模型黃土高原前期建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)問題（九）

來源：水土保持生態(tài)環(huán)境建設(shè)網(wǎng) 上傳日期:2018-07-23 打印本文章【字體】大中小

人工降雨小區(qū)建設(shè)

人工降雨徑流小區(qū)是研究水土流失規(guī)律的關(guān)鍵部分，設(shè)置什么樣的小區(qū)，設(shè)置多少小區(qū)，以及如何進行試驗等都是需要解決的問題。

按照一般研究水土流失規(guī)律的要求，人們重視的是研究水土流失最嚴重的下墊面的土壤侵蝕，例如裸露的陡坡。因此建立的徑流小區(qū)數(shù)量較少。在此條件下，建立的數(shù)學模型也存在局限性。由一般研究知，坡度、坡長對土壤侵蝕的影響是非線性的（見下圖）。

而模型黃土高原不僅要研究水土流失一般規(guī)律和重點地段的侵蝕，更重要的是要建立較系統(tǒng)和完整的侵蝕模型。因此徑流小區(qū)的類型和數(shù)量將大大增加。

其中，對于侵蝕與坡度的關(guān)系，當坡度增加到較大時，上圖表示的關(guān)系將發(fā)生變化。隨著坡度的繼續(xù)增加，單位坡面面積上的受雨量減少（即垂直投影面積減小），水流造成的沖刷減少，重力侵蝕增加，但總侵蝕量下降。當坡度趨近90º時，在無風情況下，坡面受雨面積趨于0，降雨造成的侵蝕也趨于0。在僅考慮一次試驗的前提下，由于黃土的立土性，只要沒有外力作用，重力侵蝕量將顯著小于水力侵蝕量。因此，侵蝕與全坡度的關(guān)系應(yīng)如下圖所示。

其中，對于示意圖中的特殊點需要通過試驗確定：a1,a2,a3,a4點是斜率為45º的點；b1,b2是斜率最大的點，也是曲線由凹變凸和由凸變凹的點。

為此，模型黃土高原的徑流小區(qū)建設(shè)既要考慮長坡面因素，又要建立全坡度的小區(qū)。

在建立不同坡度和不同坡長的徑流小區(qū)基礎(chǔ)上，還要考慮不同植物（作物）覆蓋，不同坡面工程處理，不同耕作條件等。

在徑流小區(qū)上進行人工降雨試驗，還需要確定年度的試驗強度。自然界的土壤侵蝕一般發(fā)生在經(jīng)過風化、耕作熟化、植物和微生物影響的表土。因此表土的抗沖性，以及土壤質(zhì)地（涉及泥沙級配）都與下層的母質(zhì)存在極大差異。因此，受表土層形成速度的影響，以及植物（作物）生長情況的影響，年度試驗強度受到一定限制。其中最明顯的一點是：如果不考慮表土形成速度，盲目進行大強度的降雨試驗，到一定程度，降雨試驗就會在土壤母質(zhì)上進行。從表土試驗獲得的數(shù)據(jù)與從土壤母質(zhì)試驗獲得的數(shù)據(jù)沒有可比性，而且從土壤母質(zhì)獲得的數(shù)據(jù)沒有意義。因此合理確定年度試驗強度也是關(guān)系到研究成果可靠性的關(guān)鍵技術(shù)問題。

（黃河上中游管理局模型黃土高原技術(shù)負責人李敏）

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