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片蚀是雨滴击溅侵蚀向坡面流转变的初始阶段,是土壤侵蚀中一个重要的侵蚀过程,其薄层水流流态复杂,具有独特的侵蚀过程特征。本文以川中丘陵区坡耕地紫色土为研究对象,采用人工模拟降雨试验的方法,开展不同坡度、不同雨强条件下,玉米季坡耕地片蚀过程中径流量、侵蚀量、水动力学参数变化特征及其耦合关系,以及地表糙度对侵蚀产流产沙关系的研究。其结果有助于系统阐明紫色土区坡面片蚀过程侵蚀机理,有助于坡面片蚀过程模型建立和为川中丘陵区紫色土水土流失治理提供科学理论依据。本文主要研究结果如下：(1)坡面片蚀产流时间受雨强、坡度及玉米生育期变化的影响较大。1.0mm/min雨强和15。坡度条件,拔节-抽雄期片蚀产流时间最迟,产流时间分别为8.67s、9.35s和17.31s和16.31s。随坡度和雨强增加,片蚀产流时间提前,均表现为拔节和抽雄期变化幅度最大,平均变幅分别为28.37%,27.70%和44.56%,44.55%,且各生育期产流时间变幅随雨强增加而减小。坡耕地片蚀产流时间随生育期推进呈先增加后减少的变化趋势,在拔节期或者抽雄期达最大值,植被盖度的不同对片蚀产流时间的抑制作用有明显差异。(2)随玉米生育期推进,不同坡度和雨强条件下片蚀产流率和产沙率呈先减少后增加的变化趋势,产流率基本表现为苗期>成熟期>抽雄期>拔节期,产沙率表现为苗期>成熟期>拔节期>抽雄期。同一玉米生育期,片蚀产流率和产沙率随坡度和雨强增加而增大,1.0mm/min至1.5mm/min雨强、1.5mm/min至2.0mm/min雨强,产沙率增幅分别为%521.50%,455.84%,424.08%,198.84%和19.69%,62.84%,56.70%,55.41%,产沙率增幅逐渐降低。结果表明,降雨强度的增加对土壤侵蚀产流产沙的影响逐渐减弱,作物覆盖对土壤侵蚀产流产沙有明显的抑制作用,其长势越好,其减水减沙能力越强。(3)片蚀水动力学参数与产流产沙的变化特征基本一致。1.0mm/min、1.5mm/min和2. Omm/min雨强条件,水流剪切应力、水流功率、单位水流功率和单位能量的最大值分别为4.82Pa、0.19W/m2、0.011m/s=0.011cm,7.29Pa、0.45W/m2、0.016m/s、 0.023cm和8.15Pa、0.58W/m2、0.018m/s、0.029cm;15。和20。坡度条件,水动力学参数最大值分别为7.29Pa、0.45W/m2、0.016m/s、0.023cm和11.08Pa、0.78W/m2、0.025m/s、0.030cm.随坡度或雨强增加,同一玉米生育期片蚀水动力学参数均呈增大趋势,且增幅随雨强增加而降低。不同坡度和雨强条件,片蚀水动力学参数均随生育期推进呈先减小后增加的趋势,在拔节期或抽雄期最小,在苗期或成熟期最大。(4)场降雨条件下,地表糙度基本呈增加的变化趋势,拔节期变化幅度最大。1.Omm/min雨强下,玉米成熟期地表糙度变幅最大,为3.39%,1.5mm/min、2.0mm/min雨强下,玉米拔节期变幅最大,分别20.98%和11.96%。15°和20°坡面,地表糙度的增幅分别为20.98%和16.14%。随地表糙度的增加,玉米季坡耕地不同坡度和降雨强度下片蚀过程径流量和产沙量变化较为复杂。同一糙度条件下,随坡度和雨强增加,坡面片蚀产流量和产沙量基本呈增加趋势,增幅随雨强增加而降低。(5)1.0mm/min雨强和200坡度条件,玉米季坡耕地片蚀产流率与水动力学参数间的耦合关系较好,拟合函数的R2分别趋于0.7850-0.8614和0.6350-0.7682之间。1. 0mm/min雨强和150坡度条件,产沙率与水动力学参数的耦合度较高,拟合函数R2分别趋于0.8345-0.8780和0.7348-0.8771之间。片蚀产流率和产沙率与水动力学参数间分别存在极显著正相关的线性和幂函数关系。不同降雨条件下,片蚀产沙强度与水动力学参数间存在极显著正相关的幂函数关系,拟合函数R2趋于0.6519-0.7289之间,水流功率和单位能量是能较好描述片蚀过程侵蚀产沙的水动力学参数。