蚀和细沟侵蚀同时减少, 其中细沟间侵蚀量减少 33% ～62% , 细沟侵蚀量减少 38% ～64% 。尽管降雨侵蚀和径流侵蚀 的研究取得了一定的进展, 然而由于受研究条件的限制, 在降雨过程中很难区分降雨侵蚀和径 流侵蚀, 同时雨滴打击又增加了坡面径流的侵蚀和搬运能力, 使降雨侵蚀和径流侵蚀的研究更 加困难, 所有这些限制了降雨侵蚀和径流侵蚀的实验研究。美国国家土壤侵蚀研究实验室设计 的双土槽径流小区实验装置[ 8] 为降雨侵蚀和径流侵蚀的研究提供了技术条件。为此, 作者利用 此装置对降雨侵蚀和径流侵蚀进行了研究, 以期为侵蚀预报模型的建立和水土保持措施的布 设提供科学依据。
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表 2 每次试验的产沙量
降雨强度/ ( mm ·h- 1)
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试验土槽
无来水时的产沙量 S d/ ( g·min- 1) 793. 3 810. 0 221. 6 120. 0 803. 0 5 85 208. 0 140. 0 112. 0 80. 0
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总供水强度/ ( L ·min- 1)
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供水土槽
供水 含沙量/ 产沙量 S u/ ( kg ·m- 3) ( g ·min- 1)
试验设计共有 10 组, 由试验土槽的 3 种降雨强度、两种坡度和不同供水强度组成( 表 1) 。 试验所用的人工降雨设备为摆动下喷式人工降雨设备[ 9] , 在 2 个土槽上方分别安装 2 组降雨 装置, 这 2 组降雨装置的降雨强度可分别控制, 降雨强度可从 25 mm / h 调节到 200 m m/ h。试 验土槽的降雨高度为 2. 8m , 供水土槽的降雨高度为 2. 4m 。在降雨过程水压保持在 41. 4 kPa。 试验用土为印第安纳州的粉沙质土壤, 其中沙质占 15% , 粉沙质占 70% , 粘粒占 15% 。填土时 不过筛、不研磨, 保持土的自然结构状态, 对大土块用手按自然节理分成 3～4 cm 的小土块, 2 个土槽所填土层密度一致, 填土深度为 25 cm。试验时的土壤含水量保持为田间持水量。 1. 2 径流泥沙样的采集
试验结束后, 将径流泥沙样沉淀并倒掉清水后, 放在 105℃的烘箱中烘干, 用烘干泥沙重 量计算含沙量和侵蚀产沙量。 1. 3 产流量与产沙量的计算
当 2 个土槽分开时, 每个土槽产流量和产沙量的计算分别取 2 个土槽连接前各自的后 4 个样和连接后各自 2 个样的平均值。当 2 个土槽连接时, 其产流量和产沙量的计算为试验土槽 4 个样的平均值。试验结果见表 1 和表 2。