野外模拟降雨条件下矿区土质道路径流产沙及细沟发育研究

Abstract

为研究矿区土质道路径流产沙及细沟形态发育特征，在野外调查的基础上，设计坡度（3&deg;、6&deg;、9&deg;、12&deg;）和雨 强（0.5、1.0、2.5、2.0、2.5、3.0 mm/min）2 个处理，在野外建立不同坡度的道路小区，采用人工模拟降雨的方法，测 定了不同处理道路径流产沙参数和细沟形态指标。结果表明：1）各坡度道路径流率为1.12～8.24 L/min，与雨强线性关 系极显著，随坡度变化不显著；除0.5 mm/min 雨强3&deg;～9&deg;坡及1.0 mm/min 雨强3&deg;坡道路径流流态为层流外，其余为紊 流，雨强-坡度交互作用（I&times;S）对流态影响显著；阻力系数只与坡度相关。2）各坡度道路剥蚀率为0.92～324.46 g/(m2&middot;s)， 与雨强、坡度和径流率呈极显著幂函数关系（R2=0.968，P&lt;0.01），道路土壤发生剥蚀的临界剪切力和临界径流功率分别 为2.15 N/m2 和0.41 W/(m2&middot;s)。3）3&deg;道路以片状侵蚀为主，6&deg;～12&deg;道路细沟发育，细沟宽深比、复杂度、割裂度和细沟 密度分别为1.80～3.75、1.07～1.55、0.20%～10.33%和0.067～2.01 m/m2，细沟发育程度是雨强和坡度交互作用（I&times;S） 的结果。4）6&deg;～12&deg;道路细沟侵蚀量占总侵蚀量比例为18.0%～57.16%，总侵蚀量与细沟宽深比、细沟复杂度、细沟割裂 度和细沟密度均呈显著的函数关系（R2=0.35～0.96，P&le;0.01），割裂度是影响土质道路总侵蚀量的最佳细沟形态因子。 结果可为矿区土质道路水土保持工程设计及生产安全提供参数支持。</p