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题名不同降雨-坡度黄土坡面侵蚀泥沙颗粒特征
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作者
刘壮壮
和继军
段光耀
孙莉英
蔡强国
黎雪晴
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机构
首都师范大学城市环境过程和数字模拟国家重点实验室培育基地
中国科学院地理科学与资源研究所
中国科学院大学资源与环境学院
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出处
《生态学报》
北大核心
2025年第13期6427-6436,共10页
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基金
国家自然科学基金(52179071,41977069)。
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文摘
为探究不同降雨和坡度条件下黄土坡面侵蚀泥沙粒径分布及分选特征,更好地理解黄土坡面泥沙分离、输移和沉积过程,该研究以黄土高原两种典型土壤(黄土、沙黄土)为研究对象,在模拟人工降雨实验条件下,开展了10 m坡长下不同坡度(5°、7.5°、10°和15°)和降雨强度(60 mm/h和90 mm/h)条件下坡面侵蚀过程以及泥沙颗粒变化特征研究。结果表明:(1)60 mm/h雨强时,两种土壤侵蚀泥沙颗粒主要由粉粒和细砂组成,其含量占整个泥沙侵蚀量的65%—95%,且黄土、沙黄土分别在5°和7.5°以及7.5°和10°之间存在临界坡度,导致粉粒和细砂侵蚀规律相反;90 mm/h雨强时,两种土壤侵蚀泥沙颗粒级配更接近原状土。(2)60 mm/h雨强下,黄土和沙黄土黏粒富集率(Enrichment Ratio,ER)<1,粉粒的ER接近1,细砂粒的ER>1,侵蚀泥沙颗粒以细砂的富集为主。90 mm/h雨强下,两种土壤富集率规律相反,黄土仍以细砂的富集为主,沙黄土以黏粒的富集为主。(3)60 mm/h雨强下,各坡面随着降雨的持续,两种土壤d_(50)值呈现降低的趋势,且d_(50)值随坡度增加而减小;90 mm/h雨强下,两种侵蚀泥沙颗粒级配会更快速接近稳定。研究结果旨在揭示两种土壤侵蚀过程中泥沙粒径的变化规律,以期为黄土坡面流失机理的深入理解提供数据支撑和理论依据。
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关键词
模拟降雨
土壤侵蚀
颗粒分选
富集率
黄土
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Keywords
simulated rainfall
soil erosion
particle sorting
enrichment rate
loess
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分类号
S157.1
[农业科学—土壤学]
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题名黄土坡面细沟侵蚀形态特征及横断面分异性
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作者
刘庆
沈东辉
和继军
刘壮壮
孙莉英
蔡强国
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机构
首都师范大学城市环境过程和数字模拟国家重点实验室培育基地水资源安全北京实验室
水利部科技推广中心
中国科学院地理科学与资源研究所
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出处
《水土保持学报》
北大核心
2025年第2期30-39,47,共11页
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基金
国家自然科学基金项目(52179071,41977069)。
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文摘
[目的]为探究细沟侵蚀及其形态特征的变化规律和横断面分布特征。[方法]通过室内人工模拟降雨试验和三维激光扫描技术,分析不同降雨强度和坡度条件下细沟侵蚀产流产沙和细沟形态分布特征。[结果] 1)降雨强度增大时,坡面产流产沙增幅显著,90 mm/h降雨强度时,细沟侵蚀量对总侵蚀量的贡献率达90%以上。2)细沟宽度、深度和细沟割裂度受降雨强度的影响明显,且均呈不同程度的增加,细沟割裂度、细沟最大深度与细沟侵蚀量呈极显著正相关。3)细沟横断面沿坡向变化较大,沟壁崩塌现象明显,60 mm/h降雨强度时细沟横断面多呈“窄浅”型分布,90 mm/h降雨强度时,细沟总体表现为沟头和细沟下部横断面呈“窄浅”型,在细沟中部表现为“宽深”型,细沟中部侵蚀较为严重。4)60 mm/h降雨强度时,细沟横断面指标总体为0.46~0.79,90 mm/h降雨强度时总体为0.41~0.85;90 mm/h降雨强度时,随着坡度的增加,细沟横断面指标波动性增强,表明细沟横断面空间分异性更加明显,细沟横断面形态的变化趋于不规则。[结论]研究结果为细沟侵蚀防治提供一定理论支持。
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关键词
细沟侵蚀
降雨强度
细沟形态参数
细沟横断面
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Keywords
rill erosion
rainfall intensity
rill morphological parameters
rill cross section
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分类号
S157.1
[农业科学—土壤学]
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题名极端降雨条件下黄土沟壑区细沟侵蚀形态特征
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作者
刘庆
沈东辉
和继军
程群峰
蔡强国
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机构
首都师范大学城市环境过程和数字模拟国家重点实验室培育基地
水利部科技推广中心
中国科学院地理科学与资源研究所
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出处
《中国水土保持科学》
北大核心
2025年第3期42-52,共11页
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基金
国家自然科学基金“黄土丘陵沟壑区坡面侵蚀过程对临界坡长的响应机制”(52179071),“黄土坡面细沟形态与土壤再分布空间特征的耦合机制研究”(41977069)。
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文摘
不同条件下细沟形态各不相同。研究细沟形态参数可以准确表征细沟侵蚀规律。通过人工模拟降雨试验和三维激光扫描技术,采用90 mm/h降雨强度和(5°、7.5°、10°和15°)4种坡度,分别对坡面产流产沙规律与细沟形态变化特征进行深入研究。结果表明:1)随坡度增加,坡面初始产流时间相对延后;细沟侵蚀阶段相比片蚀阶段,平均径流量分别增加14%、47%、41%和56%,平均产沙率分别增加3.2、14.5、7.5和17.8倍;细沟发育以沟头溯源侵蚀为主,并伴随剧烈的崩塌。2)细沟宽度、深度波动范围较大,细沟宽深比总体呈减小的趋势,细沟表面积、细沟体积与平均横截面积大小表现为15°>7.5°>10°>5°。3)细沟发育完成后,等高线偏移度在4~10 m处显著增大,地表粗糙度主要在中下坡增加,地表粗糙度大小与细沟的复杂程度密切相关。4)坡面总产沙量与细沟体积呈极显著正相关关系,坡面总径流量与细沟平均宽深比具有显著正相关关系。研究结果可为定量研究细沟侵蚀及生态保护提供一定的理论支持。
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关键词
细沟侵蚀
三维激光扫描
细沟形态参数
地形参数
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Keywords
rill erosion
3D laser scanning
rill morphological parameters
topographic parameters
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分类号
S157.1
[农业科学—土壤学]
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