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面蚀

/sheet wash erosion/
条目作者刘青泉

刘青泉

最后更新 2022-01-20
浏览 182
最后更新 2022-01-20
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沿坡面运动的薄层水流对坡面土壤的分散和输移过程。又称片蚀。

英文名称
sheet wash erosion
又称
片蚀
所属学科
力学

一般发生在坡面上部平整区和下部细沟形成后的沟间区域,坡面流可近似为薄层水流,土壤侵蚀以片状面流侵蚀的方式发生。相对于细沟侵蚀,细沟间的面蚀也称之为细沟间侵蚀。当坡面没有细沟发生时,这种侵蚀方式占主导地位,整个坡面被成层侵蚀,地表会发生不易察觉的降低。

面蚀主要取决于坡面流水动力和土壤的抗冲蚀能力。早期的研究主要通过对实测资料分析,建立单位面积的侵蚀率与降雨量(或降雨强度)以及土壤和地表特性因子(如粒径、容重、糙率、坡度等)之间的定量关系,其适用性受到很大的限制。随着对坡面流动力过程研究的不断深入,对坡面流面蚀的研究逐步走向基于物理过程的动力学模式,即直接建立面蚀率与坡面流动力因子(如流速、切应力)、土壤力学特性因子(如临界切应力),以及坡面流输沙过程之间的关系。

对于坡面流面蚀的动力学过程,也一直存在着不同的认识,其主要差异在于引起面蚀的水动力因子是仅指面流水动力,还是面流和雨滴的共同作用。有人认为面蚀主要取决于坡面流水动力和土壤抗冲能力,只有坡面流侵蚀力大于土壤抗冲临界力时,土壤才会发生分散和剥蚀,面蚀侵蚀率是坡面流切应力与土壤抗冲临界切应力差值的函数。进一步认为,只有坡面流侵蚀力大于土壤抗冲临界切应力,且坡面径流含沙量小于其输沙能力时才会有侵蚀产生,因此,面蚀侵蚀率正比于坡面流输沙能力与实际输沙率之差,即:



式中为面蚀侵蚀率;为水流分散能力;为水流实际输沙量;为坡面流输沙能力;为土壤可蚀性系数;为作用于土壤颗粒的水流切应力;为土壤颗粒临界切应力。

也有学者认为面蚀的主要根源是雨滴和坡面流对土壤共同作用的结果,土粒的分离与输运由雨滴和水流共同进行,且雨滴主要对土壤起分离剥蚀作用,面流则是泥沙输移的主要动力。雨滴本身的输运能力主要取决于其顺坡方向的速度,一般认为很小。水流本身仅能输送小颗粒的悬移质。推移质不能被坡面流单独输运,只有雨滴击溅将之抬起后才能被水流输移,这种流动被称为降雨-水流输移或降雨诱发的水流输移。

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