沙层厚度和粒径组成对覆沙黄土坡面产流产沙的影响*

片沙覆盖黄土区是水蚀风蚀交错带内土壤侵蚀最为强烈的区域，研究该区内土壤侵蚀 特征可对水蚀风蚀交错带水土流失的预报及防治提供理论依据。采用室内模拟降雨，研究黄土坡面不 同覆沙厚度（2 cm、5 cm和10 cm）和沙层粒径组成（100%＜0.25 mm、75%＜0.25 mm +25%＞0.25 mm、50%＜0.25 mm +50%＞0.25 mm、未处理原沙和100%＞0.25 mm）对坡面产流产沙的影响。结果 表明，覆沙黄土坡面较黄土坡面的初始产流时间明显延长，产流速率和产流量减小，产沙速率和产沙 量增大，降雨过程中产流产沙波动性增大，且这些变化随覆沙厚度增加而明显加强；沙层粒径组成在 不同覆沙厚度下对坡面产流产沙的影响不同，2 cm覆沙厚度坡面在降雨前期随粒径变粗产流产沙呈增 大趋势，降雨后期无明显变化；5 cm覆沙厚度坡面随沙层粒径变粗产流速率呈增加趋势，降雨前期上 覆粗粒径沙层坡面的侵蚀速率高于细粒径沙层坡面，降雨后期恰好相反；10 cm覆沙厚度的坡面产流产 沙随沙层粒径组成变化不明显。典型覆沙黄土坡面的产流过程为雨水垂直入渗―沙土界面潜流―沙层 边缘渗流―地表径流，产沙过程为沙层边缘渗流侵蚀―沙层坍塌重力侵蚀―地表径流输移，明显不同 于无覆沙黄土坡面的超渗产流方式及溅蚀―片蚀―细沟侵蚀的侵蚀发展过程。</p

沙层特性对沙盖黄土坡面产流产沙变化贡献的定量分析

沙盖黄土坡面产流产沙方式独特，侵蚀过程复杂，量化降雨过程中该类坡面产流产沙变化影响因素贡献的大小对揭示其侵蚀机理具有重要的意义。本文基于室内模拟降雨试验，定量分析沙层厚度（2 cm, 5 cm和10 cm）和粒径组成（100%粒径&le;0.25 mm、75%粒径&le;0.25 mm +25%粒径﹥0.25mm、50%粒径&le;0.25 mm +50%粒径﹥0.25 mm、未处理原沙和100%粒径﹥0.25 mm）在降雨过程中对产流产沙变化的影响和贡献。结果显示：沙层厚度增厚能明显延长产流时间，减少总产流量，增加总产沙量，增大降雨过程中产流产沙的变异性；随沙层粒径组成变粗，初始产流时间和产沙量无明显变化规律，产流量有增大趋势。沙层厚度、粒径组成及二者交互作用对初始产流时间变化的贡献率分别为68.03%，15.77%和3.85%。沙层厚度对降雨不同时段15 min产流量和不同历时总产流量的贡献率分别在23.89%～52.22%和41.10%～48.94%之间，对相应产沙的贡献率分别在29.19%～62.01%和13.53%～30.31%之间。整体上沙层粒径组成变化对产流产沙量变化的贡献率小于沙层厚度，且无明显规律。沙层厚度和粒径组成交互作用对产流量和降雨中前期产沙量的影响显著（p&lt; 0.05），其对产流产沙变化的贡献率分别在13.12%～26.62%和3.22%～43.12%之间，不同降雨时段变化明显。研究结果说明，沙层厚度决定沙盖黄土坡面产流产沙过程，其和沙层粒径组成对产流产沙的影响和贡献随坡面沙层的侵蚀演化而动态变化，且二者的交互作用也不容忽视。</p