黃土溝坡重力侵蝕與產(chǎn)沙過程試驗(yàn)研究.pdf

1、重力侵蝕不僅是一種自然災(zāi)害，也是土壤侵蝕的一種重要形式，其驅(qū)動(dòng)的水沙運(yùn)動(dòng)是當(dāng)前地表水土過程研究的重要議題。然而，由于重力侵蝕類型多、影響因素復(fù)雜、隨機(jī)性大，難以有效實(shí)施定點(diǎn)觀測(cè)，數(shù)據(jù)資料獲取困難，因而該研究一直是土壤侵蝕研究的薄弱環(huán)節(jié)。針對(duì)黃土高原晉陜蒙接壤區(qū)重力侵蝕嚴(yán)重、且對(duì)流域侵蝕產(chǎn)沙有重要貢獻(xiàn)的現(xiàn)實(shí)，本文采用模擬降雨現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)、黃土抗剪強(qiáng)度室內(nèi)測(cè)試和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查相結(jié)合的方法，研究重力侵蝕產(chǎn)沙過程及對(duì)徑流泥沙粒徑的影響，分析重力侵蝕的觸發(fā)

2、和演變規(guī)律。
　　現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查結(jié)果證實(shí):降雨是崩滑災(zāi)害發(fā)生的主要誘發(fā)因素，在黃土高原的一些小流域中，重力侵蝕產(chǎn)沙可占整個(gè)小流域產(chǎn)沙量的50％以上。室內(nèi)測(cè)試分析證實(shí):干密度通過影響?zhàn)ぞ哿蛢?nèi)摩擦角來影響抗剪強(qiáng)度，而含水量主要通過影響?zhàn)ぞ哿碛绊懣辜魪?qiáng)度。本研究還通過自主改進(jìn)設(shè)計(jì)的地貌儀與可移動(dòng)降雨模擬試驗(yàn)室相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了未擾動(dòng)原狀溝坡重力侵蝕過程的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)觀測(cè)，陜西神木縣六道溝小流域溝坡重力侵蝕過程現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果證實(shí):(1)重力侵蝕災(zāi)害的

3、群發(fā)性特征十分明顯，其發(fā)生的頻率和規(guī)模呈冪函數(shù)分布。坡度60°、70°和80°，坡高1m和1.5m，雨強(qiáng)0.8和2.0mm/min時(shí)次降雨量50mm的參數(shù)組合的7組地形41場(chǎng)降雨共導(dǎo)致單次崩滑量大于300cm3的重力侵蝕事件為499次，平均每場(chǎng)降雨導(dǎo)致12次崩滑事件，一場(chǎng)降雨中最高可發(fā)生43次。隨著崩滑體規(guī)模的增大，重力侵蝕發(fā)生的概率呈冪函數(shù)關(guān)系減小。應(yīng)用本試驗(yàn)獲得的499次崩滑數(shù)據(jù)，得到重力侵蝕發(fā)生概率密度P和體積規(guī)模v之間的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系

4、為:P=1256.4v-1525。(2)重力侵蝕顯著影響了徑流含沙量，并對(duì)坡溝系統(tǒng)侵蝕產(chǎn)沙產(chǎn)生了重要貢獻(xiàn)。上述7組地形的31次典型崩滑事件分析發(fā)現(xiàn)，重力侵蝕發(fā)生時(shí)徑流含沙量平均值是重力侵蝕發(fā)生前的3倍;與水力侵蝕相比，重力侵蝕影響下的出口輸沙率平均增大了250％，這意味著在小流域地區(qū)的減沙方面，防治重力侵蝕的發(fā)生比其他措施更有效。(3)重力侵蝕產(chǎn)沙過程對(duì)下游溝道徑流泥沙粒徑產(chǎn)生顯著影響。上述7組地形中選取有切溝出現(xiàn)的坡度60°、70°和