前期旱情等級(jí)對(duì)紅壤坡面土壤裂縫及產(chǎn)流產(chǎn)沙特征的影響

陳曉安

（江西省水土保持科學(xué)研究院，江西省土壤侵蝕與防治重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江西南昌330029）

前期旱情等級(jí)對(duì)紅壤坡面土壤裂縫及產(chǎn)流產(chǎn)沙特征的影響

陳曉安

（江西省水土保持科學(xué)研究院，江西省土壤侵蝕與防治重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江西南昌330029）

在人工模擬試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用圖片處理技術(shù)和統(tǒng)計(jì)分析方法，分析無(wú)旱、輕旱、中旱、重旱4種旱情級(jí)別下的坡面土壤裂縫特征以及前期干旱影響下的坡面產(chǎn)流產(chǎn)沙特征。結(jié)果表明：土壤裂縫長(zhǎng)度密度、面積密度、寬度、裂縫交點(diǎn)數(shù)、土壤裂縫彎曲度從小到大依次為輕旱、中旱、重旱；土壤裂縫條數(shù)從輕旱到中旱略有下降，到重旱后土壤裂縫數(shù)量激增，土壤裂縫網(wǎng)絡(luò)的連通性從輕旱到中旱急劇增大，中旱到重旱基本一致。輕旱、中旱、重旱下土壤產(chǎn)流開(kāi)始時(shí)間比無(wú)旱土壤分別增加1.83、2.43、3.87min，產(chǎn)流截止時(shí)間比無(wú)旱土壤分別減少0.97、1.23、1.40min；無(wú)旱、輕旱、中旱、重旱土壤產(chǎn)流穩(wěn)定前各時(shí)段產(chǎn)流量依次減小，穩(wěn)定后無(wú)明顯差異，總產(chǎn)流量隨旱情等級(jí)加大而減小。土壤平均產(chǎn)沙濃度從無(wú)旱、輕旱、中旱依次增加，中旱到重旱有所減小，穩(wěn)定前土壤產(chǎn)沙速率從輕旱到重旱依次減小，無(wú)旱土壤最小，從無(wú)旱到重旱總侵蝕產(chǎn)沙先增大后減小，輕旱、中旱、重旱土壤侵蝕量分別是無(wú)旱的3.92、3.85、2.50倍。

干旱等級(jí)；紅壤；土壤裂縫；水土流失

南方紅壤區(qū)屬于典型季風(fēng)氣候，降雨量年際和年內(nèi)分配不均勻，導(dǎo)致季節(jié)性干旱年發(fā)生概率85%以上［1］，但長(zhǎng)期干旱后又會(huì)出現(xiàn)大暴雨，導(dǎo)致該區(qū)域旱澇急轉(zhuǎn)事件頻發(fā)［2］。前期干旱直接影響地表土壤特征，關(guān)系土壤結(jié)構(gòu)和入滲性能的變化、優(yōu)先流、土壤穩(wěn)定性等諸多土壤重要性質(zhì)，并影響后期地表徑流和泥沙的輸移。因此，研究前期干旱下土壤特征和水土流失規(guī)律具有重要的理論和實(shí)踐意義。

黏性土體由于失水干縮表面漸漸出現(xiàn)裂縫的現(xiàn)象在自然界比較常見(jiàn)［3］。土壤干縮裂縫的產(chǎn)生破壞了完整的土壤結(jié)構(gòu)，直接影響土壤入滲性能的變化、土壤水分及溶質(zhì)的遷移，裂縫的分布及導(dǎo)通度決定徑流的通道，不僅影響地表徑流泥沙的輸移，而且決定物質(zhì)在土壤剖面的擴(kuò)散狀況［4］。土壤水分直接影響土壤干縮裂縫的形成，張展羽等［4－5］發(fā)現(xiàn)土壤含水量和鹽分含量直接影響農(nóng)田土壤干縮裂縫的發(fā)育，并指出裂縫面積密度和長(zhǎng)度密度都是隨著含水率的減少而增大，達(dá)到最大值后保持穩(wěn)定。唐朝生等［6］認(rèn)為黏性土樣因失水干縮，會(huì)在表面形成裂縫，溫度對(duì)黏性土表面裂縫節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)、裂縫長(zhǎng)度、裂縫條數(shù)、塊區(qū)個(gè)數(shù)、塊區(qū)的最可幾面積、裂縫率和裂隙網(wǎng)絡(luò)的分維數(shù)等參數(shù)都有重要影響。土壤前期含水量直接影響地表產(chǎn)流產(chǎn)沙，袁建平等［7］研究林地土壤侵蝕認(rèn)為土壤初始含水量是影響產(chǎn)流歷時(shí)的重要因子。陳洪松等［8］通過(guò)室內(nèi)模擬降雨試驗(yàn)認(rèn)為初始含水率越高，平均入滲率越小，產(chǎn)流越快。張亞麗等［9］通過(guò)模擬降雨試驗(yàn)表明土壤侵蝕模數(shù)在較低含水量坡地的徑流含沙量高于中等含水量坡地，但在含水量較大時(shí)隨著含水量增大，坡面匯流速度快，徑流侵蝕力較強(qiáng)，導(dǎo)致徑流泥沙含量劇增。然而，關(guān)于不同旱情等級(jí)下坡面土壤裂縫特征及土壤含水量和地表土壤特征變化復(fù)合作用下水土流失特征研究較少。

