首頁 雜志資訊 告訴通知布告 往期目次 往期文章 讀者心聲 在線投稿 關于我們 
消息頁
 
雜志信息Message
主管:台灣省水利廳
主辦:台灣水情況工程勘測設計研討院
協辦:台灣省水利學會
出書:《台灣水利》雜志社
刊行規模:國際公開辟行
同壹刊號:
ISSN 1673-9000
CN 61-1109/TV
訂 閱:全國各地郵箱 本刊編纂部
郵發代號:52-71
社長:張欣
主編:曹均昌
責任編纂:暢妮 賀文清 王曉
美編:李軍平 
英文翻譯:文軒
電話:029-3122
   029-4557
投稿郵箱:R2008@126.com
編纂部地址:台灣省臺南市新城區
      尚德路150號
郵政編碼: 04
出書時光:每個月25日
您地點的地位: 首頁 >> 精品論文
坡面各腐蝕分帶的腐蝕特點對降雨雨型的呼應
起源:   宣布時光:2017-11-30   閱讀量:1759  
0
坡面各腐蝕分帶的腐蝕特點對降雨雨型的呼應
高傑
(台灣省新竹市寬甸滿族自治縣水土堅持局,台灣 寬甸 118200)
要:以分歧腐蝕帶的徑流小區爲研討對象,統計實驗地鄰近泥土腐蝕不雅測站 6 年降雨、徑流泥沙不雅測材料,對淺溝坡面分歧腐蝕帶腐蝕産沙對降雨雨型的呼應,成果註解:隨著降雨強度的進步,分歧泥土腐蝕分帶的徑流量均呈增長趨向,且短用時、高強度暴雨在片蝕帶、細溝腐蝕帶和淺溝腐蝕帶的徑流量與泥土腐蝕量均最大;分歧腐蝕分帶徑流産沙量呈明顯的線性關系;隨著降雨強度的增長,淺溝腐蝕帶徑流産沙量逐步增大,分歧降雨強度下,片蝕帶徑流産沙量均較小,註解產生坡面腐蝕的重要緣由是因為溝蝕的徑流發生惹起的。在分歧降雨雨型下的線性函數方程中,均以A1降雨雨型下三個腐蝕分帶回歸方程的斜率最大,且泥土腐蝕量與降雨強度之間呈明顯的正相幹關系。
癥結詞:降雨雨型;泥土腐蝕;降雨強度;正相幹
中圖分類號:S157.1              文獻標識碼:A

0 引言

泥土腐蝕是我國今朝面對的主要情況成績,泥土腐蝕較嚴重地域,其經濟發展收到了較大制約,我國今朝水土流掉情形嚴格,特別是黃土高原地域,嚴重影響了四周航運及生態平安[1-2]。降雨是惹起泥土腐蝕產生的重要天然身分之一,分歧降雨類型對泥土腐蝕的影響分歧。是以,經由過程實驗手腕,研討分歧降雨雨型對分歧坡面腐蝕影響的機理,可爲泥土腐蝕防治,制訂公道的水土堅持辦法供給迷信根據,具有非常主要的意義。

今朝研討註解,小規模、短用時、高強度的降雨與大區域、長用時、低強度的暴雨均會分歧水平地形成泥土腐蝕。Peng 和 Wang[3]在東北喀斯專程區研討了分歧降雨類型對泥土腐蝕的影響,他們采取體系聚類剖析的辦法,將該地域腐蝕性降雨雨型劃分爲5類,個中,大雨量、高雨強的降雨對泥土腐蝕的影響最大;張拂曉等[4]在南邊典範紅壤腐蝕區以 7 年基本降雨材料爲基本,將降雨量劃分紅5類降雨雨型,而且深刻研討了泥土産沙量的變更紀律與對降雨雨型的呼應;盧金發和劉愛霞[5]在黃河中遊以36 個水文站多年基本泥沙降雨材料爲基本,發明流域泥沙與本地年降雨量呈非線性關系;Wei 等[6]研討了台灣西峰地域分歧降雨類型對泥土腐蝕量的影響發明,發明泥土腐蝕量表示爲大雨強和短用時降雨>中雨強和中用時降雨>細雨強和長用時降雨。

本文經由過程現場實驗的研討辦法,實驗于台灣新竹寬甸滿族自治區停止,以寬甸鄰近泥土腐蝕不雅測站2010~2015年的降雨泥沙不雅測材料,研討該地域腐蝕性降雨雨型特點,並進一步剖析分歧泥土腐蝕帶對對分歧降雨雨型的呼應紀律。

