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本文针对喀斯特特殊的水土流失形式和复杂的土壤侵蚀环境条件,通过人工模拟喀斯特裸坡面微地貌特征和地下岩溶裂隙构造,采用人工降雨,研究了不同基岩裸露率、不同地下孔裂隙度和降雨强度交叉作用条件下的喀斯特坡面产流产沙过程及特征。为喀斯特地区水土流失危害评价与估量、防治措施与对策,以及以水为核心,土为焦点的石漠化治理工程提供了重要的理论依据。取得了如下主要研究结果: 1、地表径流首先在坡下部产生,地表产流与容许入渗地表和不可入渗地表关系密切。地表径流量与各因子间相关程度为:雨强>降雨历时>地下孔裂隙度>基岩裸露率。地表径流量随降雨强度的增大明显增加,两者呈幂函数关系,关系式为:Q=74204.I.13645;地表产流具有临界雨强,试验模拟下垫面的临界雨强为80mm/h;地表径流量随降雨历时的增长而增加,关系式为:Q=.42178e00089.t;地表径流量随地下孔裂隙度的增大而减小,关系式为:Q=.46903A+.62514;地表径流量随基岩裸露率的增加呈抛物线状变化,关系式为:Q=.4625J2+.25349J+.2115,30%的基岩裸露率是地表径流形成峰值的临界地貌参数。 2、地下孔裂隙流流量与各因子间相关程度为:雨强>降雨历时>地下孔裂隙度>基岩裸露率。地下孔裂隙流流量随雨强增大而呈波动性增大,关系式为:14IQ=.43.072,80mm/h雨强是地下孔裂隙流流量出现峰值的临界雨强;地下孔裂隙流流量随降雨历时的增长而减小,关系式为:Q=.3669e?.00113t;地下孔裂隙流流量随孔裂隙度的增大而增大,关系式为:Q=51509.A+.19211;地下孔裂隙流流量随基岩裸露率的增大先逐渐减小后增大,关系式为:Q=.4627J2.25356J+.5766。 3、地表侵蚀的可蚀面积与不可蚀面积分异明显。地表径流侵蚀物质中不仅有悬移质,而且还有推移质,悬移质流失一直占据整个侵蚀过程的主导地位。地表土壤侵蚀具有明显的空间差异性,坡上部以雨滴溅蚀为主,坡下部则雨滴溅蚀和地表径流侵蚀同时发生。地表径流产沙量与各因子间相关程度为:雨强>降雨历时>地下孔裂隙度>基岩裸露率。地表径流悬移质流失量先随雨强的增大而增加,后逐渐减小,推移质流失量随雨强先增大而后减小,150mm/h是这一变化的临界点;地表径流侵蚀产沙量随降雨历时增长呈先降低再增大而后降低的变化;地表径流悬移质流失量随地下孔裂隙度的增大而降低,推移质流失量随地下孔裂隙度升高先增加而后逐渐减小;地表悬移质流失量随基岩裸露率增加总体上呈下降趋势变化,基岩裸露率10%、30%及50%水平下的推移质流失量均呈先增长后下降的变化规律,基岩裸露率20%的地表推移质流失过程则表现为不断下降的总体规律,而基岩裸露率40%的推移质流失过程呈现出逐渐上升的总体变化规律。 4、地下孔裂隙流侵蚀产生的侵蚀物质主要是土壤中的粘粒成分,即悬移质流失。地下孔裂隙流侵蚀与地下孔裂隙流的形成及变化呈现出同步性。地下孔裂隙流产沙量与各因子间相关程度为:雨强>降雨历时>地下孔裂隙度>基岩裸露率。地下孔裂隙流侵蚀产沙量随雨强的增大而增大,80mm/h雨强是地下孔裂隙流悬移质流失量达到峰值的临界雨强;地下孔裂隙流侵蚀产沙量随降雨历时增长而降低;随地下孔裂隙度的增加而增大;随基岩裸露率增加先减小后增大。 5、径流侵蚀产沙量随径流量的增大而增大,地下孔裂隙流流量与地下侵蚀产沙量及地表径流量与地表径流侵蚀产沙量的关系可用kQS=n描述;本试验的地表及地下孔裂隙流侵蚀产沙量与径流量的函数关系式分别为:S=地下.30067Q.0987地下,S=.1562.1035地表Q地表。