由降雨引起的侵蚀产沙是全球性的环境问题,在我国青藏高原多年冻土退化区尤为严重。青藏高原风火山流域是典型的多年冻土退化区,降雨及其产生的径流是引起青藏高原土壤侵蚀的主要动力。通过人工降雨试验,对降雨强度、坡度和土地利用类型与径流量、泥沙量的相关关系进行了研究。结果表明:在降雨过程中,降雨强度与径流量呈现正相关关系,随着降雨强度的增大,径流量增大;土地利用类型与泥沙量呈现显著负相关关系,裸地产沙较多,草地产沙量极少,可见草地起着重要的固沙作用;坡面开始产流的时间与土地利用类型呈现显著正相关关系,裸地的开始产流时间明显早于草地,可见草地具有减小土壤侵蚀的能力。因此,实施退耕还林还草、退牧还草等项目,可以有效地防治青藏高原多年冻土退化区的土壤侵蚀。
为了明确降雨对冻土坡面侵蚀的作用机理,探讨冻土和未冻土在不同水力条件下侵蚀之间的差异。通过室内模拟降雨试验,采用3种降雨强度(0.6,0.9,1.2 mm/min)对比定量研究冻土坡面和未冻土坡面产流产沙过程及水沙关系。结果表明:在0.9、1.2 mm/min雨强下,冻土坡面的产流时间相对对照坡面提前了18.7,6.4 min。冻土坡面径流量、侵蚀量均远大于对照坡面,在0.9,1.2 mm/min雨强下径流量分别是对照坡面的1.16,1.19倍,侵蚀量分别是对照坡面的10.40,6.40倍。随着降雨进行,坡面产生不同程度的细沟,其中,冻土坡面相比对照坡面细沟出现时间分别缩短了18 min,22 min,且冻土坡面细沟侵蚀量占总侵蚀量的79%~92%,此比例大于同雨强下的对照坡面。两种坡面的累计径流量与累计产沙量之间满足y=kx+b的线性关系,在细沟间侵蚀阶段,冻土坡面的k值是对照坡面的8.48~9.02倍,而在细沟侵蚀阶段,则为对照的3.68~7.50倍。研究结果表明细沟侵蚀是冻土坡面土壤侵蚀率增大的主要原因,而冻结层的阻水作用是导致坡面上细沟出现时间提前的最重要因素。该研究可以为完善...