神府煤田土壤颗粒分形及降雨对径流产沙的影响

作者：郭明明; 王文龙; 李建明; 黄鹏飞; 王贞; 罗婷; 李宏伟

来源：土壤学报, 2014, 51(05): 983-992.

• 神府煤田
• 分形维数
• 降雨强度
• 径流率
• 侵蚀速率

神府煤田在开发建设过程中造成的扰动地面、弃土体、弃渣体产生了严重的人为水土流失。采用野外人工模拟降雨试验方法,研究了土壤分形维数及降雨强度对未扰动地面、扰动地面、弃土体及弃渣体径流产沙的影响。结果表明,(1)弃土体、弃渣体随产流历时呈现突增—下降—稳定的过程,扰动地面和未扰动地面则经历上升—稳定的产流过程,各下垫面径流率均随着雨强的增大而增大。(2)各下垫面土壤颗粒分形维数的大小为D1(弃渣体)<D2(弃土体)<D3(扰动地面)<D4(未扰动地面),次降雨径流量与降雨强度、分形维数分别呈显著的线性、幂函数关系,且D1D2及D3D4之间存在用以区分下垫面类型的临界分形维数值。(3)弃渣体侵蚀过程线呈先波动后稳定趋势,弃土体则呈多峰多谷特点,扰动地面和未扰动地面在1.02.5 mm min-1雨强下侵蚀速率均先增大后逐渐稳定,3.0 mm min-1时二者侵蚀速率则波动剧烈。四种下垫面平均侵蚀速率均随着雨强的增大而增大。(4)次降雨产沙量与降雨强度、分形维数均呈显著的幂函数关系。(5)径流量、产沙量与雨强和分形维数分别呈显著的线性、指数函数关系。分形维数对矿区土壤侵蚀模型的建立有重要的科学意义。

• 单位
  杭州大地科技有限公司; 中国科学院水利部水土保持研究所; 中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司; 浙江省水利水电勘测设计院; 江西省水土保持科学研究院