坡度在坡面侵蚀中的作用*

本文分析了坡度在坡面侵蚀中的作用,包括不同坡度下被蚀体的特征差异,坡度对坡面溅蚀、坡面入渗、坡面径流及坡面侵蚀的影响,最后从理论上阐明了坡面侵蚀中的临界坡度。     

论坡面侵蚀的临界坡度

尽管对坡面水力侵蚀中的临界坡度已作了大量研究，但对临界坡度的大小目前仍无一致结论。本文从坡面流的能量理论出发，对临界坡度进行了研究。结果表明，在流量一定时临界坡度在２４°－２９°之间，其大小视坡面水深与大于等于８４％的坡面颗粒的粒径而定。这一结果与众多室内外试验结果一致，从而从理论上解决了临界坡度的大小问题。     

坡面侵蚀水沙流时间变化特征的模拟实验

多坡段实验模型以黄土丘陵沟壑区垂向上梁峁坡面与沟谷坡面构成的坡沟系统为原型,采用人工降雨模拟实验方法,对坡沟系统土壤侵蚀链内降雨径流产沙随时间变化的规律进行了系统的研究。结果表明:雨强29 7mm/h时36′40″开始产流,60 5mm/h时3′43″产流,90 2mm/h时2′30″产流。雨强29 7mm/h时侵蚀过程以面蚀为主,产沙起伏20min出现一次。60 5mm/h时以面蚀与细沟蚀为主,35°陡坡伴有崩塌、滑塌等重力侵蚀,产沙波动平均12min出现一次。雨强90 2mm/h时坡面上细沟发育充分,有细沟合并及出现浅沟侵蚀现象,35°坡崩塌、滑塌剧烈,产沙过程波动频繁,每10min一次。雨强29 7mm/h时单位流量的产沙量为0 10kg/L;雨强60 5mm/h时为0 30kg/L;雨强90 2mm/h时为0 41kg/L。流量的大小影响了侵蚀方式和形态分异的程度,使产沙过程出现强弱相间的波动性特点。     

坡地过程及退化坡地恢复整治研究——以三峡库区紫色土坡地为例

本文以长江三峡库区紫色土坡地的定点试验研究成果为依据,阐明了该类坡地退化的关键因子中的坡度,以及土壤粒径、有机质及Ｎ、Ｐ、Ｋ流失的规律。研究表明,坡面片蚀最大侵蚀量的坡度为２４°～２９°;侵蚀的主要粒径为粉砂和粘粒,土壤有机质及速效Ｎ、Ｐ、Ｋ主要是随粉砂和粘粒流失而流失。在对工程的（石坎梯田）、农业的（等高耕作）和生物的（植物篱技术）措施对比后,认为采用植物篱技术是退化坡地恢复整治可供选择的良好途径。     

坡面侵蚀过程中细沟水流动力学参数估算探讨

细沟侵蚀是坡面侵蚀的主要方式 ,在坡面侵蚀产沙及其输移过程中占有重要的地位和作用。通过放水冲刷试验 ,测定并研究了坡面细沟中径流的水力要素特征及其相互关系。试验中坡度采用 6° ,10°,12°和 15°共 4级 ,径流流量变化控制在 40～ 5 0 0ml/s之间。结果表明 ,黄土陡坡上细沟径流的流速、过水断面宽度 ,以及径流深都能表示成径流量和坡度的函数。在确定坡面细沟流各水力要素间关系指数的基础上 ,探讨了用径流量和坡度因子估算细沟径流水力参数的方法。经用实测资料验证 ,在实验土壤及流量、坡度条件下 ,用文中提出的方法估算的细沟径流深具有一定的精度。     

黄土坡面产流产沙过程及微地形变化特征

坡面土壤侵蚀过程不仅可以通过坡面的产流产沙过程反映,还可以通过降雨过程中坡面微地形变化特征来反映。对9°、12°、15°、20°、25°坡度下面积较小坡面模拟降雨,获取降雨过程中径流泥沙数据及降雨前后坡面微地形变化数据。结果显示：（1）初始产流时间随着坡度的增加先增加后减小,且初始产流时间较长;（2）15°、20°时的产流率不稳定,18 min后产沙率规则性波动起伏;（3）随着坡度的增大,降雨过程后坡面比表面积值随着坡度的增大而增大,坡面的高程变异系数都有所增大。     

