不同坡長條件下土堆積體坡面產(chǎn)流產(chǎn)沙過程

張 翔, 高照良

(1.萍鄉(xiāng)學(xué)院, 江西 萍鄉(xiāng) 337000; 2.中國科學(xué)院 水利部 水土保持研究所, 陜西 楊凌 712100)

工程堆積體已成為生產(chǎn)建設(shè)項目新增水土流失最主要的泥沙策源地[1-2]，碾壓密實的堆積平臺也為堆積體邊坡土壤侵蝕的發(fā)生提供了充足的匯水面積。堆積體坡面土壤侵蝕已然嚴峻，但作為影響坡面徑流與水流侵蝕產(chǎn)沙過程的重要地貌因素之一的坡長，分析其對堆積體坡面產(chǎn)流產(chǎn)沙過程的影響顯得尤為必要[3]，此研究對建立土壤侵蝕預(yù)報模型、制訂合理、有效的水土保持體系有著重要的理論價值。

至于坡長對坡面產(chǎn)流產(chǎn)沙的影響，其實各國學(xué)者均已展開過深入的研究，但所得到的結(jié)論卻莫衷一是。Lal[4]通過對尼日利亞的淋溶土研究表明，單位面積徑流量是隨著坡長的增加而減少的，年均徑流量與坡長呈顯著的冪函數(shù)關(guān)系。Truman等[5]分別對0.6，3，43 m共3個坡長的野外小區(qū)進行研究表明，徑流量和泥沙含量均與坡長存在顯著相關(guān)性，一旦達到臨界坡長，細溝侵蝕便開始發(fā)生，細溝在0.6 m坡長上未出現(xiàn)，在3 m坡長上細溝出現(xiàn)并不起主導(dǎo)作用，43 m的坡長的細溝侵蝕量遠大于前兩個坡長。蔡強國[6]的研究揭示出，徑流量和侵蝕產(chǎn)沙量均隨著坡長的增大而遞增，但當(dāng)坡長達到某一臨界坡長時，單位面積的侵蝕產(chǎn)沙量會隨著坡長的增大而遞減[7]，說明當(dāng)坡面徑流量相同時，坡面侵蝕量存在最大值，且存在一個對應(yīng)的臨界坡長，但目前的研究對此臨界值是否存在以及大小尚無定論[8]。黎四龍等[9]根據(jù)好幾年的觀測資料，探討降雨強度變化對坡長與侵蝕量關(guān)系的影響程度表明:小雨強情況下，產(chǎn)沙量隨著坡長的增大呈緩慢增大趨勢，雨強較大情況時，產(chǎn)沙量隨坡長的增大遞增幅度更大。郭新亞等[10]對黔西北地區(qū)坡面進行試驗研究表明，徑流量隨坡長的增大呈上下波動的變化趨勢，產(chǎn)沙量隨坡長的增大而遞增，且產(chǎn)沙量與坡長之間存在良好的線性函數(shù)關(guān)系。

盡管前人就坡長對坡面產(chǎn)流產(chǎn)沙影響的研究比較多，但關(guān)于在不同坡長情況下工程堆積體坡面產(chǎn)流產(chǎn)沙過程的研究還甚少，分析多個坡長(5個)對單一土壤(土)堆積體坡面產(chǎn)流產(chǎn)沙過程的影響更不多見。為此，選擇野外堆積體坡面進行人工模擬徑流沖刷試驗，分析不同坡長情況下土堆積體坡面產(chǎn)流產(chǎn)沙過程，對堆積體坡面侵蝕產(chǎn)沙過程進行探討，以期為土壤侵蝕預(yù)報模型的建立提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