本文通過(guò)旱情模擬，研究不同旱情等級(jí)下地表土壤裂縫的幾何特征，并分析在相應(yīng)旱情下遇到極端降雨后的坡面產(chǎn)流產(chǎn)沙特征。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)區(qū)設(shè)置在江西水土保持生態(tài)科技園內(nèi)，地處江西省北部的德安縣燕溝小流域、鄱陽(yáng)湖水系博陽(yáng)河西岸，位于東經(jīng)115°42'38″～115°43'06″、北緯29°16'37″～29°17'40″，總面積約80hm2；屬亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，降雨充沛，多年平均降雨量1 350.9 mm，多年平均氣溫16.7℃，季節(jié)性干旱嚴(yán)重，干旱后往往發(fā)生暴雨，從而出現(xiàn)旱澇急轉(zhuǎn)事件；地貌為淺丘崗地，海拔30～100m，坡度5～25°；成土母質(zhì)以第四紀(jì)紅色黏土為主，地帶性植被為亞熱帶常綠闊葉林。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)置輕旱、中旱、重旱3個(gè)旱情等級(jí)和1個(gè)無(wú)旱對(duì)照。旱情等級(jí)和模擬降雨試驗(yàn)在降雨大棚內(nèi)完成，降雨大棚玻璃透光頂棚，1面玻璃房，其他3面通透，除降雨可控制外其他氣候條件和外界一致。試驗(yàn)土槽長(zhǎng)3m、寬1.5m、深0.6m，坡度10°，底部填筑0.1m厚度粗砂，粗砂上墊紗布，紗布上填筑0.4m厚第四紀(jì)紅黏土，土壤容重控制在1.32 g／cm3。

1.3 試驗(yàn)方法

旱情模擬：根據(jù)《旱情等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（SL424－2008）》中無(wú)雨日數(shù)實(shí)現(xiàn)輕度干旱（輕旱）、中度干旱（中旱）、嚴(yán)重干旱（重旱）三個(gè)干旱等級(jí)。另外，無(wú)旱土壤（對(duì)照）用＜20mm／h的雨強(qiáng)降雨，待土壤充分吸水飽和后將土壤靜置8h，表層土壤平均重量含水率31%。

模擬降雨：試驗(yàn)采用西安清遠(yuǎn)測(cè)控技術(shù)有限公司研制的垂直下噴式人工模擬降雨系統(tǒng)，降雨器有效高度為5m，降雨雨滴直徑和分布與天然降雨相似，降雨強(qiáng)度變化范圍為0～150mm／h，降雨均勻度達(dá)85%以上。對(duì)無(wú)旱、輕旱、中旱、重旱4種處理土壤進(jìn)行極端降雨試驗(yàn)，雨強(qiáng)100mm／h相當(dāng)于德安縣20年一遇的暴雨等級(jí)，降雨歷時(shí)1h。降雨試驗(yàn)過(guò)程中記錄產(chǎn)流開(kāi)始、截止時(shí)間，產(chǎn)流開(kāi)始后前9 min每隔1min采集一次徑流泥沙樣品，9min開(kāi)始至雨停每隔3min采集一次徑流泥沙樣品，雨停至產(chǎn)流截止采集最后一個(gè)徑流泥沙樣品。

