基于土槽冲刷法的紫色土侵蚀细沟剥蚀率研究 - 土壤学报.PDF

Vol. 53 No. 3 第 53 卷 第 3 期 土 壤 学 报 ， 2016 年 5 月 ACTA PEDOLOGICA SINICA May ，2016 DOI：10.11766/trxb201510070289 基于土槽冲刷法的紫色土侵蚀细沟剥蚀率研究* † 黄钰涵　陈晓燕　丁琳桥　罗帮林 （西南大学资源环境学院 / 西南大学三峡库区生态环境教育部重点实验室，重庆　400716） 摘　要　　细沟剥蚀率是细沟侵蚀的重要组成部分，也是确定细沟侵蚀模型的关键参数。通过试 验获取紫色土侵蚀细沟水流含沙量随沟长变化的过程数据，采用数值计算方法和解析计算方法估算细 沟剥蚀率。结果表明：细沟剥蚀率随沟长增加呈幂指数下降；随含沙量增加呈线性递减。在坡度较 陡、流量较大时，拟合效果更好。用解析法所得结果与用试验数据计算所得结果具有很好的一致性， 表明了数值计算方法和解析法估算细沟剥蚀率均具有合理性，为紫色土细沟侵蚀过程参数的确定奠定 了基础。 关键词　　紫色土；细沟剥蚀率；沟长；水流含沙量；耦合关系 中图分类号　　S157.1　　　 文献标识码　　A 土壤剥蚀作用是指由侵蚀动力引起的土壤颗粒 国内学者也对细沟侵蚀展开了大量研究，在 从母质由团聚体的自然状态被剥蚀的过程 ［1］，它 黄土高原地区，关于细沟侵蚀输沙过程的研究方 是细沟泥沙的主要来源，坡面侵蚀量大的地方土壤 法系统多样，成果丰富。蔡强国等 ［13］ 通过模拟研 - 剥蚀总是很活跃 ［25］ 。细沟剥蚀率被定义为单位时 究，较好地预测了细沟侵蚀发生的可能性及侵蚀产 间单位面积被径流剥蚀掉的土壤质量 ［6］，与水流 ［14］ 沙量。李占斌等 通过土槽冲刷试验，得出黄土 含沙量间有着密切联系。近几十年来，国内外学者 细沟剥蚀率与水流通过坡面的能量损耗关系。张晴 对细沟形成机制进行了大量研究，而估算细沟剥蚀 雯等 ［15］ 从能量角度分析了不同动力条件下侵蚀产 - 率一直是其中的热点问题 ［79］ 。 沙量随沟长的变化规律。在同样水力侵蚀严重的紫 ［10］ 1947年，Ellsion 最早提出了关于含沙量对 色土地区，国内研究人员也展开了相关的研究，严 侵蚀过程影响的概念模型，认为径流剥蚀土壤的 冬春等 ［16，17］ 通过野外人工模拟降雨得出紫色土细 能力随径流中含沙量的增加而增加。此后，Foster 沟侵蚀在各坡度下的临界沟长，及临界沟长与坡度 ［11］ 和Meyer 提出了一种新的概念模型，得出径流