交替冻融对坡面产流产沙的影响

冻融作用使土壤更容易成为侵蚀的物质来源,进而加剧土壤侵蚀程度。为了揭示冻融作用对坡面土壤水蚀的影响,该文通过室内交替冻融循环试验和人工模拟降雨试验,研究了交替冻融作用下坡面的降雨产流产沙特征。试验以未经过任何冻融作用的风干土壤为对照,设计了2种交替冻融循环周期处理(3和6)、2种土壤质量含水率水平(10%和20%)、4种降雨强度(25、50、75、100 mm/h)。结果表明,相对于对照,降雨强度相同时,2种土壤含水率下的交替冻融作用都可以使产流产沙强度增大,且产沙强度的增大幅度大于产流强度。交替冻融循环周期相同时,各降雨强度下的产流产沙强度随含水量的增加而增加。质量含水率相同时,各降雨强度下的产流产沙强度随冻融循环周期的变化相对较为复杂,当质量含水率为10%时,产流产沙强度随冻融循环周期的增加而增大,当质量含水率为20%时,产流产沙强度随冻融循环周期的增加而减小。当质量含水率为10%,交替冻融循环周期为3和6时,增流百分比分别为3.52%、4.71%,增沙百分比分别为6.13%、16.95%。当质量含水率为20%,交替冻融循环次数为3和6时,增流百分比分别为10.24%、5.01%,增沙百分比分别为81.99%、53.07%。相同降雨强度下,土壤质量含水率对产流产沙强度的影响大,交替冻融作用对产流产沙强度的影响小。该研究为冻融侵蚀机理的研究提供参考依据。

玉米茎秆汁液防治坡面土壤侵蚀的室内模拟试验

该文通过室内人工模拟降雨试验,研究了地表施加玉米茎秆汁液对降雨产流产沙强度的影响,旨在探索玉米茎秆汁液是否可以作为土壤改良剂来减少产流产沙强度。试验设计了2种玉米茎秆汁液的施加量(400和800 g)、4种施加浓度(10%、25%、50%和75%)和4种降雨强度(50、25、75、100 mm/h)。结果表明,各施加浓度和施加量的玉米茎秆汁液都能够减少降雨产流产沙强度,且相同条件下的产沙强度减小程度大于产流强度减小程度。当玉米茎秆汁液的施加量为400 g时,随着施加浓度从10%增加至25%、50%和75%,减流百分比分别为31.243%、31.685%、34.595%和39.475%,减沙百分比分别为23.167%、41.993%、37.918%和64.606%;当玉米茎秆汁液的施加量为800 g时,随着施加浓度从10%增加至25%、50%、75%,减流百分比分别为37.583%、56.433%、63.170%和76.360%,减沙百分比分别为48.214%、77.219%、88.572%和95.539%。当施加量和降雨强度相同时,产流产沙强度与施加浓度之间呈显著的指数函数递减关系,产沙强度随降雨强度的变化呈显著的幂函数递增关系。当施加量为400 g时,各施加浓度下的产流强度与降雨强度之间呈显著的线性函数递增关系,当施加量为800 g时,各施加浓度下的产流强度随降雨强度呈显著的指数函数递增关系。研究为水力侵蚀的防治提供了新思路,为水蚀荒漠化的防治提供了新方法。

交替冻融对土壤临界剪切力和土壤细沟可蚀性的影响

为了揭示冻融作用对土壤临界剪切力和细沟土壤可蚀性的影响,为冻融作用影响下的土壤侵蚀预报提供科学依据,通过室内交替冻融循环试验和变流量微型"V"型水槽人工放水冲刷试验,研究了交替冻融作用影响下土壤临界剪切力和土壤细沟可蚀性的变化特征。试验设计了参照试验(CK),3种交替冻融循环周期处理(1,3,6)和2种土壤质量含水率水平(10%,20%)。结果表明:不同试验处理对土壤临界剪切力和土壤细沟可蚀性的影响程度和趋势不同。当冻融循环周期为1时,土壤的临界剪切力和土壤细沟可蚀性相比参照试验呈现增大的趋势;当冻融循环周期继续增大至3,6时,土壤的临界剪切力和土壤细沟可蚀性相对于参照试验呈减小趋势。当冻融循环周期相同时,10%含水率水平下的土壤临界剪切力和土壤细沟可蚀性均大于20%含水率水平下的土壤临界剪切力和土壤细沟可蚀性。研究为冻融作用影响下土壤侵蚀的预报提供重要参考。