試驗地選在陜西楊凌水土保持試驗站，地處國家楊凌高新技術(shù)開發(fā)區(qū)，后河右岸，地理坐標(biāo)為東經(jīng)108°—108°07′，北緯34°—34°20′[11]。該地區(qū)屬于大陸性季風(fēng)氣候，多年的平均氣溫在13℃左右，多年平均降水量為610.2 mm，該區(qū)的地帶性土壤屬于土，坡面重力侵蝕嚴重，雨季短而集中，侵蝕較為嚴重，小區(qū)通過在自然陡坡面進行機械開挖出試驗所需坡度，在開挖坡面上建立徑流小區(qū)，在徑流小區(qū)內(nèi)填入工程項目開挖產(chǎn)生的棄土棄渣，清除棄渣中的雜草和植物根系，坡面未采取任何植物和工程措施，小區(qū)坡面在水平面上的面積為20 m×5 m。把試驗收集并烘干的泥沙土壤進行室內(nèi)粒徑分析試驗，結(jié)果可知粒徑基本上都在1 mm以下，土壤顆粒粒徑在<0.002 mm，0.005～0.002 mm，0.01～0.005 mm，0.02～0.01 mm，0.05～0.02 mm，0.1～0.05 mm，0.2～0.1 mm范圍內(nèi)，對應(yīng)含量依次是24.04%，6.64%，9.22%，20.29%，35.20%，4.51%，0.1%。試驗裝置圖如圖1所示。

注：1儲水桶、2水閥、3恒壓桶、4溢流管、5流量計、6溢流槽、7觀測斷面、8坡度、9試驗小區(qū)、10集流桶。

圖1試驗小區(qū)及放水裝置示意圖

試驗準(zhǔn)備期，先用鐵皮把坡面豎立分割成坡寬為1 m的坡面，對應(yīng)試驗方案內(nèi)的3個坡度、5個坡長共計15個試驗坡面，根據(jù)設(shè)計雨強(1.5 mm/min)和前期放水預(yù)試驗情況，確定沖刷流量分別為6，12，18，24，30 L/min。為保證試驗各個坡面下墊面基本相同，對各個坡面同時進行坡面整理。為控制土壤容重和含水率，人為地對坡面進行翻挖30 cm，然后整平、壓實，并在試驗前24 h對坡面土壤進行均勻灑水，直到坡面即將產(chǎn)流為止并用塑料薄膜覆蓋，坡面產(chǎn)流后，記錄下產(chǎn)流時間，且在試驗的前3 min內(nèi)每隔1 min測量1次斷面穩(wěn)定流速、水深、渾水總量、收集徑流泥沙樣品，3 min以后每隔3 min測量1次各項指標(biāo)。30 min后停止放水。坡面細溝的發(fā)育情況以人工現(xiàn)場測量溝寬和溝深，坡面水流流速采用高錳酸鉀染色示蹤法。坡長為4 m時，流速測量間距為0.6 m，溝深和溝寬測量間隔分別為0.5 m；坡長為8，12，16 m時，流速測量間距均為1.5 m，溝深和溝寬測量間隔分別為1，1.5，2 m；坡長為20 m時，流速測量間距為2 m，溝深和溝寬測量間隔為2 m。用溫度計測定水溫，收集的徑流泥沙樣品采用烘干法進行處理，溝寬和溝深采用鋼尺進行人工測量，試驗土壤采用激光粒度分析儀分析其機械組成[12]。

2 結(jié)果與分析

2.1 坡面產(chǎn)流率的變化過程

產(chǎn)流率是表征在不同坡長、坡度、雨強及下墊面等因素齊力作用下，徑流對坡面土壤分離和運輸?shù)哪芰13]，分析產(chǎn)流率的時空變化是研究坡面土壤侵蝕的前提，在不同坡長、坡度情況下，點繪坡面產(chǎn)流率隨時間變化的曲線圖(圖2)。