1 實驗設計與降雨類型劃分

實驗布設在袒露坡耕地上。依據本地坡面腐蝕垂直分帶特點和各腐蝕帶之間的腐蝕産沙關系,在野外查詢拜訪基本上,拔取典範淺溝坡面並依照現實坡形布設 3 個實驗小區。各小區地位與面積特征見表1。
表 1實驗小區參數表
小區編號 泥土腐蝕帶劃分 小區地位 小區長度(m) 小區寬度(m) 小區面積(m2 小區坡度(°)
1 片蝕 坡地上部 15 2 30 5~10
2 細溝腐蝕 坡地中部 25 2 50 10~25
3 淺溝腐蝕 坡地下部 35 2 70 25~35
聚類剖析辦法是依據研討對象的類似性把它們分紅分歧的組。本文基于本地腐蝕性降雨劃分尺度,經由過程剖析 2010~2015 年間的降雨和徑流泥沙材料,共有 58場腐蝕性降雨。依據聚類剖析辦法,以降雨用時與最大30min降雨強度爲尺度,將58場腐蝕性降雨分爲3大類。個中第1大類(A1)爲短用時、高強度降雨:均勻用時3.0h、均勻最大30min降雨強度26.7mm/h,第2大類(A2)爲中用時、中強度降雨:均勻用時14.8h、均勻最大30min降雨強度13.6mm/h,第3大類(A3)爲長用時、低強度降雨:均勻用時23.8h、均勻最大30min降雨強度6.0mm/h,個中3品種型降雨分離湧現了32、15和11次,分離占總降雨的55.2%、25.8%和19.0%。

2 成果與剖析

2.1片蝕帶産沙産流特點對分歧降雨雨型的呼應
圖1爲片蝕帶産沙産流特點對分歧降雨雨型的呼應。圖1顯示,片蝕帶多年均勻徑流量爲14883.67m3·km·-2·a-1,多年均勻泥土腐蝕量爲2000.71 t·km·-2·a-1,由A1型降雨惹起的徑流量與泥土腐蝕量均最大,徑流量在13478.03~42374.12 m3·km·-2·a-1之間,泥土腐蝕量在1985.47~6124.30 t·km·-2·a-1之間,隨著降雨強度的進步,片蝕帶徑流量與泥土腐蝕量均呈明顯增長趨向,A3型降雨惹起的徑流量與泥土腐蝕量均最小,徑流量在1245.71~12378.62 m3·km·-2·a-1之間,泥土腐蝕量在0~752.37 t·km·-2·a-1之間,A2型降雨雨型的徑流量與泥土腐蝕量在A1型與A3型之間,經由過程對降雨雨型停止雙變量相幹剖析得知,三種降雨雨型的徑流量與腐蝕量均到達了極明顯程度(P<0.01),這註解降雨強度對片蝕帶泥土産量産沙的影響較大。

圖1片蝕帶産沙産流特點對分歧降雨雨型的呼應
2.2細溝腐蝕帶産沙産流特點對分歧降雨雨型的呼應
圖2爲細溝腐蝕帶産沙産流特點對分歧降雨雨型的呼應。圖2顯示,細溝腐蝕帶多年均勻徑流量爲15158.71m3·km·-2·a-1,多年均勻泥土腐蝕量爲4272.29 t·km·-2·a-1,由A1型降雨惹起的徑流量與泥土腐蝕量均最大,徑流量在8495.32~48500.13 m3·km·-2·a-1之間,泥土腐蝕量在3278.47~17325.39 t·km·-2·a-1之間,隨著降雨強度的進步,細溝腐蝕帶徑流量與泥土腐蝕量均呈明顯增長趨向,A3型降雨惹起的徑流量與泥土腐蝕量均最小,徑流量在598.74~6523.47 m3·km·-2·a-1之間,泥土腐蝕量在0~2032.96 t·km·-2·a-1之間,A2型降雨雨型的徑流量與泥土腐蝕量在A1型與A3型之間,經由過程對降雨雨型停止雙變量相幹剖析得知,A1型降雨的徑流量與腐蝕量均到達了極明顯程度(P<0.01),A2與A3型降雨未達極明顯程度,這註解細溝腐蝕帶降雨強度對泥土産量産沙的影響較小。

