饱和状态下黄绵土坡面细沟侵蚀可蚀性和临界剪切应力特征

作者：黄钰涵; 杨梦格; 雷廷武^*; 李法虎; 王伟

来源：农业工程学报, 2022, 38(17): 83-90.

• 土壤
• 侵蚀
• 细沟
• 可蚀性
• 临界剪切应力
• 饱和
• 最大细沟剥蚀率

土壤可蚀性参数和临界剪切应力是评价土壤易侵蚀程度和抗水流剪切变形能力的重要指标，目前在黄绵土坡面细沟侵蚀过程中，土壤饱和条件下可蚀性参数和临界剪切应力的变化尚不明确。该研究采用室内土槽模拟冲刷试验确定不同坡度(5°、10°、15°、20°)和流量(2、4、8 L/min)下饱和黄绵土坡面的最大细沟剥蚀率，基于数值法、修正数值法和解析法计算土壤可蚀性参数和临界剪切应力。结果表明，3种方法所得最大细沟剥蚀率均随坡度和流量增加而增大，其中修正数值法和解析法计算的最大细沟剥蚀率更接近。土壤可蚀性参数分别是0.470、0.278和0.256 s/m，土壤临界剪切应力分别为1.502、1.306和1.367N/m2。修正数值法可提高数值法近似计算的精度，使近似计算结果更接近解析法计算获得的理论值。饱和较未饱和黄绵土的土壤可蚀性参数略有减小(16.83%)，而临界剪切应力减小了66.97%，表明土壤饱和对黄绵土土壤可蚀性参数影响很小，但大幅度削弱了土壤临界剪切应力，使得黄绵土坡面饱和后土壤侵蚀更为强烈。此外，饱和黄绵土边坡的临界剪切应力与饱和紫色土坡面相比差异不大，而细沟可蚀性参数大2.26倍，表明土壤饱和对2种土壤临界剪切应力影响程度相似，但黄绵土较紫色土对土壤侵蚀的敏感性更高。研究结果可为饱和状态下不同土壤坡面细沟侵蚀模型参数的优化提供参考。

• 单位
  土木工程学院; 广西大学; 中国农业大学