圖2產(chǎn)流率隨放水時間的變化特征

如圖2A所示，32°坡度條件下的產(chǎn)流率的時空變化情況如下：

(1) 產(chǎn)流率在0～12 min前，隨放水時間的持續(xù)呈現(xiàn)比較穩(wěn)定的增大變化，在12～30 min內(nèi)，產(chǎn)流率隨時間呈現(xiàn)上下波動的變化；原因是水耗因子(入滲、蒸發(fā)等)逐漸趨于穩(wěn)定，以致坡面徑流增大，相應(yīng)的產(chǎn)流率逐漸遞增；但在12～30 min內(nèi)，產(chǎn)流率隨時間呈上下波動變化，原因是在試驗前期，坡面經(jīng)過人為地整為稍凹型，誘導(dǎo)坡面只形成了一條細溝，過水面積內(nèi)的土壤在0～12 min左右便達到飽和狀態(tài)，但隨著放水試驗的繼續(xù)，隨著溝岸、溝底的不斷橫向縱向侵蝕，坡面不時出現(xiàn)溝壁倒塌沖擊溝內(nèi)水流形成壅水、水流加速，導(dǎo)致產(chǎn)流率陡增，而后水流穩(wěn)定，產(chǎn)流率驟降，如此周而復(fù)始，以致產(chǎn)流率在此階段呈現(xiàn)波動性變化。

(2) 不同坡長條件下，產(chǎn)流率隨時間的變化并不一致，在16，20 m坡長下，產(chǎn)流率隨產(chǎn)流時間的持續(xù)均波動性比較大；在4，8，12 m坡長條件下，產(chǎn)流率隨時間呈現(xiàn)整體上升并趨于穩(wěn)定的狀態(tài)。原因是在32°坡度、大坡長條件下，坡面水流流速逐漸加速，快速的坡面流后，坡面逐漸形成跌坎鏈，然而隨著坡面細溝的貫通，伴隨著是不斷的溯源、重力和下切侵蝕，溝內(nèi)時而產(chǎn)生土塊沖擊水流，致使產(chǎn)流率上下波動比較大，但在小坡長情況下，坡面相應(yīng)的徑流量較小，水流侵蝕力不足，坡面細溝發(fā)育比較緩慢，主要在試驗后期才出現(xiàn)溝壁倒塌，因此坡面產(chǎn)流率在小坡長條件下，前期呈現(xiàn)緩慢穩(wěn)定的增長趨勢，在試驗的中后期才出現(xiàn)波動。

如圖2B所示，28°坡度條件下的產(chǎn)流率的時空變化情況如下：

(1) 產(chǎn)流率在0～18 min前，隨沖刷歷時的變化呈現(xiàn)穩(wěn)定的遞增狀態(tài)，在18～30 min內(nèi)，產(chǎn)流率隨時間的變化便逐漸趨于平穩(wěn)。原因是在28°坡度下，較32°坡度相比，坡面水流動能較小，徑流侵蝕能力較弱，坡面水流狀態(tài)從薄層流到出現(xiàn)跌坎鏈再到完整的貫通細溝需要的時間更長，由于坡面不斷的侵蝕，產(chǎn)生新的土壤接觸面，一直溝內(nèi)的入滲、蒸發(fā)等水量損耗因素才逐漸穩(wěn)定，因此坡度下的產(chǎn)流率在18 min前隨時間呈現(xiàn)逐漸增大的趨勢；由于在18 min左右，坡面細溝已形成，溝內(nèi)水流形態(tài)也趨于穩(wěn)定，所以在18～30 min內(nèi)，產(chǎn)流率隨沖刷歷時的進行逐漸趨于穩(wěn)定。

