喀斯特裸坡土壤侵蝕模擬研究.pdf

1、土壤關(guān)系著人類的生存與發(fā)展，而喀斯特地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)敏感度高，災(zāi)變承受能力低，環(huán)境容量小，是典型的生態(tài)脆弱區(qū)，也是土壤侵蝕最嚴(yán)重的地區(qū)之一。中國(guó)喀斯特廣泛發(fā)育，按碳酸鹽巖的分布面積計(jì)（含埋藏型巖溶），可達(dá)346.3萬(wàn)km2，按含碳酸鹽巖地層出露的面積計(jì)，為206萬(wàn)km2，而按碳酸鹽巖出露面積計(jì)，也有90.7萬(wàn)km2，所以對(duì)喀斯特地區(qū)水土流失的研究刻不容緩。本文通過(guò)人工模擬降雨試驗(yàn)，研究不同孔（裂）隙度、基巖裸露率和雨強(qiáng)對(duì)地表、地下產(chǎn)流產(chǎn)沙的

2、影響，以及產(chǎn)流產(chǎn)沙隨降雨歷時(shí)的變化規(guī)律，有助于為未來(lái)喀斯特地區(qū)水土流失的研究、水土流失的評(píng)價(jià)與估量、治理措施、以及石漠化的治理措施提供理論依據(jù)。得出了以下結(jié)論:
　　1各因子對(duì)坡面產(chǎn)流的影響
　　(1)地表、地下累積產(chǎn)流量都是隨降雨強(qiáng)度增大而增大，地表徑流變幅較大，在146.5～685L范圍波動(dòng)，而地下產(chǎn)流量變幅較地表的小，變化幅度在119.5～327.3L范圍波動(dòng)。隨降雨歷時(shí)，雨強(qiáng)為30mm/h時(shí)，地表徑流量變化幅度為2L

3、，地下產(chǎn)流量變化幅度為2.5L;雨強(qiáng)為50mm/h時(shí)，地表徑流量變化幅度為6L，地下產(chǎn)流量變化幅度為5.5L;雨強(qiáng)為150mm/h時(shí)，地表徑流量變化幅度為13L，地下產(chǎn)流量變化幅度為6L，雨強(qiáng)越大，地表、地下產(chǎn)流量變化幅度越大;地表、地下產(chǎn)流量都是隨降雨歷時(shí)呈波動(dòng)性變化。
　　(2)在較小雨強(qiáng)(雨強(qiáng)為30、50mm/h)和較大基巖裸露率（基巖裸露率為50％）時(shí)，入滲率較大，降雨全部入滲，地表沒(méi)有產(chǎn)生徑流;在相同的基巖裸露率時(shí)，地表

4、、地下產(chǎn)流量隨雨強(qiáng)增大而增大;在相同雨強(qiáng)時(shí)，地表、地下產(chǎn)流量都是隨基巖裸露率增大呈波動(dòng)性變化，而不是呈正相關(guān)或負(fù)相關(guān)關(guān)系。
　　(3)在最大雨強(qiáng)(150mm/h)和最小地下孔裂隙度(1％)時(shí)，地表產(chǎn)生的徑流量最大，為758.8L;在最小雨強(qiáng)(30mm/h)和最大的地下孔裂隙度(5％)時(shí)，地表產(chǎn)生的徑流量最小，為98L;在最小雨強(qiáng)（30mm/h）和最小的地下孔裂隙度(1％)時(shí)，地下產(chǎn)生的徑流量最小，為68.1L;在最大雨強(qiáng)（150m

5、m/h）和最大的地下孔裂隙度(5％)時(shí)，地下產(chǎn)生的徑流量最大，為345.2L;在地下孔裂隙度不變情況下，地表、地下產(chǎn)流量隨雨強(qiáng)增大而增大，在雨強(qiáng)不變條件下，地表產(chǎn)流量隨地下孔裂隙度增大而減小，而地下產(chǎn)流量則相反。
　　(4)地表、地下產(chǎn)流量隨降雨歷時(shí)變化不大，都是在10L范圍內(nèi)波動(dòng);降雨強(qiáng)度不變條件下，地表產(chǎn)流量是在143.5L～629.5L范圍內(nèi)波動(dòng)，而地下產(chǎn)流量是在95L～367L范圍內(nèi)波動(dòng)，所以地表產(chǎn)流量較地下的大;地表、地

6、下產(chǎn)流量都是隨降雨歷時(shí)呈波動(dòng)性的變化;雨強(qiáng)為150mm/h時(shí)地表產(chǎn)流量變幅最大，斜率K=84.658;雨強(qiáng)為30mm/h時(shí)地下產(chǎn)流量變幅最小，斜率K=8.9083。
　　2各因子對(duì)地表土壤流失的影響
　　(1)在較小雨強(qiáng)(30mm/h)時(shí)，地表沒(méi)有產(chǎn)生推移質(zhì)流失，只產(chǎn)生懸移質(zhì)流失，由此可知地表產(chǎn)生推移質(zhì)流失具有臨界雨強(qiáng);隨雨強(qiáng)增大，地表產(chǎn)生的推移質(zhì)和懸移質(zhì)流失都增大，地表產(chǎn)生的懸移質(zhì)流失變化較大，且土壤主要是通過(guò)懸移質(zhì)流失的

