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径流侵蚀功率理论在不同尺度坡面侵蚀产沙中的应用

第20卷第4期水资源与水工程学报

Vol.20No.4

径流侵蚀功率理论在不同尺度坡面侵蚀产沙中的应用

鲁克新a,李占斌a,鞠花b

(西安理工大学a.西北水资源与环境生态教育部重点实验室;b.理学院,陕西西安710048)

摘 要:基于次暴雨洪水过程中径流深、洪峰流量模数2个的重要水文特征参数,提出了用以描述坡面次暴雨水蚀动力的径流侵蚀功率的概念,并以岔巴沟流域团山沟不同空间尺度径流场历年实测次暴雨径流泥沙资料为基础,分析了径流侵蚀功率与坡面径流场次暴雨侵蚀模数之间的相关性,提出了适用于坡面次暴雨侵蚀产沙计算的基于径流侵蚀功率的坡面次暴雨水沙响应关系。研究结果表明:径流侵蚀功率与坡面次暴雨侵蚀模数之间存在极显著的幂函数相关关系,径流侵蚀功率可以较好地表征坡面次暴雨水力侵蚀动力。本研究成果可为黄土高原坡面次暴雨侵蚀产沙模型侵蚀动力因子的确定提供参考。

关键词:径流侵蚀功率;尺度;坡面侵蚀产沙;次暴雨;侵蚀模数中图分类号:S157.2

文献标识码:A 文章编号:1672-643X(2009)04-0070-04

ApplicationofRunoffErosionPowerintheCalculation

ofSoilErosionandSedimentYieldonHillslopes

LUKe-xin,LIZhan-bin,JUHua

a

a

b

(a.KeyLaboratoryofNorthwestWaterResourcesandEnvironmentalEcologyofMinistryofEducation,

Xi'anUniversityofTechnology,Xi'an,Shaanxi,710048,China;b.SchoolofScience,

Xi'anUniversityofTechnology,Xi'an,Shaanxi,710048,China)

Abstract:Basedontwoimportanthydrologiccharacteristicfactorsasrunoffdepthandpeakdischargemodulusintheprocessofsinglerainstormevents,thepaperputforwardtheconceptofrunofferosionpowerwhichcouldeffectivelydescribethedynamicserosiononhillslope.

AccordingtothehistoricallyobserveddataofrunoffandsedimentundersinglerainstormeventsfromTuanshangourunoffplotswithdifferentspatialscales,thecorrelationofrunofferosionpowerandsedimenttransportmodulusonrunoffplotswassystematicallyanalyzed.Theresultsshowedthatrunofferosionpowerhasanextremelysignificantexponentialrelationwitherosionmodulusofsinglerainstormeventsonhillslope.Therunofferosionpowercanbeabettertokenofthestormerosionpower.Theresultscanprovideacertainreferencefordeterminationoferosiondynamicfactoronslopeinloessplateau.

Keywords:runofferosionpower;spatialscale;erosionandsedimentyieldonslope;singlestorm,soilerosionmodulus

地侵蚀机理开展研究,试图从定量方面给予必要的阐明。自从20世纪60年代美国通用土壤流失方程(USLE)研发以来,坡面土壤侵蚀定量研究进入新的里程碑,世界各国借鉴USLE的成功经验相继开展了坡面土壤侵蚀预报模型研究,最具代表性的成果有RUSLE、WEPP等。在我国,坡面土壤侵蚀预报模型研究也一直是土壤侵蚀学科研究的前沿领域。

1 概 述

坡面是降雨径流、侵蚀产沙的策源地和主要来源,历来是地貌学、土壤学、水文学和农学等学科的

重要研究领域。国外早在19世纪晚期就开展了坡面土壤侵蚀问题的研究,但仅局限于对坡地表面侵蚀现象的观察和定性描述,从20世纪20年代起对坡

收稿日期:2009-04-21; 修回日期:2009-06-15

基金项目:国家自然科学基金资助项目(40771124);国家重点基础研究发展计划项目(2007CB407206):(-),男,,讲师,

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