跌水高度对元谋干热河谷冲沟沟头侵蚀产沙特征的影响初探

来源：土壤学报杂志2017年第1期北京时间：

作者：张宝军,熊东红,杨 丹,张 素,校 亮,苏正安,董一帆

单位：张宝军，中国科学院山地灾害与地表过程重点实验室；中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所；中国科学院大学；zhangbaojunaixiao@163.com,熊东红，中国科学院山地灾害与地表过程重点实验室；中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所；dhxiong@imde.ac.cn,杨 丹，中国科学院山地灾害与地表过程重点实验室；中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所；中国科学院大学；646833711@qq.com,张 素，中国科学院山地灾害与地表过程重点实验室；中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所；中国科学院大学；zhangsu211@foxmail.com,校 亮，中国科学院山地灾害与地表过程重点实验室；中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所；中国科学院大学；1220193926@qq.com,苏正安，中国科学院山地灾害与地表过程重点实验室；中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所；suzhengan@imde.ac.cn,董一帆，中国科学院山地灾害与地表过程重点实验室；中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所；tommy@imde.ac.cn,

摘要：元谋干热河谷冲沟侵蚀强烈，以沟头溯源侵蚀过程为主，而陡立沟壁跌坎是活跃沟头的重要形态特征之一。采用野外原位放水冲刷试验，研究了25和50 cm两种不同跌水高度对侵蚀产沙过程的影响。结果表明：2种跌水高度下，（1）径流跌水冲刷力差异显著。跌水势能转化量平均值分别为4.89和9.78 J s-1，跌水剪切力平均值分别为25.9和53.5 Pa，均呈现倍数关系。（2）跌穴发育形态特征及下游侵蚀量差异大。2个小区跌水最大下切深度分别为7.38和7.50 cm，平均下切深度分别为3.87和5.16 cm；沟头沟壁及下游沟床部位侵蚀量累积贡献平均为41%和54%；（3）径流含沙量差异显著（p< 0.1）。整个试验中2个小区径流平均含沙量分别为7.51和18.76 g L-1，且径流经过沟壁跌坎后，含沙量分别平均增大6.25 和25.49 g L-1。初步认为沟壁跌坎高度差异影响径流冲刷力及其侵蚀产沙特征，但仍需进一步开展更多跌坎高度下的相关研究，为干热河谷区冲沟沟头溯源侵蚀动力学机制研究提供补充。

关键词：径流冲刷力;侵蚀产沙特征;跌水高度;冲沟沟头;元谋干热河谷

基金资助：国家重点基础研究发展计划（973）项目(2015CB452704)、国家自然科学基金项目(41571277)和中国科学院“西部之光”重点项目(Y4R2060060)共同资助