(2) 不同坡長條件下，產(chǎn)流率隨時間的變化并不一致，在16，20 m坡長下，產(chǎn)流率在0～18 min前的波動性較大，在18 min后便逐漸趨于穩(wěn)定；在4，8，12 m坡長條件下，產(chǎn)流率在0～18 min前穩(wěn)步遞增，在18 min后才稍有波動。原因是在大坡長條件下，試驗初期坡面水流流速迅速增大，坡面水流的徑流侵蝕能力較大，很快形成跌坎并貫通細溝，而且由于侵蝕能力大，溝內(nèi)溝壁時有坍塌，導(dǎo)致前18 min產(chǎn)流率呈現(xiàn)波動性變化，在坡面細溝基本形成，溝內(nèi)水流形態(tài)也趨于穩(wěn)定，才逐漸趨于穩(wěn)定；在小坡長情況下，坡面相應(yīng)的徑流量較小，水流侵蝕力不足，坡面細溝發(fā)育比較緩慢，主要在試驗后期才出現(xiàn)溝壁倒塌，所以出現(xiàn)先遞增在逐漸穩(wěn)定的趨勢。

如圖2C所示，24°坡度條件下的產(chǎn)流率的時空變化情況如下：

(1) 產(chǎn)流率在前3 min出現(xiàn)陡增，然后是隨著放水時間的持續(xù)表現(xiàn)為略帶波動的穩(wěn)步增大。出現(xiàn)此現(xiàn)象的原因可能是：在前3 min時，坡面水流狀態(tài)還是薄層坡面流，并未產(chǎn)生跌坎，加上坡面經(jīng)過人工平整，坡面比較光滑，水流受到的阻力較小，因此階段產(chǎn)流率的增幅較大，而后坡面逐漸出現(xiàn)跌坎，此時坡面水流阻力增大，坡面水流流速降低，才導(dǎo)致產(chǎn)流率隨沖刷歷時的持續(xù)呈現(xiàn)穩(wěn)步增大，加上一個個的跌坎產(chǎn)生跌坎鏈并逐步貫通成細溝，溝內(nèi)不時出現(xiàn)溝壁坍塌，導(dǎo)致某些時刻會出現(xiàn)驟增驟降，從而形成產(chǎn)流率隨時間呈現(xiàn)略微的波動變化。

(2) 不同坡長條件下，產(chǎn)流率隨時間的變化規(guī)律基本一致，這表明在24°坡度下，不同坡長的坡面徑流量都比較穩(wěn)定，坡長對產(chǎn)流率的影響不明顯。

2.2 產(chǎn)沙率變化過程

產(chǎn)沙率表示單位時間內(nèi)坡面徑流侵蝕所挾帶的泥沙，分析產(chǎn)沙率隨時間的時空變化，有利于進一步了解工程堆積體坡面土壤侵蝕的動態(tài)過程。不同坡度、坡長情況下，點繪產(chǎn)沙率隨時間變化曲線(圖3)。

圖3產(chǎn)沙率隨放水時間變化特征

如圖3A所示，32°坡面堆積體坡面細溝侵蝕產(chǎn)沙率的變化情況如下：

(1) 產(chǎn)沙率在0～12 min前，隨著放水時間的持續(xù)呈現(xiàn)稍微的增大，在12～30 min內(nèi)，產(chǎn)沙率隨時間呈現(xiàn)上下波動的變化。這是因為在產(chǎn)流初期，堆積體坡面表面組成物質(zhì)結(jié)構(gòu)松散，表層抗蝕性較差的物質(zhì)較多，此階段坡面已形成跌坎鏈并開始形成細溝，細溝的逐漸貫通致使產(chǎn)沙量有所遞增。而后坡面細溝形成，為泥沙的輸移提供了通道，徑流剪切力較大，細溝不斷往橫向縱向發(fā)展，細溝溝壁倒塌沖擊水流，致使此階段產(chǎn)沙率隨沖刷時間的持續(xù)呈上下波動的變化。

