本研究从揭示坡面径流剥离、沉积、输移过程机理出发,采用水槽放水试验、土槽径流冲刷试验以及多种REE复合示踪方法,研究坡面径流水动力参数沿程变化规律,揭示坡面径流剥蚀/沉积率沿程变化与径流水动力参数间的动态响应关系以及坡面径流剥蚀/沉积率沿程变化与径流含沙量间的动态响应关系。本研究结果将为验证坡面径流侵蚀、输沙动力过程控制方程提供试验依据,填补国内外有关研究的空白。同时,本研究对于揭示土壤侵蚀过程机理,探索土壤侵蚀动力过程研究新思路,建立具有中国特色的陡坡侵蚀预报模型,进而指导水土流失防治具有理论意义和实用前景。
本研究从揭示坡面径流剥离、沉积、输移过程机理出发,以水槽放水试验、土槽径流冲刷试验、野外径流小区径流冲刷试验为主要研究手段,结合REE复合示踪技术以及坡面流速盐液电导示踪观测技术,研究了不同坡度、流量条件下光滑不透水坡面及透水坡面径流水动力参数的沿程变化规律;研究了雨强、雨滴动能对坡面薄层水流水动力学特性的影响;揭示了坡面滚波的存在;指出了坡面径流滚波叠加可能是坡面细沟侵蚀初期跌坎形成的主要原因;分析了不同坡度、流量条件下坡面径流侵蚀动力如径流剪切力、径流能耗、水流功率以及单位水流功率的变化规律以及它们与坡面径流平均单宽输沙率之间的关系,获得了试验范围内坡面径流侵蚀发生的临界侵蚀动力指标;定量研究了坡面径流侵蚀产沙过程中坡面不同部位侵蚀量的动态变化过程,划分了坡面径流侵蚀产沙过程的三个不同阶段;分析了坡面径流剥蚀率与径流含沙量之间的动态响应关系,验证了线性径流剥蚀率控制方程的合理性;阐明了草本植被覆盖结构对坡面径流侵蚀动力及坡面侵蚀产沙的作用机制;研制成功一种可用于陡坡薄层水流多点流速同时测量的盐液电导示踪流速仪。本研究对揭示土壤侵蚀动力机制,探索土壤侵蚀动力过程提供了研究新思路。