黄土高原地区鱼鳞坑坡面侵蚀演化过程及水力学特征

来源：土壤学报杂志2017年第5期北京时间：

作者：郭慧莉,孙立全,吴淑芳,李宜坪,张永东

单位：郭慧莉，西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室；,孙立全，西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室；,吴淑芳，西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室；wsfjs@163.com,李宜坪，西北农林科技大学旱区农业水土工程教育部重点实验室；,张永东，重庆市万盛经济技术开发区水务局；,

摘要：为明确鱼鳞坑坡面抗侵蚀演化过程及其水流水力学特性，采用间歇性人工模拟降雨实验，对鱼鳞坑坡面水流水力学特性以及阻力规律进行了系统分析。结果表明：（1）鱼鳞坑坡面侵蚀演化过程表现为：雨滴溅蚀—片蚀—股流冲刷—跌坑—细沟侵蚀—下切侵蚀—溯源侵蚀—崩塌。（2）随着降雨历时的增加，由于鱼鳞坑的层层拦截与蓄满，其下方的坡面径流流速、水深均呈波动式增长趋势，坑内出现旋涡，坡面径流呈现断续股流。降雨累积历时为58 min左右，总降雨量达到87 mm时，鱼鳞坑侵蚀量急剧增加，拦蓄径流作用失效。（3）五场降雨过程中，上坡和中坡水流流态为层流，下坡由于鱼鳞坑蓄满后径流出现波动，水流流态由层流变为紊流且时而为缓流时而为急流。（4）鱼鳞坑坡面水流阻力来源于降雨阻力、颗粒阻力、形态阻力叠加，在整个降雨过程中阻力总和呈下降趋势；其中，受地形高低起伏、地表糙度的影响，形态阻力一直居于主导地位。

关键词：鱼鳞坑坡面;间歇性降雨;侵蚀演化过程;水力学特性

基金资助：国家自然科学基金项目（41671276）资助