(2) 在不同坡長條件下，產(chǎn)沙率在0～12 min前，隨著坡長的增加，基本呈現(xiàn)的是逐漸增大的趨勢，在12～30 min內(nèi)，大坡長(16，20 m)條件下產(chǎn)沙率隨時間的波動幅度相對小坡長(4，8，12 m)較大。這是因為在產(chǎn)流初期，隨著坡長的增大，整體表層可侵蝕物質(zhì)更多，相應(yīng)坡面侵蝕量也更大，因此產(chǎn)沙率在此階段隨著坡長的增大是呈現(xiàn)遞增趨勢的；而后在大坡長(16，20 m)條件下坡面水流流速較大，坡面侵蝕很快轉(zhuǎn)向細溝侵蝕，加上水流侵蝕力、剪切力相應(yīng)較大，細溝溝壁坍塌更嚴重，以致大坡長情況下產(chǎn)沙率隨時間的波動幅度大于小坡長情況下。

如圖3B所示，28°坡面堆積體坡面細溝侵蝕產(chǎn)沙率的變化情況如下：

(1) 產(chǎn)沙率隨著放水時間的持續(xù)呈顯著的上下跳躍波動變化，這是因為在28°坡度下，坡面水流在不同坡長條件下均能達到較大的流速和剪切力，很快坡面形成細溝，加上細溝的不斷侵蝕，細溝溝壁不時的坍塌引起產(chǎn)沙率整體上的上下跳躍波動。

(2) 不同坡長條件下產(chǎn)沙率隨放水時間的變化過程并不一致的，4 m坡長情況下，產(chǎn)沙率在0～9 min內(nèi)表現(xiàn)著穩(wěn)定的上升，后期便出現(xiàn)跳躍波動特征；其他坡長(8，12，16，20 m)情況下，產(chǎn)沙率基本在整個試驗過程均表現(xiàn)出上下波動特征。這是因為對應(yīng)28°的坡度在4 m坡長情況下，坡面水流侵蝕能力相對較小，坡面土壤侵蝕過程較緩慢，可以觀察到坡面水流形態(tài)從坡面流到細溝流的變化過程，此階段也就是產(chǎn)沙率增大的階段，而后侵蝕加劇，溝道下切、溝壁擴張，甚至溝壁塌陷，導(dǎo)致后期產(chǎn)沙率出現(xiàn)跳躍波動的情況；在其他坡長條件下，由于坡面呈微凹型，在產(chǎn)流初期坡面便已形成一條細溝，因此在整個試驗過程均表現(xiàn)為上下波動特征。

如圖3C所示，24°坡面堆積體坡面細溝侵蝕產(chǎn)沙率的變化情況如下：

產(chǎn)沙率在坡長(8，12，16，20 m)條件下，隨著放水時間呈現(xiàn)上下波動變化，這與其他兩個坡度情況一致，都是由于發(fā)生細溝侵蝕，細溝溝壁坍塌、溝岸擴張引起的。但產(chǎn)沙率在4 m坡長情況下，整個試驗過程基本上呈現(xiàn)平穩(wěn)不變的趨勢，出現(xiàn)這種情況的原因是在此坡度、坡長條件下，整個試驗過程坡面細溝侵蝕不顯著，只出現(xiàn)少量的跌坎，由此也可得出在24°坡度條件下，細溝發(fā)生的臨界坡長還應(yīng)在4 m以下。

2.3 坡面含沙量變化過程

含沙量作為表征坡面土壤侵蝕程度的重要參數(shù)[14-15]，探討含沙量在坡面上的時空變化具有一定的現(xiàn)實意義。點繪不同坡度、坡長條件下，含沙量隨時間的變化曲線如圖4所示。

圖4含沙量隨放水時間變化特征

由圖4可以看出，含沙量隨放水時間呈現(xiàn)的是先減小而后保持穩(wěn)定的趨勢，這是由于產(chǎn)流初期，表層土質(zhì)疏松，表層侵蝕嚴重，因此含沙量大，隨著坡面細溝的形成，下層土壤抗蝕能力大，侵蝕速率變緩，因此含沙量呈現(xiàn)先減小而后保持穩(wěn)定。

