坡面侵蚀临界坡度的研究3 - 四川水力发电.pdfVIP

第 19 卷第 2 期 四　川　水　力　发　电 V o l. 19,N o. 2 2 0 0 0 年 6 月 Sichuan　W ater　Pow er Jun. , 2 0 0 0 坡面侵蚀临界坡度的研究 王 协 康, 　方　铎 ( 四川大学高速水力学国家重点实验室, 四川 成都　610065) 摘　要: 从地貌学的观点概化坡面和雨带的空间状态, 借助岩层产状三要素描述和分析自然条件下的雨型在坡面上的受雨强度。 在假定坡面水层厚度与坡面垂向受雨强度成线性关系的情况下, 建立坡面水流冲刷能力与各要素的关系, 分析讨论均匀理想坡面 上土壤侵蚀的临界坡度。 关键词: 地貌学; 受雨强度; 临界坡度 中图分类号: 426. 615　　　　　　　　　　　文献标识码: 　 文章编号:(2000) P B 1　引　言 状, 并以“走向”、“倾向”和“倾角”三要素来表示, 见 坡面土壤侵蚀的发生发展, 是侵蚀动力因素和 图 1。倾斜岩层的层面和任一假想水平面的交线称 侵蚀环境因素综合影响的结果。影响坡面土壤侵蚀 为走向线, 走向线向两端延伸的方向称为岩层走向, 的因素很多, 可分为自然因素和人类活动因素两方 走向表示岩层在地表的延伸方向, 可用两个方位角 面。其中自然因素主要有土壤特性、降雨、地形、植被 来表示; 层面上垂直于走向线并沿层面向下的线称 等。地面坡度是地形因素中对坡面土壤侵蚀的重要 为倾斜线, 倾斜线在水平面的投影所指方向为倾向, 因子。对坡面水蚀来讲, 坡面水流具有的侵蚀能量 可用一个方位角表示; 倾斜层面与水平面的夹角为 ( ) 倾角, 有真倾角与视倾角之分, 真倾角是倾斜线与水 动能 , 是水流的质量和其流速的函数; 而水流的流 速大小主要取决于径流深度和地表坡度。因此, 坡度 平面的夹角, 并且倾向与走向垂直。 的大小决定径流的冲刷和搬运能力。另外, 坡度不仅 影响土壤侵蚀程度, 而且影响土壤侵蚀的方式。随着 坡度的增加, 土壤侵蚀将由面蚀逐步向沟蚀、滑坡、 崩塌方向发展。国内外许多学者通过分析侵蚀量随 坡度变化的关系, 建立了侵蚀量与坡度的定量关系, 认为对应侵蚀量最大的坡度值, 即为坡面侵蚀的临 [ 1 ] 图 1　岩层空间状态概化示意图 界坡度。如尹国康 假定垂向降雨推出临界坡度为 借助上述概念, 设坡面的走向为 、 ′, 倾向方 [ 2 ] 1 1 45 °, 霍顿 (R. E. Ho rton ) 研究得出反映坡面冲刷 位角为 , 真倾角为 ; 雨带的走向为 、 ′, 倾向方 [ 3 ] 1 能力的界限坡度为 57 °, . . . 利用实测资 R enner F G 位角为 , 真倾角为 。由地貌学知识可得如下公式: 料分析坡面受侵蚀的面积百分数随坡度变化得出临