7、，通過(guò)懸移質(zhì)流失的土壤占土壤地表總流失的2/3;在降雨強(qiáng)度不變時(shí)，地表產(chǎn)生的推移質(zhì)和懸移質(zhì)流失都是隨降雨歷時(shí)呈波動(dòng)性變化，且在相同雨強(qiáng)時(shí)，隨降雨歷時(shí)地表產(chǎn)生的推移質(zhì)流失變化幅度比產(chǎn)生的懸移質(zhì)流失變化幅度的大。
　　(2)在較小雨強(qiáng)(30mm/h)時(shí)，地表都沒(méi)有產(chǎn)生推移質(zhì)流失;在基巖裸露率為50％時(shí)，雨強(qiáng)為30mm/h和50mm/h時(shí)地表沒(méi)有產(chǎn)生推移質(zhì)和懸移質(zhì)流失;在巖石裸露相同時(shí)，地表產(chǎn)生的推移質(zhì)和懸移質(zhì)流失都是隨雨強(qiáng)增大而增大;

8、在相同雨強(qiáng)時(shí)，地表產(chǎn)生的土壤流失都是隨基巖裸露率的增大而呈波動(dòng)性變化;土壤主要是通過(guò)懸移質(zhì)流失的。
　　(3)在雨強(qiáng)較小(30mm/h)和地下孔裂隙度較大（3％、4％和5％）時(shí)，地表沒(méi)有產(chǎn)生推移質(zhì)流失，只產(chǎn)生懸移質(zhì)流失;在相同地下孔裂隙度時(shí)，地表產(chǎn)生的土壤流失隨雨強(qiáng)增大而增大，在相同的雨強(qiáng)時(shí)，地表產(chǎn)生的土壤流失隨地下孔裂隙度增大而減小;土壤主要以懸移質(zhì)的方式流失，在雨強(qiáng)為150mm/h時(shí)，最高流失量可達(dá)199.94g/min。

9、r>　　(4)在較小雨強(qiáng)(30mm/h)時(shí)，地表沒(méi)有產(chǎn)生推移質(zhì)流失，只產(chǎn)生懸移質(zhì)流失;地表土壤流失隨降雨歷時(shí)呈波動(dòng)性變化;隨雨強(qiáng)增大，地表土壤流失變化幅度增大，在30mm/h時(shí)，地表懸移質(zhì)流失變化幅度為4.1345，在雨強(qiáng)為150mm/h時(shí)，地表懸移質(zhì)流失的變化幅度為102.499;雨強(qiáng)為150mm/h時(shí)地表累積懸移質(zhì)變幅最大，斜率K=190.3，雨強(qiáng)為30mm/h時(shí)地表懸移質(zhì)變幅最小，斜率K=0.0817，在雨強(qiáng)為30mm/h時(shí)沒(méi)有產(chǎn)

10、生推移質(zhì)，所以累積推移質(zhì)與降雨歷時(shí)的關(guān)系是一條平行線:y=0。
　　3各因子對(duì)地下土壤流失的影響
　　(1)地下土壤流失都是通過(guò)懸移流失的，沒(méi)有通過(guò)推移流失的，所以地下土壤流失只產(chǎn)生懸移質(zhì)，沒(méi)有產(chǎn)生推移質(zhì)。隨雨強(qiáng)增大，土壤流失越大，在雨強(qiáng)為30～50mm/h時(shí)，土壤流失變化較小，在雨強(qiáng)為50～80mm/h時(shí)變化較大，而在雨強(qiáng)為120～150mm/h時(shí)變化又變小。
　　(2)在基巖裸露率不變時(shí)，土壤流失量隨雨強(qiáng)增大而增大

11、;在雨強(qiáng)不變時(shí)，地下土壤流失規(guī)律和地表土壤流失規(guī)律相似，都是隨基巖裸露率增大而呈波動(dòng)性變化。
　　(3)地下孔裂隙度不變時(shí)，土壤流失量隨雨強(qiáng)增大而增大;雨強(qiáng)不變時(shí)，土壤流失量隨地下孔裂隙度增大而增大;在雨強(qiáng)由50mm/h增大到80mm/h時(shí)，土壤流失量的變化幅度最大。
　　(4)雨強(qiáng)越大，地下土壤流失量越大;土壤流失量隨降雨歷時(shí)呈波動(dòng)性變化，雨強(qiáng)越大，土壤流失量變幅越大。雨強(qiáng)為150mm/h時(shí)地表懸移質(zhì)變幅最大，斜率K=23