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研究亮点

成都山地所沟头下游植被带对股流水动力及沟床侵蚀过程研究取得进展

时间:2018-06-27   文章编辑:灾害重点实验室   文本大小:【 |  | 】  【打印

  沟蚀是一种剧烈的土壤侵蚀形式,而植被对沟蚀的控制效益存在“降低侵蚀为主”和“增加沉积为主”的分歧。冲沟沟头是沟蚀发育最活跃的区域,在这一区域沟床植被对股流的水动力特性、沟床的侵蚀及径流-侵蚀耦合关系的影响鲜有研究报道。成都山地所熊东红研究员团队在973计划项目、国家自然科学基金等的资助下,基于山地所元谋站的原位沟头小区开展了相关的放水冲刷模拟实验,基于实验模拟了沟头下游不同植被带长度对沟头小区径流及侵蚀过程的影响。该研究推进了沟头区域植被对径流及侵蚀过程影响机制的认识,为后续冲沟的植被恢复与治理技术提供了理论基础。 

  研究结果表明,沟床植被(扭黄茅)覆盖区域的水动力参数只有裸地区域(无植被)的56%-70%,而径流阻力特性却是裸地区域的1.2-1.5倍;冲刷的侵蚀总量(NEV)及平均径流泥沙含量(Average sediment concentration)均随着沟床长度的增加呈指数递减;裸地区域的水力学参数与侵蚀总量均有较好的相关性(0.43<R2<0.61P<0.01),但在植被区域径流-侵蚀的耦合关系不显著。植被区域的平均净沉积量是裸地区域的1.75倍,且上游净产沙量(NEVu)及流速(v)呈线性相关(R2=0.91P<0.01),但植被区域和裸地区域的的净侵蚀量均远远高于净沉积量。植被的分流效应可以用径流曲率指数(Braid Index)进行表征,其数据随着冲刷次数的增加及植被带长度的增加呈显著的增长关系。综合来看,沟头下游沟床的植被带的主要作用是有效降低沟床的侵蚀产沙,其作用机制是通过植被对径流的分流效应结合根系固土效应共同作用的结果。 

  研究成果发表在国际学术期刊Land degradation & development上。

    全文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/ldr.2943  

植被对沟床股流动、阻力特性的影响

植被带长度对沟床侵蚀及径流泥沙含量的影响

植被对沟床径流-侵蚀耦合关系的影响

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