2021, 58(5):1157-1167.DOI: 10.11766/trxb202004200185
摘要:砾石(>2 mm)是土壤组成部分之一,其含量对侵蚀产沙有重要影响。在土壤可蚀性因子(K)计算中充分考虑砾石含量的影响,计算所得土壤可蚀性因子会更加准确。利用30弧秒分辨率土壤砾石含量和土壤质地等级等数据,利用文献报道的砾石含量与土壤渗透性和土壤侵蚀关系估算方法,在全球范围内分析估算砾石含量对土壤可蚀性因子的影响。结果表明,(1)土壤剖面中砾石的存在,通过降低土壤入渗速率(土壤渗透性等级增加5.68%)、增加地表径流而使土壤侵蚀增加,进而使全球土壤可蚀性因子增加4.43%;砾石覆盖通过保护土壤免遭雨滴打击和径流冲刷减少侵蚀,在山地、荒漠(沙漠和戈壁)地区,这一影响会使土壤可蚀性值减小约18.7%。考虑土壤剖面砾石含量和表面砾石覆盖综合影响时,土壤可蚀性因子降低5.52%。(2)以砾石影响为主的地区,占全球62.7%,土壤可蚀性因子可降低0.0091(t·hm2·h)·(hm-2·MJ-1·mm-1);以剖面砾石影响为主的地区,占全球的31.1%,土壤可蚀性因子增加0.0019(t·hm2·h) (hm-2·MJ-1·mm-1)。(3)剖面和表面砾石共同作用使6个样区土壤流失速率减少约11.8%。因此,剖面砾石的存在会增加土壤可蚀性,而表面砾石覆盖会减少土壤可蚀性,综合影响使土壤侵蚀降低。在区域土壤可蚀性制图研究中,应考虑这两个方面的影响,进而提高土壤可蚀性因子的制图精度。
2020, 57(5):1166-1176.DOI: 10.11766/trxb201905220129
摘要:为明确砾石含量对关中塿土堆积体坡面径流和侵蚀特性的影响,采用室内模拟降雨试验方法,以土质坡面为对照,研究了10%、20%、30%三种砾石含量堆积体坡面的侵蚀特征。结果表明:(1)1.0 mm.min-1雨强下,10%砾石含量时初始产流时间最大,雨强>1.0 mm.min-1时,各坡面初始产流时间在10%砾石含量时最小;(2)各砾石含量坡面平均流速均随雨强增大而增大,1.0和2.5 mm.min-1雨强条件下10%砾石含量坡面流速最大,而1.5和2.0 mm.min-1雨强下,含砾石坡面流速较土质坡面分别减少15.3%~21.2%和13.6%~14.1%;(3)不同雨强条件下各含砾石坡面含沙量在产流前期(0~6 min)急剧下降;产流6 min后,含沙量在1.0、1.5 mm.min-1雨强下逐渐趋于稳定,在2.0、2.5 mm.min-1雨强下呈多峰多谷的变化,该时期砾石主导产沙过程;(4)次降雨侵蚀量随雨强增大呈显著的幂函数关系;而随雨强的增大各砾石坡面侵蚀量较土质坡面分别减少22.4%~42.6%、8.2%~66.3%、2.2%~56.5%和45.0%~68.3%。该研究可为关中地区堆积体坡面水蚀模型的建立提供理论依据。
2019, 56(4):847-859.DOI: 10.11766/trxb201808130223
摘要:为明确砾石含量对风沙土工程堆积体坡面径流产沙特征的影响,以土质坡面为对照,采用室内模拟降雨试验方法,研究了不同降雨强度(1.0、1.5、2.0和2.5 mm?min-1)条件下不同砾石质量含量(10%、20%、30%)的风沙土堆积体坡面径流特性及侵蚀产沙规律。结果表明:(1)1.0、1.5、2.5 mm?min-1雨强下,10%砾石含量坡面径流率较土质坡面减少5.03%~39.99%,而20%、30%砾石含量坡面径流率则分别增加7.48%~74.56%、19.51%~84.31%;各砾石含量坡面径流率均与雨强呈显著递增的指数函数关系;(2)土质和含砾石坡面径流型态基本以层流为主;土质坡面径流流态多为急流,而含砾石坡面径流则以缓流为主;各雨强条件下,10%、20%、30%砾石含量坡面径流阻力系数较对照分别增加24.07%~114.10%、51.84%~141.57%、89.04%~288.16%;(3)1.0、1.5 mm?min-1雨强下土质和10%砾石含量坡面侵蚀速率随降雨历时呈减小—稳定—增大趋势,2.0、2.5 mm?min-1雨强下,则呈波动式逐渐增大趋势;4种雨强下,20%、30%砾石含量坡面侵蚀速率呈缓慢、平稳增加趋势;(4)雨强为1.0 mm?min-1时土质坡面侵蚀量最小,雨强≥1.5 mm?min-1时,含砾石坡面侵蚀量较土质分别减少41.08%~63.27%、22.80%~67.80%、28.89%~68.50%;(5)侵蚀量与径流率、雷诺数、弗汝德数均呈显著正相关关系,与阻力系数则呈显著负相关关系;结果可为陕北风沙土区生产建设项目工程堆积体水土流失量估算模型的建立提供科学参考。