《碎石分布對紫色土坡面侵蝕的影響及其作用機制》是依託西南大學，由王小燕擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：碎石分布對紫色土坡面侵蝕的影響及其作用機制
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：王小燕
- 依託單位：西南大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
在三峽庫區，強烈的物理風化及嚴重的土壤侵蝕使紫色土礫質化特徵十分明顯，但有關碎石分布對紫色土侵蝕過程的影響及其作用機制尚未明確。本項目擬以三峽庫區紫色土坡地為研究對象，針對其碎石分布廣泛、含量高的特點，通過野外考察、土壤剖面調查、室內外水分運動模擬及原位模擬降雨等實驗，分析紫色土中碎石分布特徵及相應土壤容重、孔隙、持水性與導水性等土壤物理、水力學性質變異規律，研究碎石分布對紫色土坡面降雨入滲及產流產沙的影響，探討其作用機制，解釋地表徑流和壤中流共同作用下紫色土坡面土壤侵蝕發生髮展過程，建立碎石分布特徵與坡面入滲、地表徑流、壤中流產流及侵蝕產沙等坡面侵蝕子過程的定量關係。該研究從土壤物理學、土壤水文學和土壤侵蝕動力學等角度研究碎石分布對侵蝕過程的影響，對紫色土坡面侵蝕過程的深入研究有重要意義，同時該研究也有利於增進對我國山區含碎石土壤侵蝕過程的認識，為其侵蝕防治及改良利用提供重要的科學依據。
結題摘要
在三峽庫區，強烈的物理風化及嚴重的土壤侵蝕使紫色土礫質化特徵十分明顯，但有關碎石分布對紫色土侵蝕過程的影響及其作用機制尚未明確。故本項目以三峽庫區紫色土坡地為研究對象，針對其碎石分布廣泛、含量高的特點，通過野外考察、土壤剖面調查、室內外水分運動模擬及原位模擬降雨等實驗，分析了紫色土中碎石分布特徵及相應土壤容重、孔隙、持水性與導水性等土壤物理、水力學性質變異規律，研究了碎石分布對紫色土坡面降雨入滲及產流產沙的影響，探討了其作用機制，解釋地表徑流和壤中流共同作用下紫色土坡面土壤侵蝕發生髮展過程，建立了碎石分布特徵與坡面入滲、地表徑流、壤中流產流及侵蝕產沙等坡面侵蝕子過程的定量關係。研究結果顯示：①紫色土不同土層都含有碎石，碎石含量集中分布在0%~40%。②碎石和細土兩種不同數量級粒徑顆粒的混合，改變了土壤的結構，碎石含量對土壤的總容重、細土容重和孔隙分布等基本物理性質有顯著影響。③當碎石含量小於20%~30%時，碎石的存在增強了土壤入滲能力，隨著碎石含量的增加，土壤的入滲速率和累積入滲量分別從0.14 mm/min、14.25 mm（Rv = 0%）提高到0.18 mm/min、19.19 mm（Rv = 20%）。④碎石覆蓋提高了表土粗糙度，增加了地表窪蓄水深，並保護表土結構免受雨滴擊濺破壞，維護土壤入滲性能，三種降雨強度下（0.95 ± 0.04 mm/min、1.51 ± 0.05 mm/min與2.03 ± 0.08 mm/min），穩定入滲速率分別從0.28、0.33、0.40 mm/min（碎石蓋度 0%）增加到0.71、0.85、0.94 mm/min（碎石蓋度 40%）。碎石覆蓋保護表土免受雨滴濺蝕和徑流的沖刷，隨著碎石蓋度增加，徑流含沙率從39~51 g/L（碎石蓋度 0%）降低到10~15 g/L（碎石蓋度 40%）。碎石覆蓋通過減少地表徑流量和表土可蝕土壤，抑制了土壤流失。碎石覆蓋對土壤侵蝕相關參數的影響具有邊際效應，20%的碎石蓋度是增加入滲，減少地表徑流和土壤流失最佳蓋度。本研究從土壤物理學、土壤水文學和土壤侵蝕動力學等角度研究了碎石分布對侵蝕過程的影響，對紫色土坡面侵蝕過程的深入研究有重要意義，同時該研究也有利於增進對我國山區含碎石土壤侵蝕過程的認識，為其侵蝕防治及改良利用提供重要的科學依據。