土壤裂縫特征計(jì)算方法采用張展羽等［4－5］、李文杰等［10］的計(jì)算方法。裂縫長(zhǎng)度密度指單位面積內(nèi)的裂縫長(zhǎng)度；裂縫面積密度指單位面積內(nèi)的裂縫面積；裂縫交點(diǎn)指兩條或兩條以上裂縫相交的交點(diǎn)；裂縫網(wǎng)絡(luò)連通性指交點(diǎn)數(shù)／（交點(diǎn)數(shù)+端點(diǎn)數(shù)）［5］；裂縫彎曲度指平面內(nèi)裂縫中心線總長(zhǎng)度與所有相鄰兩個(gè)節(jié)點(diǎn)間直線距離總和的比值，計(jì)算公式為

式中：T為裂縫平均彎曲度；La為裂縫實(shí)際總長(zhǎng)度（cm）；（xi，yj）和（xj，yj）分別為相鄰兩交叉點(diǎn)坐標(biāo)［11］。

2 結(jié)果與討論

2.1 坡面土壤裂縫特征

由表1可知，土壤裂縫長(zhǎng)度密度、面積密度、平均寬度、最大寬度、最小寬度按大小順序排列依次為輕旱＜中旱＜重旱。相比于輕旱土壤，中旱和重旱土壤裂縫長(zhǎng)度密度分別增加60%、188%；土壤裂縫面積密度分別增加74%、249%；土壤裂縫平均寬度分別增加18%、44%；土壤裂縫最大寬度分別增加115%、227%；而土壤裂縫最小寬度分別增加60%、92%。

表1 不同旱情等級(jí)下土壤裂縫密度、寬度特征Tab.1 The characteristics of soil crack density and width under different dry grade

由表2可知，輕旱到中旱土壤裂縫條數(shù)略有下降，重旱后土壤裂縫條數(shù)明顯增加，重旱下的土壤裂縫數(shù)量是輕旱的1.86倍，說(shuō)明隨著旱情的發(fā)展，當(dāng)干旱達(dá)到重旱后土壤裂縫數(shù)量激增；不同旱情等級(jí)下土壤裂縫的交點(diǎn)數(shù)大小順序依次為輕旱＜中旱＜重旱，中旱、重旱下土壤裂縫的交點(diǎn)數(shù)比輕旱土壤分別增加76%、210%，土壤裂縫交點(diǎn)數(shù)間接反映土壤破碎程度，由此可知，從輕旱到重旱土壤破碎程度逐漸增大。

表2 不同旱情等級(jí)下土壤裂縫交點(diǎn)數(shù)、裂縫條數(shù)Tab.2 The number of soil crack intersection and cracks under different dry grade 個(gè)

由表3可知，土壤裂縫網(wǎng)絡(luò)的連通性從輕旱到中旱急劇增大，中旱到重旱基本一致，說(shuō)明在輕旱時(shí)土壤裂縫較分散，裂縫間的連接較差，裂縫與裂縫直接的連接線較緊密，網(wǎng)絡(luò)連通性強(qiáng)，中旱到重旱土壤裂縫的連接線未能增大，因此，其土壤裂縫的網(wǎng)絡(luò)連通性并未明顯增大。土壤裂縫平均彎曲度從小到大依次為輕旱、中旱、重旱，增加幅度較緩；土壤裂縫最大彎曲度隨旱情差異很大，中旱、重旱時(shí)土壤裂縫最大彎曲度分別是輕旱的1.86、4.98倍，隨著旱情的發(fā)展土壤裂縫最大彎曲度成幾何倍數(shù)增加；土壤裂縫最小彎曲度在不同旱情等級(jí)下幾乎無(wú)明顯差異，土壤裂縫最小彎曲度隨旱情的變化差異很小。

表3 不同旱情等級(jí)下土壤裂縫彎曲度、網(wǎng)絡(luò)連通性特征Tab.3 The characteristics of soil crack curvature and connectivity under different dry grade

2.2 坡面產(chǎn)流產(chǎn)沙特征

從圖1中可知，從無(wú)旱到重旱四種干旱等級(jí)遇到相同的極端暴雨后產(chǎn)流開(kāi)始時(shí)間不斷延長(zhǎng)，產(chǎn)流截止時(shí)間不斷減短。土壤飽和無(wú)旱情況下降雨后僅0.63min就產(chǎn)流，輕旱、中旱、重旱分別比無(wú)旱土壤產(chǎn)流時(shí)間增加1.83、2.43、3.87min，相當(dāng)于無(wú)旱土壤產(chǎn)流時(shí)間的3.89、4.84、7.11倍；輕旱、中旱、重旱土壤產(chǎn)流截止時(shí)間比無(wú)旱土壤分別減少0.97、1.23、1.40min，變化程度要小于產(chǎn)流開(kāi)始時(shí)間。上述分析表明，前期干旱直接影響后期降雨產(chǎn)流，從無(wú)旱到特旱土壤含水量不斷減少，地表土壤裂縫寬度和密度不斷增加，降雨后產(chǎn)流前地表徑流不斷入滲，旱情等級(jí)越大土壤入滲率越大，因此，從無(wú)旱到重旱產(chǎn)流開(kāi)始時(shí)間不斷延長(zhǎng)，產(chǎn)流截止時(shí)間不斷減短。

