水流驱动下不同灌草格局对泥沙分选特征的影响

发布时间：2024-03-10 20:33

　　泥沙的颗粒大小分布体现了土壤侵蚀的基本信息,分析泥沙分选特征有助于解释坡面土壤的侵蚀过程及其作用机理。通过野外冲刷试验(流量为15,20,30 L/min),以砒砂岩区灌丛位于坡上(SU)、坡中(SM)、坡下(SL)的灌草地和无灌丛草地(GL)为研究对象,裸地(BL)为对照,探讨水流驱动条件不同灌草格局泥沙分选特征及其作用机理。结果表明:(1)植被可以通过影响水动力参数来影响泥沙颗粒的分布,不同格局泥沙颗粒随冲刷时间及流量的增大呈粗化趋势,粉、砂粒是该区侵蚀泥沙的主要颗粒。(2)水流剪切力、水流功率和单位水流功率均与泥沙D_V呈负相关关系,与D₀、D₁呈正相关关系;3种冲刷流量下,泥沙D_V均值分别为2.422,2.381和2.348,不同灌草格局下D_V表现为GL<SU<SM<SL,而D₀、D₁趋势与D_V相反。(3)泥沙分形维数与水动力参数的关系可用指数函数和对数函数来描述,回归分析表明,水流功率是...

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【部分图文】：

图1试验装置布设及植被格局示意

表1径流小区基本概况小区类型pH土壤容重/(g·cm-3)株高/m林冠/m×m草被盖度/%黏粒/%粉粒/%砂粒/%BL8.041.40———0.9017.7481.38GL7.951.390.21—331.2723.1875....

图2不同灌草格局下侵蚀泥沙颗粒特征

产流过程中,0～10min阶段,不同格局坡面侵蚀泥沙的粒度分布均出现剧烈的变化,产流20min后逐渐趋于稳定,这一趋势随流量的增加愈明显。φ(砂粒)随时间增加波动上升,φ(粉粒)趋势与之相反,φ(黏粒)随径流过程变化幅度较小,φ(粉粒)、φ(砂粒)随径流过程的波动,是造成侵蚀....

图3不同灌草格局下黏粒、粉粒和砂粒富集比

D1表征土壤颗粒分布的均匀度,数值越大则颗粒分布的不均匀度越高[12]。根据土壤颗粒分析中D1具有的物理学意义,在一定程度上可以认为,随着D1增大,径流对泥沙颗粒的分选程度越低。从图4可以看出,不同格局下泥沙D1值为0.739～0.874,并总体上随冲刷时间及冲刷流量的增加呈波动....

图4不同灌草格局下分形维数的变化特征

为深入探究灌草格局对泥沙粒度特征的影响作用,本文引入了分形维数,结果发现不同灌草格局间泥沙DV具有较大差异,表现出DV随着灌丛与坡顶的距离增加而变大的趋势。从坡面径流“源”与“汇”的角度来看,径流在上坡汇流较少,SU格局下,径流通过灌丛后在坡面中下部区域受到拦截作用减少,上坡的下....

本文编号：3925278