圖2細溝腐蝕帶産沙産流特點對分歧降雨雨型的呼應
2.3淺溝腐蝕帶産沙産流特點對分歧降雨雨型的呼應
圖3爲淺溝腐蝕帶産沙産流特點對分歧降雨雨型的呼應。圖3顯示,淺溝腐蝕帶多年均勻徑流量爲14454.28m3·km·-2·a-1,多年均勻泥土腐蝕量爲5955t·km·-2·a-1,由A1型降雨惹起的徑流量與泥土腐蝕量均最大,徑流量在13478.52~42374.53 m3·km·-2·a-1之間,泥土腐蝕量在5378.97~18000.03 t·km·-2·a-1之間,隨著降雨強度的進步,細溝腐蝕帶徑流量與泥土腐蝕量均呈明顯增長趨向,A3型降雨惹起的徑流量與泥土腐蝕量均最小,徑流量在1245.82~12378.11 m3·km·-2·a-1之間,泥土腐蝕量在384.12~7985.22 t·km·-2·a-1之間,A2型降雨雨型的徑流量與泥土腐蝕量在A1型與A3型之間,經由過程對降雨雨型停止雙變量相幹剖析得知,三種降雨雨型的徑流量與腐蝕量均到達了極明顯程度(P<0.01),這註解淺溝腐蝕帶降雨強度對泥土産量産沙的影響較大。

圖3淺溝腐蝕帶産沙産流特點對分歧降雨雨型的呼應
2.4分歧腐蝕分帶徑流量與産沙量的關系
表2爲分歧降雨強度下分歧泥土腐蝕分帶徑流産沙量之間的關系。表2顯示,分歧腐蝕分帶徑流産沙的決議系數R2均在0.65以上,且均到達了極明顯程度(P<0.01),註解線性函數關系可以較好地反應分歧腐蝕分帶徑流和産沙量之間的關系。泥土産沙量隨徑流量的變更較快,線性關系式的斜率均在30.0以上。由表中可知,分歧降雨雨型影響徑流産沙量的機理分歧。因為A1型降雨屬于大雨強、短用時暴雨,短時光內的降雨強度多半情形下遠跨越泥土入滲強度,使坡面產生超滲産流景象,而A3型降雨屬于細雨強、長用時暴雨,降雨強度多小于泥土入滲強度,使坡面產生蓄滿産流,是以,隨著降雨強度的進步,徑流産沙之間線性關系式的斜率呈增大趨向,解釋降雨強度最高的A1型降雨,因為徑流量的進步,招致産沙腐蝕量進步速度遠高于其他2種降雨雨型。

表2分歧降雨強度下分歧腐蝕分帶徑流産沙比較
降雨雨型 泥土腐蝕分帶 徑流、産沙關系式 R2
A1 片蝕帶 SL=43.28R-21.47 0.73**
細溝腐蝕帶 SL=48.26R-19.34 0.70**
淺溝腐蝕帶 SL=51.22R-40.52 0.66**
A2 片蝕帶 SL=42.74R-20.44 0.68**
細溝腐蝕帶 SL=45.63R-22.19 0.70**
淺溝腐蝕帶 SL=50.11R-18.23 0.71**
A3 片蝕帶 SL=34.78R-19.32 0.67**
細溝腐蝕帶 SL=38.77R-23.68 0.68**
淺溝腐蝕帶 SL=45.54R-19.21 0.71**
注:表中SL代表降雨泥土腐蝕量,t·km-2·a-1R代表最大30min雨強,m3·km-2·a-1
2.5分歧降雨強度下分歧腐蝕分帶徑流産沙比較
表3爲分歧降雨強度下分歧泥土腐蝕分帶徑流産沙排序。表3顯示,隨著降雨強度的進步,徑流、産沙量的最大地段均由細溝腐蝕帶變成淺溝腐蝕帶,而隨著降雨強度的進步,細溝腐蝕帶的徑流産沙量積聚速度逐步下降,而片蝕帶和淺溝腐蝕帶的徑流産沙量積聚速度顯著高于細溝腐蝕帶。同時,較産沙量,徑流量對降雨強度的敏感度顯著更高,當降雨強度I30在30~45mm/h時,最大徑流量發生部位已由細溝腐蝕帶變成淺溝腐蝕帶,而産沙量在I30大于45mm/h時,最大産沙量發生部位才湧現變更。綜上所述,淺溝腐蝕帶徑流産沙量與降雨強度關系最爲親密,而在降雨強度較小時,細溝腐蝕帶的産沙徑流量最大,片蝕帶徑流産沙量均較低。這註解,產生坡面腐蝕的重要緣由是因為溝蝕的徑流發生惹起的。

