冻融条件下土壤侵蚀阻力影响因素

作者：卢超; 马周加态; 李佳辉; 张宽地^*

来源：水土保持学报, 2023, 37(06): 25-33.

DOI：10.13870/j.cnki.stbcxb.2023.06.004

• 冻融循环
• 土壤侵蚀
• 细沟可蚀性
• 临界剪切力
• 土壤性质

为揭示季节性冻融区土壤侵蚀阻力的变化机制，确定影响土壤侵蚀阻力主控因子，通过室内冻融模拟、水槽冲刷和土壤抗剪试验，对黄绵土(SM粉质壤土)、风沙土(WS砂壤土)和黑土(KS黏壤土)侵蚀阻力影响因素进行研究。结果表明：(1)随着冻融循环次数增加，细沟可蚀性值逐渐升高，而临界剪切力降低。经历10次冻融循环后，SM粉质壤土、WS砂壤土和KS黏壤土的细沟可蚀性分别增加76%,63%,11%,临界剪切力分别减小37%,13%,91%。(2)细沟可蚀性随土壤抗剪强度、黏聚力和内摩擦角增大而减小，临界剪切力则呈相反趋势。与内摩擦角相比，黏聚力更适合用来表征土壤侵蚀阻力。采用黏聚力对SM粉质壤土、WS砂壤土和KS黏壤土的细沟可蚀性进行预测，决定系数(R2)分别为0.42,0.78,0.50,平均为0.57;对临界剪切力的预测效果较差，决定系数(R2)分别为0.16,0.14,0.18,平均仅为0.16。(3)根据皮尔逊相关分析结果，基于土壤的初始含水率、冻融循环次数、力学特性以及土壤参数等分别建立细沟可蚀性(R2=0.85)和临界剪切力(R2=0.79)预测模型表明，在季节性冻融区冻融循环作用对土壤侵蚀的影响巨大，结果可为各地区水土保持措施优化和土壤侵蚀防治提供参考。

• 单位
  黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室; 西北农林科技大学; 建筑工程学院