《黃土坡耕地細溝發育臨界參數及侵蝕形態演化試驗研究》是依託首都師範大學，由和繼軍擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：黃土坡耕地細溝發育臨界參數及侵蝕形態演化試驗研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：和繼軍
- 依託單位：首都師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
目前絕大部分有關細溝侵蝕規律的研究集中在細溝形成的臨界條件及侵蝕發育過程方面，其中臨界條件多用單一因子進行表征，不確定性較大；細溝侵蝕過程也多關注細溝發育階段與水沙關係之間的研究，對細溝發育過程中侵蝕形態的演化過程還缺乏足夠重視。針對以上問題，本項目以黃土高原3個典型區不同質地的黃土(砂黃土、典型黃土、粘黃土)為研究對象，採用室內降雨試驗的方法，藉助高精度數字攝影技術，研究細溝發生、發展的主導性侵蝕因子和關鍵土壤理化指標，探討多因素作用下的細溝發育臨界條件，建立黃土高原通用性較強的細溝發生綜合性臨界參數指標；分析細溝出現及由此引起坡面侵蝕量發生突變的作用機制，闡明細溝發展過程中主要侵蝕形態的演變特徵及作用機制，以期深入揭示細溝發育機制，豐富坡面侵蝕過程理論，為黃土高原坡耕地的綜合治理及改良提供理論依據。
結題摘要
目前細溝侵蝕發生臨界條件多用單一因子進行表征，不確定性較大，對細溝發育過程中侵蝕形態的演化也缺乏足夠重視。針對以上問題，本項目以黃土高原不同質地黃土為研究對象，採用室內降雨試驗的方法，藉助高精度數字攝影技術，研究細溝發生髮展的主導性侵蝕因子和關鍵土壤理化指標，探討多因素作用下的細溝發育臨界條件，建立黃土高原通用性較強的細溝發生綜合性臨界參數指標，分析細溝發育過程中主要侵蝕形態的演變特徵，明確細溝產生引起坡面侵蝕量發生變化的作用機制。研究結果表明，不同質地土壤的細溝侵蝕發生的敏感程度不同，塿土坡面的細溝發育規律基本一致，主要由沿坡面方向呈線狀分布的跌坎鏈相互連通而成，表現為溝頭溯源侵蝕和溝道下切侵蝕；黃綿土的跌坎形狀為長條狀，細溝主要由單個跌坎發育而成，發育過程中溯源侵蝕和邊壁崩塌現象更為明顯，細溝的寬深比較大。細溝在發育過程中，主要由沿坡面方向呈線狀平行分布的跌坎鏈相互連通演化而成，相比而言塿土更易形成細溝，而黃綿土在雨強較大時才能形成細溝。含沙量與侵蝕速率的變化規律與坡面跌坎和細溝的形成具有同步關係，雨強的增大不會引起塿土含沙量和侵蝕速率的明顯增加，但對黃綿土含沙量和侵蝕速率的變化有很大影響。不同降雨強度和坡度條件下，塿土的含沙量變化過程較為一致，最終會趨於一個穩定值，黃綿土含沙量的變化過程較為複雜，其含沙量的變化主要取決於細溝發育過程中的隨機性，當細溝侵蝕以崩塌作用為主時，含沙量會出現急劇增加，即使雨強較小，也會產生嚴重的土壤侵蝕。塿土和黃綿土從含沙量開始較快增加至達到最高值的時間段與其細溝形成及發育的時間段大體吻合。坡度增加會造成細溝溯源侵蝕及下切侵蝕的加劇，但隨著坡度的增加，總侵蝕量的增幅趨於平緩，暗示可能存在坡面侵蝕量由強轉弱的臨界坡度。坡度與各侵蝕指標間均表現出極顯著的相關性，說明坡度是影響細溝發育的主要因素，細溝侵蝕量與總侵蝕量也表現為極顯著的相關性，相關係數高達0.97，說明坡面侵蝕加劇主要由細溝侵蝕引起。坡面流速、細溝間及細溝流速與距坡頂距離有較好的正相關關係，雨強增加會加劇這種趨勢的波動性，初步研究表明坡面徑流波動強弱與細溝侵蝕的強弱有較好的一致性，這為利用坡面徑流流速的波動性作為細溝侵蝕發生變化的指標提供了可能性，同時坡度對坡面、細溝間及細溝流速的影響不大