圖1 不同旱澇急轉(zhuǎn)極端氣候下產(chǎn)流開(kāi)始及截止時(shí)間Fig.1 The starting time and end time of runoff yield under drought－flood climate

從圖2可知，從無(wú)旱到重旱不同干旱等級(jí)下遇到極端暴雨后產(chǎn)流過(guò)程都是先增大后趨于穩(wěn)定，降雨停止后產(chǎn)流量急劇減小。不同旱情等級(jí)下初始產(chǎn)流量從無(wú)旱到特旱表現(xiàn)出依次明顯減小趨勢(shì)，無(wú)旱土壤初始產(chǎn)流量高達(dá)4 700mL／min，重旱土壤初始產(chǎn)流量?jī)H600mL／min，并且從產(chǎn)流開(kāi)始到產(chǎn)流穩(wěn)定，單位時(shí)間產(chǎn)流量從大到小依次為無(wú)旱、輕旱、中旱、重旱；從無(wú)旱到重旱初始產(chǎn)流到穩(wěn)定產(chǎn)流需要的時(shí)間不斷增長(zhǎng)，無(wú)旱土壤在產(chǎn)流后12min就穩(wěn)定，重旱土壤產(chǎn)流后需要36min穩(wěn)定，穩(wěn)定時(shí)間最長(zhǎng)。上述分析表明，前期旱情直接影響坡面產(chǎn)流特征。從無(wú)旱到特旱，前期土壤含水量逐漸減小，前期土壤含水量越小土壤吸水至飽和所吸水量越大，并且土壤含水量越低非飽和導(dǎo)水率越大，因此從無(wú)旱到重旱初始產(chǎn)流至穩(wěn)定過(guò)程單位時(shí)間產(chǎn)流量依次減小。產(chǎn)流穩(wěn)定后，無(wú)旱、輕旱、中旱、重旱土壤單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)流量差異不明顯，這是因?yàn)橥寥喇a(chǎn)流穩(wěn)定后土壤基本達(dá)到飽和，土壤入滲穩(wěn)定，而相同土壤飽和穩(wěn)定入滲率相同，因此，不同旱情土壤產(chǎn)流穩(wěn)定后單位時(shí)間產(chǎn)流量一致。

圖2 不同旱澇急轉(zhuǎn)極端氣候下產(chǎn)流過(guò)程Fig.2 The process of runoff under drought－flood climate

由圖3可知，不同旱澇急轉(zhuǎn)極端氣候下土壤坡面總地表產(chǎn)流量從大到小依次為無(wú)旱、輕旱、中旱、重旱，輕旱、中旱、重旱土壤總地表產(chǎn)流量分別比無(wú)旱土壤減少11.44%、18.75%、22.54%。說(shuō)明前期旱情不僅影響坡面產(chǎn)流過(guò)程，而且對(duì)坡面產(chǎn)流總量也影響很大，隨著旱情的發(fā)展，土壤含水量減小，地表土壤裂縫密度和寬度增大，從而導(dǎo)致坡面總產(chǎn)流量降低。

圖3 不同旱澇急轉(zhuǎn)極端氣候下總產(chǎn)流量Fig.3 The total runoff under drought－flood climate

