泥沙的顆粒大小分布體現(xiàn)了土壤侵蝕的基本信息,分析泥沙分選特征有助于解釋坡面土壤的侵蝕過程及其作用機理。通過野外沖刷試驗(流量為15,20,30 L/min),以砒砂巖區(qū)灌叢位于坡上(SU)、坡中(SM)、坡下(SL)的灌草地和無灌叢草地(GL)為研究對象,裸地(BL)為對照,探討水流驅(qū)動條件不同灌草格局泥沙分選特征及其作用機理。結(jié)果表明:(1)植被可以通過影響水動力參數(shù)來影響泥沙顆粒的分布,不同格局泥沙顆粒隨沖刷時間及流量的增大呈粗化趨勢,粉、砂粒是該區(qū)侵蝕泥沙的主要顆粒。(2)水流剪切力、水流功率和單位水流功率均與泥沙D_V呈負相關(guān)關(guān)系,與D₀、D₁呈正相關(guān)關(guān)系;3種沖刷流量下,泥沙D_V均值分別為2.422,2.381和2.348,不同灌草格局下D_V表現(xiàn)為GL<SU<SM<SL,而D₀、D₁趨勢與D_V相反。(3)泥沙分形維數(shù)與水動力參數(shù)的關(guān)系可用指數(shù)函數(shù)和對數(shù)函數(shù)來描述,回歸分析表明,水流功率是...

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圖1試驗裝置布設(shè)及植被格局示意

表1徑流小區(qū)基本概況小區(qū)類型pH土壤容重/(g·cm-3)株高/m林冠/m×m草被蓋度/%黏粒/%粉粒/%砂粒/%BL8.041.40———0.9017.7481.38GL7.951.390.21—331.2723.1875....

圖2不同灌草格局下侵蝕泥沙顆粒特征

產(chǎn)流過程中,0～10min階段,不同格局坡面侵蝕泥沙的粒度分布均出現(xiàn)劇烈的變化,產(chǎn)流20min后逐漸趨于穩(wěn)定,這一趨勢隨流量的增加愈明顯。φ(砂粒)隨時間增加波動上升,φ(粉粒)趨勢與之相反,φ(黏粒)隨徑流過程變化幅度較小,φ(粉粒)、φ(砂粒)隨徑流過程的波動,是造成侵蝕....

圖3不同灌草格局下黏粒、粉粒和砂粒富集比

D1表征土壤顆粒分布的均勻度,數(shù)值越大則顆粒分布的不均勻度越高[12]。根據(jù)土壤顆粒分析中D1具有的物理學(xué)意義,在一定程度上可以認為,隨著D1增大,徑流對泥沙顆粒的分選程度越低。從圖4可以看出,不同格局下泥沙D1值為0.739～0.874,并總體上隨沖刷時間及沖刷流量的增加呈波動....

圖4不同灌草格局下分形維數(shù)的變化特征

為深入探究灌草格局對泥沙粒度特征的影響作用,本文引入了分形維數(shù),結(jié)果發(fā)現(xiàn)不同灌草格局間泥沙DV具有較大差異,表現(xiàn)出DV隨著灌叢與坡頂?shù)木嚯x增加而變大的趨勢。從坡面徑流“源”與“匯”的角度來看,徑流在上坡匯流較少,SU格局下,徑流通過灌叢后在坡面中下部區(qū)域受到攔截作用減少,上坡的下....

本文編號：3925278