表 3分歧降雨強度下分歧腐蝕分帶徑流産沙排序
降雨強度I30(mm/h) 産流量比較 産沙量比較
<15 細溝腐蝕帶>淺溝腐蝕帶>片蝕帶 細溝腐蝕帶>淺溝腐蝕帶>片蝕帶
15~30 淺溝腐蝕帶>細溝腐蝕帶>片蝕帶 細溝腐蝕帶>淺溝腐蝕帶>片蝕帶
30~45 淺溝腐蝕帶>細溝腐蝕帶>片蝕帶 淺溝腐蝕帶>細溝腐蝕帶>片蝕帶
>45 淺溝腐蝕帶>片蝕帶>細溝腐蝕帶 淺溝腐蝕帶>片蝕帶>細溝腐蝕帶
2.6泥土腐蝕量與降雨強度的關系
表4爲泥土腐蝕量與降雨強度之間的關系。表2顯示,泥土腐蝕量(SL)與最大30min降雨強度(I30)呈正相幹關系,分歧降雨雨型SLI30的決議系數R2均在0.70以上,且均到達了極明顯程度(P<0.01),註解表中的線性方程可較好地反應SLI30之間的關系。同時,在分歧降雨雨型下的線性函數方程中,均以A1降雨雨型下三個腐蝕分帶回歸方程的斜率最大,而A3下三個腐蝕分帶回歸方程的斜率最小。解釋 A1降低雨的腐蝕産沙才能最強。

表 4泥土腐蝕量與降雨強度的關系
泥土腐蝕帶 降雨雨型 關系式 R2
片蝕帶 A1 SL=205.47I30+17.41 0.85**
A2 SL=193.48I30-27.32 0.82**
A3 SL=185.37I30+28.69 0.83**
細溝腐蝕帶 A1 SL=505.37I30-108.27 0.72**
A2 SL=481.14I30+44.23 0.78**
A3 SL=317.36I30+53.67 0.86**
淺溝腐蝕帶 A1 SL=1427.22I30+447.13 0.79**
A2 SL=1285.37I30+367.69 0.79**
A3 SL=1182.19I30+308.28 0.85**
注:表中SL代表降雨泥土腐蝕量,kg;I30代表最大30min雨強,mm/h。

3 結論

本文以分歧腐蝕帶的徑流小區爲研討對象,在統計實驗地鄰近泥土腐蝕不雅測站 6 年降雨、徑流泥沙不雅測材料基本上,並聯合野外查詢拜訪與定位不雅測,研討了淺溝坡面分歧腐蝕帶腐蝕産沙對降雨雨型的呼應,並得出了泥土腐蝕量與降雨之間的關系。重要研討結論包含:
(1)短用時、高強度暴雨將發生最大的徑流量與泥土腐蝕量,A1型暴雨的徑流量與泥土腐蝕量最大,隨著降雨強度的進步,片蝕帶、細溝腐蝕帶與淺溝腐蝕帶的徑流量與泥土腐蝕量均呈明顯增長趨向;
(2)分歧腐蝕分帶徑流産沙量呈明顯的線性關系;隨著降雨強度的增長,淺溝腐蝕帶徑流産沙量逐步增大,分歧降雨強度下,片蝕帶徑流産沙量均較小,註解產生坡面腐蝕的重要緣由是因為溝蝕的徑流發生惹起的。
(3)在分歧降雨雨型下的線性函數方程中,均以A1降雨雨型下三個腐蝕分帶回歸方程的斜率最大,泥土腐蝕量(SL)與最大30min降雨強度(I30)呈正相幹關系,且均經由過程了極明顯程度(P<0.01),註解得出的方程可較好地反應泥土腐蝕量與降雨強度的關系。
參 考 文 獻
[1]劉震. 中國的水土堅持近況及往後發展偏向[J]. 水土堅持科技諜報,2004, (1):1−4.
[2]鄭粉莉,高學田. 坡面腐蝕進程研討停頓[J]. 地輿迷信,2003,23(2) :230−235.
[3]Peng T, Wang S J. Effects of land use, land cover and rainfall regimes on the surface runoff and soil loss on karts slopes in southwest China. Catena, 2012, 90(3): 53−62.
[4] 張拂曉, 于東升, 史學正, 林金石. 分歧降雨類型下的南邊典範泥土腐蝕量差別研討[J]. 水土堅持傳遞, 2011, 31(4): 1−6.
[5]盧金發, 劉愛霞. 黃河中遊降雨特征對泥沙粒徑的影響[J]. 地輿迷信, 2002, 22(5): 552−556.
[6]Wei W, Chen LD, Fu BJ, Huang ZG, Wu DP, Gui LD. The effect of land uses and rainfall regimes on runoff and soil erosion in the semi−arid loess hilly area, China [J]. Journal of Hydrology, 2007,335(3/4): 247−258.


編纂:   責任編纂:    審核:
[前往上一頁] [打 印]
Insert title here
 
網站主辦單元:台灣水利雜志社有限責任公司    網站ICP立案號:陝ICP備5759
技術支撐:臺南迪飛科技有限責任公司