通過進一步分析不同坡度不同坡長條件下，含沙量平均值的變化規(guī)律可知，在32°坡度條件下，4，8，12，16，20 m坡長對應(yīng)的平均含沙量分別為0.21，0.37，0.41，0.46，0.52，在28°坡度條件下，4，8，12，16，20 m坡長對應(yīng)的平均含沙量分別為0.31，0.36，0.42，0.45，0.50，在24°坡度條件下，4，8，12，16，20 m坡長對應(yīng)的平均含沙量分別為0.04，0.36，0.39，0.41，0.49。由具體的數(shù)據(jù)可知，在不同坡度條件下，平均含沙量均隨著坡長的增加呈現(xiàn)遞增的趨勢，且24°坡度、4 m坡長對應(yīng)的坡面水流平均含沙量顯著偏低。出現(xiàn)這種情況的原因是隨著坡長的增大，坡面表層可侵蝕物質(zhì)更多，相應(yīng)坡面侵蝕量也更大，對應(yīng)坡面水流含沙量也逐漸增大，對于24°坡度、4 m坡長出現(xiàn)的情況，是因為坡面細溝侵蝕不顯著，坡面水流僅侵蝕坡面少量松散物質(zhì)，由試驗測量溝深偏低也可知，坡面水流含沙量顯著偏低。

2.4 坡面累積產(chǎn)流量和產(chǎn)沙量變化過程

2.4.1 累積產(chǎn)流量變化過程 為探討坡面累積產(chǎn)流量隨時間的關(guān)系，擬合不同坡度、坡長條件下累積產(chǎn)流量與時間函數(shù)關(guān)系(表1)。

由表1可知，坡面累積產(chǎn)流量與放水時間的關(guān)系能很好地用線性方程表達，累積產(chǎn)流量隨著放水時間呈現(xiàn)不斷增大的趨勢。在32°坡度條件下，累積產(chǎn)流量的增長率隨著坡長增大依次為4.05，10.45，8.91，25.07，29.75 L/min，8，12 m和16，20 m這兩組坡長條件下，累積產(chǎn)流量的增長率差異性不大；在28°坡度條件下，累積產(chǎn)流量的增長率隨著坡長增大依次為4.14，10.06，8.32，23.78，23.09 L/min，同樣8，12 m和16，20 m兩組坡長條件下的增長率互相差異不大；在24°坡度條件下，累積產(chǎn)流量的增長率隨著坡長增大依次為3.75，9.87，16.48，23.24，20.79 L/min，16，20 m坡長條件下的增長率互相差異不大；綜合來看，累積產(chǎn)流量隨著坡長的增大總體是增大的，但受坡度的影響，會使增長率在有些坡長之間不存在遞增現(xiàn)象。在4 m坡長下，增長率按坡度增大順序依次為3.75，4.14，4.05 L/min，在8 m坡長下，增長率按坡度增大順序依次為9.87，10.06，10.45 L/min，在12 m坡長下，增長率按坡度增大順序依次為16.48，8.32，8.91 L/min，在16 m坡長下，增長率按坡度增大順序依次為23.24，23.78，25.07 L/min，在20 m坡長下，增長率按坡度增大順序依次為20.79，23.09，29.75 L/min，整體來看，累積產(chǎn)流量隨時間的增長率，在同一坡長情況下，基本上是隨著坡度的增大而增大的。

2.4.2 累積產(chǎn)沙量變化過程 為探討累積產(chǎn)沙量隨時間的變化規(guī)律，擬合試驗條件下累積產(chǎn)沙量與時間的函數(shù)關(guān)系(表2)。

由表2可知，坡面累積產(chǎn)沙量與放水時間呈現(xiàn)極顯著的冪函數(shù)關(guān)系，表明隨著時間的增加，累積產(chǎn)沙量是在不斷增大的，通過擬合方程對應(yīng)的具體試驗數(shù)據(jù)可知，在32°，28°坡度條件下，累積產(chǎn)沙量隨著坡長的增大呈現(xiàn)遞增的趨勢，但在8，12 m兩坡長情況下，二者的累積產(chǎn)沙量差異不大；在24°坡長情況下，累積產(chǎn)沙量隨著坡長的增大均呈遞增狀態(tài)。這可能是因為在稍大坡度(28°，32°)情況下，坡面水流流速較大，侵蝕能力較強，導(dǎo)致8，12 m坡長的細溝水流產(chǎn)沙量相似，因此累積產(chǎn)沙量情況相差不大。