由圖4可知，不同旱情狀態(tài)下，開(kāi)始產(chǎn)沙時(shí)土壤坡面產(chǎn)流的泥沙濃度很低，隨著產(chǎn)沙的發(fā)展，泥沙濃度都呈現(xiàn)先增加，后降低，最后趨于穩(wěn)定的趨勢(shì)；中旱土壤泥沙濃度最大，平均泥沙濃度34.96g／L，其次為輕旱土壤，平均泥沙濃度32.65g／L，重旱土壤平均泥沙濃度23.76g／L，位列第三，無(wú)旱土壤泥沙濃度最低，平均泥沙濃度僅7.37g／L，即土壤侵蝕產(chǎn)沙濃度從無(wú)旱到中旱依次增加，從中旱到重旱泥沙濃度依次減少；從泥沙濃度穩(wěn)定時(shí)間上看，有旱情狀態(tài)下產(chǎn)流開(kāi)始后泥沙濃度迅速上升，后上下波動(dòng)較大，27min后趨于穩(wěn)定，無(wú)旱土壤泥沙濃度在產(chǎn)流后約3min就趨于穩(wěn)定；有旱情土壤泥沙濃度在穩(wěn)定前遠(yuǎn)大于穩(wěn)定后，并且波動(dòng)較大，飽和無(wú)旱情產(chǎn)流泥沙濃度穩(wěn)定前比穩(wěn)定后稍大，并且波動(dòng)小。上述分析表明，旱澇急轉(zhuǎn)極端天氣對(duì)坡面產(chǎn)沙影響很大，一方面前期土壤含水量直接影響侵蝕產(chǎn)沙，有一定旱情的土壤由于干燥土壤顆粒遇水發(fā)生消散破碎，因此一定范圍內(nèi)隨著旱情增大土壤產(chǎn)沙濃度增大；另一方面隨著干旱的增加土壤硬度加大，土壤不容易被剝離，土壤大裂縫的增多不利于侵蝕產(chǎn)沙和泥沙輸移，因此土壤侵蝕產(chǎn)沙濃度中旱以后反而減小。

圖4 不同旱澇急轉(zhuǎn)極端氣候下泥沙濃度變化Fig.4 The change of sediment concentration under drought－flood climate

圖5 不同旱澇急轉(zhuǎn)極端氣候下產(chǎn)沙過(guò)程Fig.5 The process of sediment yield under drought－flood climate

圖5可知，不同旱情土壤坡面初始產(chǎn)沙速率為重旱＜無(wú)旱＜中旱＜輕旱。3min后輕旱、中旱土壤的產(chǎn)沙速率迅速上升；6min后重旱土壤的產(chǎn)沙速率迅速上升，但上升速度小于輕旱、中旱土壤；無(wú)旱土壤產(chǎn)流后產(chǎn)沙速率一直無(wú)明顯變化，并且上下波動(dòng)較緩慢；無(wú)旱土壤產(chǎn)沙速率在3min后保持穩(wěn)定，輕旱、中旱、重旱土壤產(chǎn)沙速率30min后才趨于穩(wěn)定。上述結(jié)果表明旱澇急轉(zhuǎn)極端氣候?qū)ζ旅媲治g產(chǎn)沙速率影響很大，飽和無(wú)旱土壤初始產(chǎn)流量大，產(chǎn)流穩(wěn)定時(shí)間短，因此其初始產(chǎn)沙速率不小，產(chǎn)沙速率很快穩(wěn)定；從輕旱到重旱土壤含水量變小，在產(chǎn)流穩(wěn)定前，產(chǎn)流速率從輕旱到重旱依次減小，因此產(chǎn)沙速率在穩(wěn)定前從輕旱到重旱亦表現(xiàn)出減小的趨勢(shì)。輕旱、中旱、重旱土壤含水量低，土壤遇到雨滴打擊后消散作用導(dǎo)致產(chǎn)沙多，另外土壤含水量低土壤黏結(jié)性差，容易被擊濺剝離土體，干旱土壤前期浮土較多，因此其產(chǎn)沙穩(wěn)定前產(chǎn)沙率大，產(chǎn)沙速率波動(dòng)大，穩(wěn)定時(shí)間長(zhǎng)。

通過(guò)分析不同旱情下土壤總侵蝕模數(shù)（見(jiàn)圖6）可知，無(wú)旱到重旱土壤侵蝕模數(shù)先增大后減小，輕旱、中旱、重旱土壤侵蝕模數(shù)分別是無(wú)旱的3.92、3.85、2.50倍。無(wú)旱土壤雖然地表徑流最大，但是土壤黏結(jié)性強(qiáng)，浮土少，侵蝕產(chǎn)沙速率小，因此其總侵蝕模數(shù)小。一定的干旱程度有利于土壤顆粒消散，因此有一定旱情的土壤總侵蝕模數(shù)大，隨著干旱程度加重，土壤含水量不斷減小，地表產(chǎn)流減小，產(chǎn)沙濃度增大，泥沙濃度增大帶來(lái)的土壤侵蝕量小于地表產(chǎn)流減小導(dǎo)致的土壤侵蝕量，隨著干旱等級(jí)的加大，土壤侵蝕模數(shù)反而減小。

