生产建设项目堆土坡面土壤侵蚀特征研究

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生产建设项目作为国家经济发展的主要动力,为建设社会主义新中国作出了杰出的贡献。目前,由于生产建设项目在建设过程中对原有地貌的改变以及扰动产生大量堆土,并且堆土受长时间裸露等外界因素的影响,在降雨和风力作用下发生土壤侵蚀,加之在裸露期间堆土防护标准低,缺少行之有效的水土流失防护与治理措施,加剧了土壤侵蚀的发育,堆土受到了降雨的冲刷,形成沟壑,严重影响生产生活,危害生态环境。
  我国对生产建设项目堆土土壤侵蚀的研究起步较晚,现阶段工作重点也多集中于西北地区土壤侵蚀问题,尤其是对东北黑土区生产建设项目的侵蚀研究较为匮乏。本文通过人工模拟降雨试验,分析了地形、坡度、降雨等因素对东北黑土区生产建设项目堆土产流、产沙过程的影响,揭示了坡面侵蚀规律,得出以下几点结论,以期对东北黑土区生产建设项目土壤侵蚀防控工作提供理论参考。
  (1)试验在各坡度、各降雨强度下,初始产流时间均在1min之内,初始产流时间随着坡度和降雨强度的增加不断提前。降雨强度和坡度对表土类坡面径流量影响显著,主要变化于6033.51ml~17047.95ml;降雨强度与坡度两者对表土类坡面侵蚀量的影响显著,随着降雨强度和坡度增加,土壤侵蚀模数分别增大7.24~16.09倍和4.7~30.72倍,且二者混合影响明显高于单一因素的影响。随着坡度变大,径流系数变大,各坡度条件下径流系数先迅速增长后趋于稳定,趋于稳定时降雨量临界值分别为22mm、14mm和18mm;含沙量随着降雨量增加先迅速减少后趋于稳定。
  (2)生产建设项目堆土坡面细沟平均宽度与平均深度受大坡度影响程度较大,细沟沟宽最终稳定在2.55~2.65cm;细沟沟深最终稳定在2.5cm~3.93cm;细沟宽深比最终稳定在1.01~1.06;各坡面细沟密度最大值均未超过100cm/m2。细沟密度能很好的表达坡面侵蚀网络发育情况,可以作为描述细沟侵蚀与细沟形态特征的优选指标,其与堆土坡度、坡面细沟平均宽度与平均深度相关系数高达0.9016、0.9383、0.8828,细沟密度对径流系数与产沙量有影响。
  (3)表土类、砂土类和山皮土类是三种常见的生产建设项目堆置体种类类型。试验发现,表土类与山皮土类和砂土类径流系数差异较大,其中表土类为0.86,砂土类为0.47,山皮土类为0.48;表土类侵蚀模数较大,砂土类和山皮土类侵蚀模数相差较小,各堆土侵蚀模数总体上先增长后相对稳定,侵蚀量表现为表土类>山皮土类>砂土类。表土类堆土坡面产生细沟数量最多,并且发育程度较大;砂土类和山皮土类坡面产生细沟较少且发育缓慢。
  (4)在降雨强度为80mm/h时,堆土雨后高度与周长数值最大,各坡度条件下,降雨历时对于雨后堆土高度与周长影响远大于降雨强度造成的影响。在降雨条件一致的情况下,高度和周长随着坡度的增加变化幅度逐渐增大。
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