冲刷条件下坡面水流速度与产沙关系研究

来源：土壤学报杂志2004年第6期北京时间：

作者：夏卫生,雷廷武,张晴雯,潘英华,赵军

单位：夏卫生，湖南师范大学资源与环境科学学院, 长沙, 410081;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；,雷廷武，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；,张晴雯，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；,潘英华，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；,赵军，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：在冲刷条件下,通过5种坡度下的水流速度和泥沙含量测量,发现两者存在同步的关系;水流速度的变化与细沟的发育存在明显的对应关系.在细沟开始发育时,水流速度逐渐增大;当细沟基本形成后,水流速度减小并平稳.水流速度是影响坡面产沙的主要原因,在低坡度时,细沟发育较慢,产沙量较少,但坡度在10°～20°之间产沙量相差不大,到25°时的产沙量反而比20°的还少,出现了人们观察到的临界坡度.根据坡面特性,分析水流速度和泥沙含量之间关系使土壤侵蚀的临界坡度得到比较合理的解释.在大于临界坡度时,水流速度一开始很快增大,所冲刷的泥沙量并不比坡度小的少;跌坎容易形成,且比较深,从而使水流速度减小.但细沟在较短的时间内发育完成,水流速度也随之减小,泥沙含量降低;从而使在一定时间之后,大于临界坡度时所冲刷的累积泥沙含量较少.通过用电解质脉冲法测量水流速度解释了坡面冲刷侵蚀过程中的一些现象,若进一步测量其时空分布,有可能更深入地揭示其侵蚀机理,为建立合理的土壤侵蚀预报模型提供准确参数.

关键词：土壤侵蚀;水流速度;泥沙

基金资助：* 引进国外杰出人才基金(982602);国家自然科学基金项目(40171062);中国科学院知识创新重要研究方向项目(KZCX3SW422)