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黄土坡面水力侵蚀比尺模拟试验研究
摘要：
黄土地区是我国特有的地貌类型，其坡面水力侵蚀是造成黄土区水土流失的重要原因。为了研究黄土坡面水力侵蚀的特点及其影响因素，本文进行了比尺模拟试验研究。试验中通过控制坡度、降雨强度等因素，模拟了不同条件下的水力侵蚀过程，并分析了侵蚀深度、侵蚀功率、坡面因子等指标的变化规律。研究结果表明，坡面水力侵蚀与坡面坡度、降雨强度、土壤性质等因素密切相关，其中降雨强度对侵蚀的影响最大。
关键词：黄土地区、坡面水力侵蚀、比尺模拟试验、降雨强度、坡面因子
一、引言
黄土地区是我国的重要地貌类型之一，具有丰富的自然资源和人文资源，但由于其土壤质地较差，且地势较为陡峭，易发生水土流失现象。其中，坡面水力侵蚀是导致水土流失的重要原因。研究坡面水力侵蚀的特点及其影响因素，对于保护黄土地区的生态环境和促进经济发展具有重要意义。
比尺模拟试验是研究坡面水力侵蚀的常用方法之一，通过在试验场地上设置坡度、降雨强度等条件，模拟不同条件下的水力侵蚀过程，从而分析侵蚀深度、侵蚀功率、坡面因子等指标的变化规律。
本文基于比尺模拟试验，研究黄土坡面水力侵蚀的特点及其影响因素，为黄土地区的土地利用和生态环境保护提供一定的理论和实践依据。
二、试验设计
1.试验场地
本次试验选取位于陕西省黄龙县的某坡面作为试验场地，该坡面长约100米，坡度为20度左右，土壤属于黄土。
2.试验方案
本次试验分为两个阶段。第一阶段为稳态试验，即固定降雨强度和坡度，模拟稳定状态下的水流条件；第二阶段为暴雨试验，即通过增加降雨强度和改变坡度的方式，模拟降雨事件对坡面水力侵蚀的影响。
试验方案如下：
稳态试验：
降雨强度：10mm/h
坡度：20度
试验时间：30min
暴雨试验：
试验一：
降雨强度：50mm/h
坡度：20度
试验时间：10min
试验二：
降雨强度：50mm/h
坡度：15度
试验时间：10min
试验三：
降雨强度：50mm/h
坡度：10度
试验时间：10min
3.试验方法
试验中选取梯形流板法测量流量、重力沉降法测量土壤侵蚀深度和坡面因子，并计算侵蚀功率等指标。
三、结果与分析
1.稳态试验结果
稳态试验结果表明，在稳定状态下，坡面水量及侵蚀强度较小。土壤侵蚀深度约为0.1cm，坡面因子约为0.002。这说明，坡面稳态条件对水力侵蚀过程有一定的控制作用，侵蚀强度较小。
2.暴雨试验结果
暴雨试验结果表明，降雨强度对坡面水力侵蚀的影响最大。不同坡度下，降雨强度增加10倍时，土壤侵蚀深度和坡面因子均增加了数倍以上。这说明，降雨强度是影响坡面水力侵蚀的最主要因素。
同时，不同坡度下的试验结果表明，坡度对侵蚀深度和坡面因子也有一定的影响。坡度越大，土壤侵蚀深度和坡面因子越大。这说明，坡度是影响黄土坡面水力侵蚀的重要因素之一。
四、结论
通过比尺模拟试验，本研究得出了以下结论：
1.黄土地区坡面水力侵蚀与坡面坡度、降雨强度、土壤性质等因素密切相关，其中降雨强度对侵蚀的影响最大。
2.稳态条件下，坡面水量及侵蚀强度较小；暴雨条件下，土壤侵蚀深度和坡面因子随着降雨强度的增加而增加。
3.不同坡度下，土壤侵蚀深度和坡面因子随着坡度的增加而增加，坡度是影响黄土坡面水力侵蚀的重要因素之一。
综上，本研究结果可为黄土地区的土地利用和生态环境保护提供一定的理论和实践依据。