黄土区工程堆积体石砾对流速及产沙影响试验研究

• 作者: 李宏伟 李建明 李艳富 王文龙 董玉锟 郭明明 黄鹏飞
• 来源期刊: 水力发电学报
• 学科: 农学
• 关键词: 工程堆积体 石砾含量 模拟降雨 流速 产沙
• 年，卷（期）: 2015,（9）
• 页码范围: 64-74
• 分类号: S157.1
• 语种: 中文
• DOI: 10.11660/slfdxb.20150909

摘要

由于堆积松散、颗粒粗、组成物质复杂、坡度大等特点,生产建设项目工程堆积体侵蚀过程与农地、撂荒地相比有较大区别,是典型的人为加速侵蚀.在各类生产建设项目工程堆积体野外调查基础上,室内概化堆积体代表性下垫面,通过人工模拟降雨试验研究堆积体中石砾对流速及产沙影响.结果表明:(1)不同石砾含量下垫面流速在产流3 min内迅速递增,随后趋于相对稳定.坡度小于25°时,含石砾坡面流速小于纯土体,此时石砾存在增加径流弯曲度,阻碍径流流动,平均稳定流速与雨强及石砾含量呈幂函数关系;而坡度大于25°时流速与雨强及石砾含量呈二元线性关系.(2)产沙率在产流前12 rain呈波动性递减,随后趋于相对稳定,初期产沙率是稳定期的1.7～3.1倍.雨强1.5 mrn/min较1.0 mm/min的平均产沙率增加82.7％～ 117.3％.坡度对堆积体产沙影响存在一个阈值,在25°左右时产沙率最大,可达其他坡度下的1.3 ～ 1.7倍.在初期及稳定期的产沙率均表现为纯土体大于含石砾坡面,可增加0.6％～28.7％,各场次降雨下产沙峰值主要集中在产流开始后的前3 min内.(3)在侵蚀初期、稳定期及整个侵蚀过程的平均产沙率均与流速呈显著相关.随雨强增大1.5倍,次降雨侵蚀量可增加74.0％ ～ 95.9％,且总体表现为纯土体侵蚀量大于含石砾坡面,产流前12 min侵蚀量可占次降雨侵蚀量的38.3％ ～ 50.7％,因此,在进行堆积体水土流失防治中,尤其要注重初期的措施配置,以减免堆积体严重侵蚀.