摘要：为明确砾石含量对风沙土工程堆积体坡面径流产沙特征的影响,以土质坡面为对照,采用室内模拟降雨试验方法,研究了不同降雨强度(1.0、1.5、2.0和2.5 mm·min^-1)条件下不同砾石质量含量(10%、20%、30%)的风沙土堆积体坡面径流特性及侵蚀产沙规律。结果表明:(1)1.0、1.5、2.5mm·min^-1雨强下,10%砾石含量坡面径流率较土质坡面减少5.03%~39.99%,而20%、30%砾石含量坡面径流率则分别增加7.48%~74.56%、19.51%~84.31%;各砾石含量坡面径流率均与雨强呈显著递增的指数函数关系;(2)土质和含砾石坡面径流型态基本以层流为主;土质坡面径流流态多为急流,而含砾石坡面径流则以缓流为主;各雨强条件下,10%、20%、30%砾石含量坡面径流阻力系数较对照分别增加24.07%~114.10%、51.84%~141.57%、89.04%~288.16%;(3)1.0、1.5 mm·min^-1雨强下土质和10%砾石含量坡面侵蚀速率随降雨历时呈减小—稳定—增大趋势,2.0、2.5 mm·min^-1雨强下,则呈波动式逐渐增大趋势;4种雨强下,20%、30%砾石含量坡面侵蚀速率呈缓慢、平稳增加趋势;(4)雨强为1.0 mm·min^-1时土质坡面侵蚀量最小,雨强≥1.5 mm·min^-1时,含砾石坡面侵蚀量较土质分别减少41.08%~63.27%、22.80%~67.80%、28.89%~68.50%;(5)侵蚀量与径流率、雷诺数、弗汝德数均呈显著正相关关系,与阻力系数则呈显著负相关关系;结果可为陕北风沙土区生产建设项目工程堆积体水土流失量估算模型的建立提供科学参考。

关键词：降雨强度 砾石含量 风沙土 径流特性 侵蚀速率 

单位：西北农林科技大学水土保持研究所黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室; 陕西杨凌712100; 榆林学院陕西省陕北矿区生态修复重点实验室; 陕西榆林719000; 中国科学院水利部水土保持研究所; 陕西杨凌712100