雨滴击溅下薄层水流的输沙机理研究

【目的】探讨雨滴打击下薄层漫流的输沙机理，为建立细沟间薄层水流泥沙输移预报模型提供理论依据。【方法】采用人工模拟降雨试验，以无雨滴打击为对照，对黏性土壤在直径2.68mm和3.02mm雨滴击溅作用下，不同坡度坡面（2°和4°）细沟间薄层水流深度（h）与土壤侵蚀量、泥沙含沙量、扰动系数（cr）关系进行了研究。建立了黄土缓坡坡面扰动系数的预测方程。【结果】雨滴击溅下坡面薄层水流土壤侵蚀量较无雨滴击溅时显著增大，击溅雨滴直径越大，侵蚀量越大，与水深呈对数规律变化。在雨滴击溅作用下，泥沙含沙量随水深的增加呈减小趋势，且雨滴直径越大，减小幅度越大，这与无雨滴击溅时薄层水流的泥沙含沙量变化相反，表明雨滴击溅作用是薄层水流泥沙输移的主要动力。雨滴击溅作用对薄层水流的扰动系数随水流深度的增大呈线性减小趋势；对侵蚀性黄土而言，2.68mm雨滴击溅下，无扰动水深为6.94mm；3.02mm雨滴击溅下，无扰动水深为7.20mm。【结论】雨滴击溅作用是薄层水流泥沙剥蚀的主要动力。