花岗岩崩岗崩壁不同层次土体溅蚀特征研究

摘要

崩壁是崩岗侵蚀的重要组成部分，为了研究崩壁不同土层的溅蚀特征，本文采用自制雨滴发生装置模拟四种不同直径雨滴，分析不同降雨条件下崩壁三个土层溅蚀量、溅蚀土壤颗粒特征的差异，以及溅蚀土粒水稳性团聚体分选特征。并基于3D扫描技术分析崩壁三个土层的溅蚀特征。结果表明：
　　（1）随着雨强的增大，崩壁三个土层的溅蚀量均逐渐增加，相对于其它两层，红土层的溅蚀量随着雨滴强度的增加率最大，而砂土层的溅蚀量随雨强的增加率最小，碎屑层溅蚀量增加率呈先增加后减少的趋势。随着降雨历时的延长，三个土层的溅蚀量均在增加，且溅蚀率大体呈现减少的趋势。降雨历时对红土层的溅蚀量影响最大，砂土层其次，碎屑层最小。崩壁三个土层的溅蚀量与雨滴动能呈对数函数关系，且呈正相关关系，即溅蚀量随着雨滴动能的增大而明显增加。
　　（2）崩壁三个土层的溅蚀土粒均大都分布在0～5cm的范围内，其中，红土层的溅蚀量随雨滴强度的变化率最大，碎屑层次之，砂土层最小；通过双因素方差分析可知，土壤特性对溅蚀量的影响大于雨强；溅蚀土粒中砂粒（0.05～2mm）百分比最大，而粘粒(＜0.002mm)百分比最小，可以推测出使溅蚀量达到最大的粒径范围；崩壁三个土层的溅蚀土粒中，随着溅蚀距离的增加，砾石(＞2mm)最不易被溅移，粉粒(0.002～0.05mm)和粘粒(＜0.002mm)最易被溅移。崩壁三个土层团聚体富集率均随着溅蚀颗粒粒级的减小呈现先增大后减小的趋势。
　　（3）本研究运用三维激光扫描仪计算出的崩壁三个土层的溅蚀量均比烘干法得到的值大，但通过独立样本T检验分析，运用两种方法计算出来的三个土层的溅蚀量没有显著差异。崩壁的三层土壤，在较小雨强的试验条件下，砂土层的溅蚀深度较大为1.5cm，最易遭受溅蚀。而红土层的溅蚀深度最小，仅有0.5cm，其抗蚀性较强，这表明特定的土壤类型在一定的雨滴直径范围，小雨滴易于产生击溅侵蚀。在大雨强的试验条件下，红土层中大量团聚结构遭到破坏，其溅蚀深度最大，达2.5cm，而砂土层和碎屑层则相对较小，只有1.5～2cm。三个土层地表粗糙度在雨滴溅蚀前后的变化值，均随着雨滴强度的增加呈现先增大后减小的趋势。整体上，红土层的地表粗糙度的变化值最小，砂土层次之，碎屑层的变化值最大。

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1. 前言

1.1研究背景

1.2国内外研究现状

1.2.1崩岗侵蚀研究现状

1.2.2溅蚀研究现状

1.2.4地表微地形的研究现状

1.3存在的问题

2. 研究内容与方法

2.1研究内容

2.1.1探讨崩壁土壤室内溅蚀试验模拟降雨条件

2.1.2揭示崩壁三个土层溅蚀颗粒空间分布及其分选特征

2.1.3基于3D扫描技术研究崩壁三个土层的溅蚀特征

2.2技术路线

2.3材料与方法

2.3.1研究区概况

2.3.2样品采集与制备

2.3.3实验装置

2.3.4试验设计与分析

2.3.5数据处理

3. 结果与分析

3.1崩壁土壤室内溅蚀试验模拟降雨条件的研究

3.1.1溅蚀量与雨强的关系

3.1.2溅蚀量与降雨历时的关系

3.1.3溅蚀量与雨滴动能的关系

3.2 模拟降雨条件下崩壁不同土层的溅蚀特征研究

3.2.1溅蚀土粒的距离分布特征

3.2.2雨强对溅蚀粒径的影响

3.2.3溅蚀土粒的粒径分选特征

3.2.4溅蚀对团聚体的分选特征

3.2.5溅蚀团聚体的组成特征

3.3 基于3D扫描技术分析崩壁三个土层的溅蚀特征

3.3.1基于3D扫描技术分析溅蚀量特征

3.3.2 基于3D扫描技术研究三个土层随溅蚀深度的变化特征

3.3.3基于3D扫描技术研究三个土层地表粗糙度的变化特征

4. 结论与展望

4.1结论

4.2展望

参考文献

致谢