崩岗崩壁土壤水分运移规律与入渗优先流特征研究

摘要

崩岗是我国南方厚层花岗岩风化地区危害最为严重的土壤侵蚀类型之一，而岩石土体水分又是导致崩岗侵蚀发展的主要因素之一。本文以福建省安溪县的典型崩岗为研究对象，通过野外监测与室内数据处理相结合的方法，采集土壤水分和雨量计数据，分析研究崩岗崩壁不同土体不同深度土壤水分对降雨的响应机制，并通过野外染色示踪试验和室内图像提取技术的方法，采集崩壁染色剖面图像信息，分析崩壁土壤水分运移特征。试验结论如下：
　　（1）崩壁各土层不同深度土壤水分含量均受降雨量、降雨历时和降雨强度的影响。各土层不同深度土壤水分对降雨响应具有滞后性，尤其是在降雨量较大时滞后效应更明显，各土层在水平方向上每0.1m滞后2h。
　　（2）通过对崩壁各土层不同深度土壤脱湿过程分析得出，崩壁各土层释水历时远比吸水时间更长。三个土层中红土层的释水能力最强，土壤水分流失速度明显高于砂土层和碎屑层。降雨量越大，崩壁各土层降幅越大，崩壁各土层在水平方向上10cm的土壤脱湿速率较快。
　　（3）红土层优先流现象明显，平均染色面积比例小，亮蓝染色剖面分布呈条带状，其染色面积随深度的增加而缓慢下降；砂土层和碎屑层平均染色比例较大，亮蓝染色剖面呈块状均匀分布，并随深度的增加表现为先缓慢下降后迅速下降的变化趋势。崩壁24h染色示踪试验表明，在水平方向上砂土层0~9cm和碎屑层0~13cm深度范围内的水分运动变化最为明显。
　　（4）崩壁各土层中红土层的水分运移速率最快，其次是砂土层和碎屑层。崩壁在水平方向上0.2m以内的土体水分运动变化较为明显，加上崩壁土壤持水能力和渗透性能较差，土体吸水易膨胀产生裂隙，表层土壤在不断吸水和脱水过程后产生更大的裂隙，从而导致崩塌的发生。

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1. 前言

1.1 研究意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 崩岗侵蚀研究现状

1.2.2 水分特征研究现状

1.2.3 优先流特征

1.2.4 降雨入渗的影响因素

1.2.5 土壤剖面含水量的变化

1.3 存在问题

1.4 研究内容及拟解决关键问题

1.4.1 研究内容

1.4.2 拟解决的关键问题

1.4.3 技术路线

2. 研究内容与方法

2.1 材料与方法

2.1.1 研究区概况

2.1.2 野外选点以及土壤样品的采集

2.1.3 试验方法

3. 结果与分析

3.1 崩壁土体不同深度对降雨的响应机制

3.1.1 次降雨中降雨量对不同深度土壤含水量的影响

3.1.2 连续降雨中降雨量对不同深度土壤含水量的影响

3.1.3 次降雨中降雨强度对崩壁土体不同深度含水量的影响

3.1.4 连续降雨中降雨强度对不同深度土壤含水量的影响

3.1.5 降雨后崩壁土体水分含量变化特征

3.2 崩岗崩壁土壤水分运移特征的染色示踪研究

3.2.1 崩壁各土层理化性质

3.2.2 崩岗崩壁不同层次不同深度的土壤稳定含水量

3.2.3 崩岗崩壁不同土体水平方向的染色特征

3.2.4崩壁土壤水分运移对崩岗侵蚀的影响

4. 结论与展望

4.1 结论

4.2 研究展望

参考文献

致谢