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溅蚀

2020-04-09 21:01

雨滴打击地面,使细土颗粒与土体分离,并被溅散跃起的水滴带动而产生位移的过程。在地表径流发生以前,溅蚀就已经开始。1944年,美国土壤侵蚀专家艾利森(W.D.Ellison)用高速摄影机摄取了雨滴打击细沙(粒径为0.25~0.5mm)地面时的溅蚀过程,全部过程(见图)历时1s/70。

雨滴溅蚀过程示意图

雨滴打击地面所引起的土粒移动情况,决定于地面坡度、雨滴的打击力及打击方向、土壤颗粒间的切应力和土壤团聚状态等。如果没有风的干扰,雨滴降落在水平地面上时,土粒溅高可达0.75m,最大位移为1.2m。具体到某一地面点,被移走的土粒与从别处移过来的土粒大致相等,可以互相补偿。但在坡地上,向斜坡下方移动的数量大于向斜坡上方移动的数量。溅蚀使土壤结构破坏。溅散的细小土粒进入径流之中,其中一部分随径流流失,成为片蚀的重要物质来源之一;另一部分随水下渗,堵塞土壤孔隙,其结果将阻滞雨水入渗,增加地表径流量。另外,雨滴的打击作用还增加坡面径流的紊动性,增加径流的冲刷和搬运能力。

溅蚀所消耗的能量来自雨滴动能,单个雨滴的动能决定于雨滴大小和降落速度,单位面积上的雨滴动能还决定于雨滴组成。目前尚无理想的仪器来直接测定雨滴动能,只能根据雨滴大小、降落速度和雨滴组成等资料进行间接计算。研究表明,在降雨量相等时,雨滴动能与降雨强度成正相关。美国学者维希迈耶(W.H.Wischmier)和史密斯(D.D.Smith)1958年得出降雨动能和降雨强度的相关方程

式中,E为动能,kg·m/(m2·mm);I为降雨强度,mm/h。

改良土壤结构或采用增加地面覆盖、增加土壤抗侵蚀力的水土保持农业技术措施,可以消除或减缓溅蚀。

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