缓坡坡面径流在土粒分散阶段的作用

通过水文及水力理论 ,采用微积分方法推得超渗产流模式下 ,均匀降雨在平整坡面单位面积上产生的径流能量为(ρg/ 4)Lqsin2θ ;在 3°～ 15°坡面上 ,模拟黄土高原暴雨的特征雨强 (0 8mm/min～ 4 0mm/min) ,控制相同水量 ,分别以径流形式及降雨形式及降雨形式作用于 1m× 1m坡面小区 ,测量其产生的分散土粒量 ,发现坡度对分散量的影响远大于径流的影响 ,雨滴击溅产生的松散颗粒占总分散量的百分数随坡度增大呈下降趋势 ,径流产生的则恰相反 ,随坡度增大呈上升趋势 ,从6°时的 2 0 %上升为 15°时的 70 % ,说明其存在一个两者相等的临界坡度 (在实验条件下约为 2 1°) ,坡度大于这个值 ,径流的冲刷量将大于雨滴的击溅量     

黄土丘陵沟壑区坡面土壤侵蚀的临界坡度

坡度是重要的地貌因子.采用岔巴沟径流场和王家沟径流场资料,首先研究坡度与最大30 min雨强(I30)对土壤侵蚀影响,然后确定了主导侵蚀为溅蚀片蚀与主导侵蚀为细沟侵蚀之间的临界雨强,最后探讨了不同侵蚀类型下的临界坡度.结果表明:1.坡度与降雨强度存在明显的交互作用,随着坡度的增大,雨强对土壤侵蚀的影响增大;2.团山沟的溅蚀片蚀与细沟之间的临界I30为0.31 mm/min,同时,该临界雨强不是一定值,受下垫面因素等影响而具有一定的波动范围;3.以溅蚀片蚀为主时,土壤侵蚀存在一个＜31°的临界坡度,侵蚀模数随坡度的变化趋势与径流模数随坡度变化的趋势相同,从9°～31°土壤侵蚀模数随坡度增加是先增加后减小;以细沟侵蚀为主时,在9°～31°间土壤侵蚀不存在临界坡度,土壤侵蚀模数随坡度的变化趋势与径流含沙量随坡度变化的趋势相同,从9°～31°土壤侵蚀模数随坡度增加先逐渐增加后缓慢增加,临界坡度＞31°.     

紫色土坡面降雨侵蚀试验研究

坡面水蚀的主要侵蚀动力来自降雨及其产生的地表径流,将坡面水蚀过程分为降雨侵蚀和径流侵蚀,可以从侵蚀动力、侵蚀特征差异与侵蚀规律等方面研究坡面水蚀过程与机理。应用人工模拟降雨及微小区测定技术,以大田紫色土为研究对象,模拟和测定不同雨强与不同坡度条件下降雨侵蚀过程和侵蚀量,揭示以降雨为主要动力的土壤降雨侵蚀特征和规律。研究结果表明：(1)小雨强(＜67．26 mm/h)下,紫色土坡面降雨侵蚀率具有稳定性,随着降雨历时的增加变化微小；大雨强(106．57 mm/h)下,降雨侵蚀率随降雨历时增加呈上下波动；(2)紫色土降雨侵蚀率与降雨强度呈线性相关,随降雨强度增加而直线增加；(3)降雨侵蚀率与坡度符合二次抛物线关系,随坡度的增加出现临界坡度,且临界坡度随雨强的变化而改变。在中小雨强(18．06～67．26 mm/h)条件下,临界坡度SK的变化范围在17°～19°。在大雨强条件下,临界坡度有逐渐增大的趋势；(4)当坡度与雨强共同影响产沙效应时,坡度对降雨侵蚀的影响较小,雨强能掩盖坡度对产沙的贡献。     

坡面径流冲刷及泥沙输移特征的试验研究

通过室内放水冲刷试验,对坡面细沟侵蚀发生的临界条件、细沟发展过程中的侵蚀产沙特征、以及影响细沟侵蚀产沙的因素进行了分析研究,得出了试验土条件下产生细沟的临界流量与坡面坡度的关系式.在分析产沙变化的基础上,探讨了细沟侵蚀量随径流量和坡面倾斜度的变化规律.     

