水土保持措施对黄土高原小流域重力侵蚀的调控机理研究

来源：土壤学报杂志2012年第4期北京时间：

作者：于国强,李占斌,张茂省,裴 亮

单位：于国强，中国地质调查局西安地质调查中心，西北大学地质学系；yuguoqiang23@sina.com,李占斌，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；,张茂省，中国地质调查局西安地质调查中心；,裴 亮，中国科学院地理科学与资源研究所陆地水循环及地表过程重点实验室；,

摘要：采用有限差分软件FLAC3D对有无植被及淤地坝的黄土高原小流域重力侵蚀机理进行探索，揭示了主要工程措施(淤地坝)和生物措施(植被)对重力侵蚀的调控机制。通过对比分析无治理措施和实施淤地坝及生态恢复治理措施条件下，小流域位移场、应力场和塑性屈服区分布，揭示了淤地坝和植被措施减缓重力侵蚀的作用。结果表明：植被可使梁峁顶处位移减9.8%，沟坡中下部位移减小11%，淤地坝只能使坝址处位移减少10%；植被可使塑性区体积减少46%，淤地坝可使塑性区体积减少11%。淤地坝增加了流域的凹形边坡，而根系加固作用改善了坡面浅层土体应力，二者均有效降低了坡面土体的应力集中，减少了塑性屈服区体积，但均未改变小流域以剪切破坏为主的屈服模式。小流域小尺度范围内，淤地坝减蚀作用强于植被，而大尺度范围内，植被减蚀效果优于淤地坝。研究成果可为小流域水土保持措施的合理配置提供科学依据。

关键词：小流域;重力侵蚀;植被根系;淤地坝;调控机理

基金资助：国家自然科学基金项目（40872208,40971161）、国土资源部科研专项项目（201111020）和中国博士后基金项目（2011M501445）