圖6 不同旱情下土壤總侵蝕模數(shù)Fig.6 The total sediment yield under drought－flood climate

3 結(jié)論

土壤裂縫特征受干旱等級(jí)影響。土壤裂縫長(zhǎng)度密度、面積密度、平均寬度、最大寬度、最小寬度從小到大依次為輕旱、中旱、重旱；土壤裂縫條數(shù)從輕旱到中旱略有下降，到重旱后土壤裂縫數(shù)量激增；裂縫交點(diǎn)數(shù)、土壤裂平均縫彎曲度、最大彎曲度從小到大依次為輕旱、中旱、重旱；土壤裂縫網(wǎng)絡(luò)的連通性從輕旱到中旱急劇增大，中旱到重旱基本一致。

前期旱情影響坡面土壤產(chǎn)流。無(wú)旱到重旱土壤產(chǎn)流開(kāi)始時(shí)間增大，產(chǎn)流截止時(shí)間減小，輕旱、中旱、重旱土壤產(chǎn)流開(kāi)始時(shí)間分別比無(wú)旱土壤滯后1.83、2.43、3.87min，產(chǎn)流截止時(shí)間分別比無(wú)旱土壤提前0.97、1.23、1.40min；無(wú)旱、輕旱、中旱、重旱土壤產(chǎn)流穩(wěn)定前各時(shí)段產(chǎn)流量都依次減小，穩(wěn)定后無(wú)明顯差異，總產(chǎn)流量隨旱情等級(jí)加大而減小。

前期旱情影響坡面產(chǎn)沙。前期不同旱情下土壤初始產(chǎn)流泥沙濃度很低，隨著時(shí)間增加泥沙濃度都呈現(xiàn)先增加，后降低，最后趨于穩(wěn)定的趨勢(shì)；土壤平均產(chǎn)沙濃度從無(wú)旱、輕旱、中旱依次增加，中旱到重旱有所減??；土壤產(chǎn)沙穩(wěn)定前產(chǎn)沙速率從輕旱到重旱依次減小，無(wú)旱土壤最小，從無(wú)旱到重旱總侵蝕產(chǎn)沙先增大后減小，輕旱、中旱、重旱土壤侵蝕量分別是無(wú)旱的3.92、3.85、2.50倍。

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〔責(zé)任編輯 程琴娟〕

Effects of pre－dry grade on soil cracks and characteristics of runoff and sediment in red soil slopes

CHEN Xiaoan
（Jiangxi Institute of Soil and Water Conservation，Key Laboratory of Soil Erosion and Prevention，Nanchang 330029，Jiangxi，China）

Based on artificial stimulation experiment，soil crack characteristics and runoff and sediment yields under different drought grades such as no drought，slight drought，medium drought and severe drought have been investigated with the help of photograph processing and statistical methods.The results suggested that soil crack length density，area density，width，intersection and curvature increased with the increasing of drought grade.In addition，the number of soil crack under slight drought was slightly less than medium drought，but much less than severe drought.Soil crack connectivity sharply increased from slight drought to medium slight with no differences between medium slight and severe drought.The starting time of runoff yield under slight drought，medium drought and severe drought increased by 1.83，2.43and 3.87 min than no drought，respectively，but the ending time decreased by 0.97，1.23and 1.40min，respectively.Before stabilization of runoff producing，the runoff yields increased with increasingof drought grades，but there were no differences after stabilization of runoff.Total runoff yields decreased as the increase of drought grades.Average soil runoff yields increased from no drought to medium drought，but slightly decreased from medium drought to severe drought.Before stabilization of runoff producing，sediment yields decreased from slight drought to severe drought，with lowest sediment yields under no drought.Total sediment yields firstly increased and then decreased with the increase of drought grades.Total sediment yield under slight drought，medium drought and severe drought were 3.92，3.85and 2.50times of that under no drought respectively.

drought grade；red soil；soil crack；soil and water losses

F294.3

：A

1672－4291（2015）06－0089－05

10.15983／j.cnki.jsnu.2015.06.464

2015－07－06

江西省水利科技重大項(xiàng)目（KT201109）；江西省水利科技項(xiàng)目（KT201419）；江西省優(yōu)勢(shì)科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)（20152BCB24011）

陳曉安，男，工程師，主要研究方向?yàn)橥寥狼治g機(jī)理。E－mail：onlycxa＠163.com