试论土地侵蚀

建议用“土地侵蚀”一词取代“水土流失”这个术语．土地侵蚀是地球陆地表面的固体组成物质（岩土体）在内外营力和人为作用下，发生的风化、运移和堆积过程．按土地利用实情，土地侵蚀分为土壤侵蚀、矿山侵蚀、道路侵蚀、城镇侵蚀、岸坡侵蚀和本利用地侵蚀等．     

Eolian Dust Erosion from an Agricultural Field on the North Carolina Coastal Plain

Eolian erosion typically has not been considered a significant process on the humid southeastern coastal plain of the United States. A preliminary study of eolian erosion from an agricultural field was undertaken during the late winter of 2002 and early spring of 1999. During those times local agricultural practices leave fields bare while frontal systems produce frequent high wind events. Dust emissions were measured with two samplers; modified Wilson and Cooke passive dust traps and high-volume air samplers. Results of the study indicate that wind erosion is a significant process on agricultural fields of the North Carolina Coastal plain. Dust flux off of the field during the largest of five measured events was estimated as high as 126 kg/m with total losses of 3070 kg/ha. Atmospheric concentrations of suspended material were measured at 58,815 μgm^-3. Sediment erosion was not evenly distributed across the field. Erosion was focused over soils that are better drained. Low levels of soil moisture did not eliminate erosion but instead produced pulses of sediment emission as sustained wind continually dried then activated sequential layers of the field surface. Soil moisture and topography appear to be the primary controls on spatial erosion differences and soil characteristics likely play a secondary role.     

Measuring erosion rates on exposed limestone residuum using erosion pins: a 10-year record

Abstract

Erosion rates in residual limestone soils in a humid climate were measured for 10 years at one site, and for 4 years at another site, using erosion pins. Erosion pins were placed in gully floors and on convex divides between adjacent gullies, on abandoned land where vegetation had been removed. We measured an average erosion rate of 20 mm yr^?1 over 10 years at one site and only 5 mm yr^?1 over 4 years at another site where chert gravel was common on the surface. The 10-year average erosion rate of divides (26 mm yr^?1) was significantly greater than the average erosion rate of gullies (14 mm yr^?1), suggesting control by different processes, some of which may be seasonal. In winter, it was observed that frost action produced a thin layer of loose soil on the surface of divides. In summer, a hardpan developed on divides, as the soil loosened by winter frosts was transported to gullies, likely by rainsplash or dry ravel. The diffusive processes of frost action, rainsplash, and dry ravel appear to shape the convex divides in this study. Down-cutting of gullies requires channelized flow produced by intense rainfall, which is more common in summer for this location.     

坡面土壤侵蚀过程研究进展

基于土壤侵蚀发生方式,重点评述了坡面雨滴溅蚀、薄层水流侵蚀、细沟侵蚀和浅沟侵蚀的研究进展,指出了各自研究中存在的问题,并提出坡面侵蚀过程中亟待加强的研究领域。     

澜沧江典型对比流域水力侵蚀快速调查与评价

根据水力侵蚀面蚀和沟蚀两种不同侵蚀形态发生过程尺度空间大小不一的侵蚀特点,确定了研究区面蚀和沟蚀的不同调查评价方法.面蚀的发生过程空间尺度小,选用小区调查方法进行,而沟蚀的发生过程尺度空间大,在典型调查小流域尺度进行全面调查.然后在两种尺度下,分析形成沟蚀和面蚀的影响因素,进行沟蚀程度和面蚀强度分级,并把研究成果展延到澜沧江凤庆河流域和晓街河流域.最后,以在典型调查小流域的研究结果为对照判别依据,判断风庆河和晓街河流域的土壤侵蚀状况.结果显示,澜沧江典型流域的面蚀强度差异不大,沟蚀是造成不同流域土壤侵蚀和沟道输沙差异的主要水力侵蚀形式.     

