黄土区坡面侵蚀时空分布与上坡来水作用的实验研究

本文采用多坡段模型,运用模拟降雨实验方法研究了坡面侵蚀时空分布特征和上坡来水来沙的侵蚀作用,结果表明:坡面各部位的侵蚀方式与雨强密切对应。定量分析得出径流量、产沙量与坡度呈对数关系,与坡长呈线性关系,与雨强呈幂函数关系,建立了产沙量与坡度、雨强及径流量的关系式。同时也建立了产沙量、产沙增量与上坡来水来沙的关系方程,上坡来水使梁峁坡和谷坡产沙量增大了20 2%～63 5%和42 9%～74 5%。

降雨特征和上坡来水对产沙的综合影响

降雨特征和上坡来水是影响黄土高原特定小流域不同地貌部位产沙极重要的因素。通过对羊道沟小流域不同测区26场降雨,径流实测资料的分析发现,在梁峁坡区,不同地貌部位的产沙量(S)与降雨特征指标(R_P),上坡来水量(Q_L)及R_P·Q_L呈正比相关。在沟坡区,S正比于R_P,Q_L及R_P·Q_L,而反比于Q_L^2。且S,R_P和Q_L三者关系可用一组回归方程表示之。

暴雨条件下黄土高原长陡坡耕地细沟侵蚀特征

细沟侵蚀是黄土高原坡耕地侵蚀的重要形式,已有的坡耕地细沟研究成果主要集中于裸土细沟侵蚀特征及其发生机制的小区或水槽试验,极端暴雨条件下细沟侵蚀观测很少,对于田间细沟侵蚀的预报仍然缺少实用的方法。该研究旨在基于实地测量数据,分析极端暴雨条件下黄土高原长陡坡耕地细沟侵蚀特征。2017年无定河流域“7.26”暴雨后,在暴雨中心附近选择15个样地进行细沟侵蚀测量,结合Google影像和无人机航拍影像,调查分析不同类型坡耕地细沟侵蚀特征。研究结果表明:1)暴雨条件下坡耕地是坡面细沟侵蚀的主要地类。长陡坡裸露坡耕地侵蚀模数为22478 t/km2,坡长20 m时,约为种植作物的平作坡耕地的1.5倍,且坡长越长,差异越大。等高垄作能够有效减少细沟侵蚀。撂荒坡耕地细沟侵蚀模数仅为裸露坡耕地的12%,草地未发现细沟侵蚀。2)幂函数可以很好地拟合细沟侵蚀模数与坡长的关系,裸露坡耕地坡长指数为0.831。暴雨强度越大,坡长指数也越大。3)上坡来水在坡耕地上造成了严重的细沟侵蚀,与地块上承接的降水相比,上坡来水对细沟侵蚀的影响更大。坡面浅沟汇水明显减小细沟侵蚀强度,浅沟发育程度越高,细沟侵蚀强度就越小。该研究可为估算黄土高原丘陵区不同类型坡耕地的细沟侵蚀提供重要参考。