土体构型对花岗岩红壤细沟发育形态的影响

为探究花岗岩红壤细沟形态特殊变化的原因,解释土体构型影响细沟形态发育的机理。设计单一红土层(H)、单一砂土层(S)、上红下砂层状土层(HS)3种土体构型、不同径流量(低径流量3 L/min、高径流量6 L/min)和不同坡度(中坡20°、陡坡40°)的室内模拟细沟冲刷试验。结果表明:H处理下,细沟形态更多向“V”形和“U”形发育;S处理下,细沟沟道发育过程中短暂形成上窄下宽的深宽梯形断面后,完全崩塌;HS处理下,细沟形态能发育为梯形断面,且能继续扩大发育。与H和S相比,HS陡坡(40°)处理下沟岸崩塌更加频繁且单次大质量崩塌更多。HS陡坡(40°)处理下沟岸崩塌发生21次,其中,单次崩塌量>1 kg的占比为63%。HS与H和S相比,雷诺数(Re)和弗罗德数(Fr)的波动更剧烈,更有利于梯形断面形成。与H、S相比,HS沟壁崩塌发生时,上层红土层含水量最低为0.31 cm^(3)/cm^(3),抗剪强度最高为178 kPa;而下层砂土层含水量较高(0.33 cm^(3)/cm^(3)),抗剪强度最小为54 kPa。上红下砂土层的土体构型是花岗岩红壤细沟沟道形态发育为上窄下宽深宽梯形断面的龛沟重要原因,陡坡和高径流量更有利于细沟内特殊形态的形成和发育,龛沟作为崩岗发育的初始阶段。该结果可为防治崩岗初期发育提供理论依据。