西藏自治区土壤侵蚀类型研究

西藏自治区地域辽阔,地势高亢,土壤侵蚀类型复杂多样。根据调查和研究,在论述了西藏自治区土壤侵蚀环境背景以及土壤侵蚀营力作用的基础上,归纳总结了西藏土壤侵蚀类型的特征,重点论述了冻融侵蚀类型分布范围、强度,评价指标体系及分布规律,为西藏水土保持生态建设提供一定的科学依据。     

道路侵蚀研究进展

道路建设的加速会引发道路侵蚀的加剧, 继而对生态环境产生很大的压力, 为了减轻或控 制道路侵蚀, 必须了解道路侵蚀的特征, 找出有效的防治措施。道路建设是对当地地形的改造, 开 挖以及填埋等扰动活动, 会在原来地貌上形成不同的微地形, 它们各有特点, 形成不同的侵蚀特 征。不同的道路部位侵蚀机理和侵蚀过程差别很大, 现有研究对各个部位的侵蚀强度进行了比 较, 但结果并不一致。与其他用地相比, 道路用地显著的改变了土壤的物理水文性质, 加速了产流 产沙过程。尤其对一个流域而言, 道路的线性特征使其成为汇流引流的重要途径, 直接影响着流 域的行洪泄洪, 而在这方面的研究较少。道路侵蚀预报仍然集中在经验统计模型的研究上, 由于 经验模型固有的弊端, 不能明确反映侵蚀的机理, 物理模型的研究更加迫切, 尤其结合已有的农 地侵蚀的过程模型更是加强的重点。道路侵蚀的防治措施主要包括工程措施, 生物措施以及两者 的组合, 其水保效益都比较明显, 但也往往受到当地自然环境和经济条件的限制。本文总结了国 内外道路侵蚀研究成果, 结合存在的问题指出了今后加强研究的重点, 对理解道路侵蚀机理, 开 展道路侵蚀防治具有一定的指导意义。     

基于地貌演进背景的流域自然与人为侵蚀定量评估--以鲁中南山地为例

在GIS软件的支持下,计算了鲁中南山地及其各流域的高程积分并判定了其地貌侵蚀阶段,对鲁中南山地第四纪平均侵蚀量作了初步估算.通过侵蚀指数、自然侵蚀指数、人为侵蚀指数等指标的构建,计算了鲁中南山地各流域水土流失的自然侵蚀背景,进而得出人为侵蚀强度的流域差异.研究表明,鲁中南山地整体的自然侵蚀速率约为0.17 mm/a,大致相当于实际侵蚀的1/4,人为侵蚀强度较大;自然侵蚀强烈的流域主要分布在研究区北部,而人为侵蚀严重的流域主要分布在研究区东南部.提出了地貌演进背景下水土流失自然（地貌）侵蚀与人为侵蚀定量评估的技术方案,对鲁中南山地水土保持工作的政策措施提出了建议.     

黄土高原侵蚀期研究

黄土高原在沉积的同时也存在着侵蚀,主要是流水、重力等因素造成的。这种侵蚀会受到气候、构造运动以及人类活动控制。资料显示,黄土高原存在3种基本的侵蚀期,一是气候侵蚀期,二是构造侵蚀期,三是人为因素侵蚀期。此外还有气候与构造共同作用产生的侵蚀期和构造与人类共同作用产生的侵蚀期。温湿期风尘堆积少,降水量增多,流水动力增强,是黄土高原理论上的侵蚀期。构造抬升引起侵蚀基准面下降,进而导致黄土高原加快侵蚀,出现构造侵蚀期。人类活动破坏了黄土高原的植被和土层结构,导致黄土高原侵蚀加剧,从而出现了人类因素引起的现代侵蚀加速期。在黄土发育的冷干期,由于植被稀疏,侵蚀量大于温湿期,但堆积量远大于侵蚀量。要改变现代侵蚀状况,就应当加强黄土高原生态环境治理。