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冲沟侵蚀是一种重要的土壤侵蚀方式。在金沙江干热河谷区,以冲沟侵蚀为主的土壤侵蚀对当地的土地资源和下游的水利水电工程都构成严重威胁。在冲沟的发育过程中,沟头溯源侵蚀是最为迅速的侵蚀方式。本研究对沟头溯源侵蚀从野外调查和模拟试验两方面进行了研究,得出以下结论:
1.根据形态特征,可以将冲沟沟头分为跌水状沟头和平缓状沟头。跌水状沟头的沟壁呈直立状态,沟头较高,有利于跌水的形成,沟头与沟道之间有明显的转折点;平缓状沟头沟壁呈弧形弯曲,坡度较平缓,沟头出露土体单一。
2.以抗剪强度和崩解速率作为土体抗侵蚀性指标,跌水状沟头都存在下层土体抗侵蚀性小于上层土体的情况;在平缓状沟头,土体抗侵蚀性上下较为均一,无明显差异。
3.当有径流通过冲沟沟头时,会发生膜状流这一特殊现象。膜状流径流量在总径流中所占的比例可达30%。随着总径流量的增大,膜状流的径流量也增大,在总径流量中的比例呈相反的趋势。在一定的流量范围内,膜状流比跌水有更高的侵蚀效率。
4.溯源侵蚀过程中,沟头土体崩塌会引起径流泥沙量增大。在沟头以下一定范围内,径流输沙量和径流含沙量都随着径流量的增大而增大,土体抗侵蚀性越弱,变化幅度越大。
5.在试验设置的径流量变化范围内,径流量并不会造成溯源侵蚀的距离侵蚀速率发生明显变化。对于同一土体,不同径流量时的距离侵蚀速率基本维持在同一水平。不同径流量时的面积侵蚀速率和体积侵蚀速率之间存在着较大差异,但不同土体上表现出不同的趋势。这是因为面积侵蚀速率和体积侵蚀速率受到沟头土体崩塌的很大影响,而沟头土体的崩塌具有很大的随机性。
6.针对跌水状沟头和平缓状沟头,分别提出了相应的防护措施,跌水状沟头侵蚀强烈,一般采取工程措施,根据沟头上部流量的大小,采取泄水式或蓄水式沟头防护,而平缓状沟头,土壤侵蚀缓慢,可以采取生物措施。