坡度变化对原状黄土雨滴溅蚀特征的影响

为明确坡度变化对原状黄土雨滴溅蚀特征的影响,笔者利用自主设计的人工模拟雨滴溅蚀试验平台,开展不同雨径和雨强条件下原状黄土溅蚀演变规律试验研究,分析地表坡度变化与土体溅蚀程度的关联性特征。结果表明,溅蚀坑深度随降雨历时呈指数函数型增长,约40 min后逐渐趋于稳定;溅蚀深度随雨强增大近似呈线性增长;雨径大小对溅蚀范围影响显著,溅蚀破坏直径与溅蚀扩散直径随雨强增大而增加,溅蚀扩散直径D约为溅蚀破坏直径D_(0)的2.0~3.5倍;溅蚀坑形状随坡度增加由近似“圆形”发展为沿坡度方向的“沟槽形”,溅蚀坑深度随坡度增加呈线性衰减;水平方向溅蚀范围随坡度增加呈减小趋势,坡度方向溅蚀范围呈增大趋势,且坡度方向溅蚀破坏范围明显大于水平方向。

降雨强度和坡度对东北黑土区顺坡垄体溅蚀特征的影响

坡耕地溅蚀特征研究可揭示和反映溅蚀的发生和发展机理,而以往研究大多在无垄作坡面进行,较少涉及顺坡垄体。为此,该研究基于野外人工模拟降雨试验,设计3个降雨强度(30、60和90 mm/h)和2个坡度(3°、5°),研究降雨强度和坡度对典型黑土(Mollisol)农田顺坡垄体溅蚀量、溅蚀过程和溅蚀分选特征的影响。研究结果表明:当降雨强度由30 mm/h增加到90 mm/h时,总溅蚀量增加2.5~17.9倍。当坡度由3°增大到5°时,总溅蚀量增加30.52%~74.08%。当降雨强度为30和60 mm/h时,总溅蚀率随降雨历时呈迅速减小-缓慢减小-波动稳定的趋势。当降雨强度为90 mm/h时,总溅蚀率随降雨历时呈迅速增加-迅速减小-波动稳定的趋势。整体而言,总溅蚀量随降雨强度和坡度的增加呈幂函数关系。各试验处理下,溅蚀分选水稳性团聚体中均以<1 mm粒级的团聚体为主,平均占总量的79.01%,以0.5~1 mm粒级最多,2~5 mm粒级最少,分别占总量的32.94%和3.36%。30和60 mm/h降雨强度下,分别为<0.25和<2 mm的各粒级团聚体在降雨后期达到波动稳定,其中<0.25 mm的团聚体均呈迅速降低-缓慢降低-波动稳定的变化趋势。90 mm/h降雨强度下,1~5和<0.25 mm各粒级团聚体均呈线性平稳变化,其中<0.25 mm的团聚体呈线性减少趋势。研究可为东北黑土区水蚀防治提供科学依据。