【摘要】：土壤侵蝕已經(jīng)成為威脅現(xiàn)代社會(huì)和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的全球性環(huán)境問(wèn)題,以小流域?yàn)閱卧獙?shí)施水土流失綜合治理是我國(guó)水土保持工作的成功經(jīng)驗(yàn)。坡溝系統(tǒng)作為溝道小流域沿水流匯流方向自坡面至溝底之間的溝間地與溝谷地連續(xù)分布組成的基本結(jié)構(gòu)體,既是開(kāi)展土壤侵蝕規(guī)律研究的基本單元,也是溝道小流域水土流失治理的基本單元,對(duì)其侵蝕現(xiàn)象與規(guī)律的探究可以為坡溝水土保持措施優(yōu)化配置提供科學(xué)依據(jù),對(duì)于恢復(fù)和重建生態(tài)環(huán)境具有重要意義。本論文利用黃河水利科學(xué)研究院模型黃河基地黃土高原模型試驗(yàn)大廳的全自動(dòng)控制人工降雨系統(tǒng)及坡溝系統(tǒng)概化模型和Faro Focus 3D三維激光掃描儀,在66mm/h、85mm/h和120mm/h三種降雨強(qiáng)度條件下開(kāi)展坡溝系統(tǒng)不同發(fā)育階段的侵蝕分布及水沙輸移規(guī)律試驗(yàn)研究,得出以下結(jié)論:(1)坡溝系統(tǒng)侵蝕產(chǎn)沙時(shí)段分布特征在歷時(shí)100 min的降雨過(guò)程中,前30 min降雨時(shí)段內(nèi)產(chǎn)沙過(guò)程呈明顯的增加趨勢(shì),30~60 min降雨時(shí)段內(nèi)產(chǎn)沙過(guò)程相對(duì)處于波動(dòng)穩(wěn)定狀態(tài),60 min之后侵蝕過(guò)程又進(jìn)入一個(gè)新的波動(dòng)增加階段。(2)坡溝系統(tǒng)徑流沿程含沙量時(shí)空分布特征隨降雨的進(jìn)行,坡溝系統(tǒng)各斷面的徑流含沙量也呈波動(dòng)增加趨勢(shì),尤其以溝坡部分和坡面下部為最明顯。實(shí)驗(yàn)表明,隨降雨歷時(shí)的延長(zhǎng),66 mm/h降雨,隨降雨歷時(shí)延長(zhǎng),坡溝系統(tǒng)發(fā)育至坡面底部5斷面,85 mm/h和120 mm/h降雨,坡溝系統(tǒng)坡溝過(guò)渡地帶的侵蝕溝均溯源侵蝕發(fā)展至坡面中部3、4斷面,斷面3-4部位的含沙量數(shù)據(jù)點(diǎn)隨著降雨階段的增加而波動(dòng)抬高,尤其是120mm/h降雨條件下,這種現(xiàn)象更加明顯,坡溝系統(tǒng)徑流含沙量的時(shí)空分布特征是其侵蝕發(fā)育過(guò)程的直接反應(yīng),可見(jiàn),85 mm/h和120mm/h降雨對(duì)坡溝系統(tǒng)地表形態(tài)損壞更嚴(yán)重,坡溝系統(tǒng)溝坡中部和坡溝系統(tǒng)過(guò)渡區(qū)域?yàn)榍治g易發(fā)區(qū)域。(3)坡溝系統(tǒng)水沙輸移關(guān)系利用試驗(yàn)條件下坡溝系統(tǒng)徑流產(chǎn)沙觀測(cè)數(shù)據(jù),對(duì)3種雨強(qiáng)下坡溝系統(tǒng)含沙量(Sp-g)、坡面徑流含沙量(Sp)和溝坡徑流含沙量(Sg)在6個(gè)降雨時(shí)段的分析表明:隨降雨歷時(shí)的延長(zhǎng)(降雨時(shí)段的延續(xù)),徑流含沙量總體呈增加趨勢(shì),尤其是85 mm/h和120 mm/h降雨更加明顯;在85 mm/h和120 mm/h雨強(qiáng)條件下,Sp-g與Sp和Sg均呈正相關(guān)關(guān)系;在66 mm/h雨強(qiáng)條件下,Sp-g與Sg呈正相關(guān),與Sp呈負(fù)相關(guān);進(jìn)一步分析Sg和Sp的系數(shù)發(fā)現(xiàn),66mm/h雨強(qiáng)條件下Sg和Sp的系數(shù)比為1.36:1.00,85 mm/h和120 mm/h雨強(qiáng)下Sg和Sp的系數(shù)比分別為3.18:1.00和29.35:1.00,說(shuō)明雨強(qiáng)越大,溝坡產(chǎn)沙對(duì)坡溝系統(tǒng)徑流含沙量增沙程度越強(qiáng)。
【圖文】：

為坡溝系統(tǒng)水沙分析、坡溝系統(tǒng)措施評(píng)價(jià)和生態(tài)措施布設(shè)提供理論間分布及水土保持措施的調(diào)控作用提供試驗(yàn)支撐，為黃土高原地區(qū)水優(yōu)化配置和水沙調(diào)控措施提供科學(xué)指導(dǎo)。內(nèi)外研究現(xiàn)狀高原大的地貌單元可劃分為溝間地和溝谷地兩種形態(tài)。一般以溝緣種梁峁頂面和斜坡、以及塬面與臺(tái)塬面等所構(gòu)成的溝間地，下部為由、干溝、河溝等溝道所構(gòu)成的溝谷地。在黃土高原溝道小流域內(nèi)的分縱向斜坡剖面上，溝間地與溝谷地常沿垂向展布，相應(yīng)的各種侵蝕微垂向排列格局，該區(qū)域所發(fā)生的各種土壤侵蝕現(xiàn)象都有相似的規(guī)律與溝谷地及各種環(huán)境要素所構(gòu)成的，，具有獨(dú)特結(jié)構(gòu)與功能的區(qū)域空為坡溝系統(tǒng)。坡溝系統(tǒng)是關(guān)于溝道小流域地形連續(xù)分布特征而定義向從坡面到溝道底部之間由溝間地和溝谷地連續(xù)分布組成的基本結(jié)分水嶺到溝底、溝間地向溝谷地過(guò)渡形成的具有沿垂向連續(xù)分布的地圖 1-2)，是研究溝道小流域土壤侵蝕規(guī)律和水土保持措施布設(shè)的基本

該區(qū)域所發(fā)生的各種土壤侵蝕現(xiàn)象都有相似的規(guī)谷地及各種環(huán)境要素所構(gòu)成的，具有獨(dú)特結(jié)構(gòu)與功能的區(qū)域溝系統(tǒng)。坡溝系統(tǒng)是關(guān)于溝道小流域地形連續(xù)分布特征而定從坡面到溝道底部之間由溝間地和溝谷地連續(xù)分布組成的基嶺到溝底、溝間地向溝谷地過(guò)渡形成的具有沿垂向連續(xù)分布1-2)，是研究溝道小流域土壤侵蝕規(guī)律和水土保持措施布設(shè)的圖 1-1 坡溝系統(tǒng)實(shí)景照片F(xiàn)igure 1-1 The photos of slope gully system坡面 溝坡坡面
【學(xué)位授予單位】：華北水利水電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：S157.1

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本文編號(hào)：2531480