表1 累積產(chǎn)流量MQ與放水時間t擬合函數(shù)關(guān)系

注：樣本數(shù)n=12，其中*表示(p<0.05)，**表示(p<0.001)，下表同。

表2 累積產(chǎn)沙量MS與放水時間t擬合函數(shù)關(guān)系

2.5 試驗因素對產(chǎn)流產(chǎn)沙的影響

2.5.1 坡度和坡長對累積產(chǎn)流量和累積產(chǎn)沙量的影響 通過查看不同的類型工程堆積體的形態(tài)數(shù)據(jù)可知，任何一個工程堆積體都具有其不一致的形態(tài)，即不一樣的坡長與坡度，且不同類型工程堆積體坡面的細溝侵蝕量迥異，坡度、坡長作為影響坡面細溝侵蝕產(chǎn)流產(chǎn)沙的基本因素，對其與產(chǎn)流產(chǎn)沙量的關(guān)系進行研究具有重要的意義，通過得出不同坡長、坡度條件對坡面產(chǎn)流產(chǎn)沙量的具體函數(shù)關(guān)系，有利于分辨各個因子對坡面細溝產(chǎn)流產(chǎn)沙量的影響程度，進一步得出主要決定因素。

MQ=2.89S0.36L1.23R2=0.88

(1)

MS=0.05S0.94L1.75R2=0.93

(2)

式中：MQ表示累積產(chǎn)流量(L)；MS表示累積產(chǎn)沙量(kg)；S表示坡度(°)；L表示坡長(m)。

由公式(1),(2)可以看出，坡度和坡長均對坡面累積產(chǎn)流產(chǎn)沙量產(chǎn)生影響，且二者均對累積產(chǎn)流產(chǎn)沙量產(chǎn)生正效應(yīng)，即隨著坡度、坡長的增大，工程堆積體坡面細溝累積產(chǎn)流產(chǎn)沙量均增大；由坡度和坡長因素的指數(shù)可以發(fā)現(xiàn)，坡長對坡面細溝累積產(chǎn)流產(chǎn)沙量的貢獻率更大，占主要決定因素。

3 結(jié) 論

(1) 工程堆積體坡面產(chǎn)流率隨放水時間持續(xù)呈現(xiàn)波動性增大的趨勢，坡度和坡長對產(chǎn)流率的變化過程均有影響，坡面產(chǎn)沙率隨產(chǎn)流時間的持續(xù)呈現(xiàn)上下波動的變化趨勢，隨著坡長的增大，產(chǎn)沙率的波動幅度也較大，并在24°坡度下，細溝侵蝕發(fā)生的臨界坡長還在4 m以下。

(2) 徑流含沙量隨著放水時間的持續(xù)呈現(xiàn)稍微遞減的波動變化，坡度對含沙量的影響不顯著，隨著坡長的增大，含沙量呈遞增的趨勢。

(3) 工程堆積體坡面累積產(chǎn)流量與放水時間的關(guān)系可以很好地用線性函數(shù)表達，累積產(chǎn)流量隨著坡長的增大呈現(xiàn)增大的趨勢，累積產(chǎn)沙量與放水時間呈現(xiàn)極顯著的冪函數(shù)關(guān)系，累積產(chǎn)沙量隨著坡長的增大呈現(xiàn)遞增的趨勢。

(4) 試驗坡度、坡長均對坡面累積產(chǎn)流產(chǎn)沙量產(chǎn)生重要的影響，坡長對坡面累積產(chǎn)流產(chǎn)沙的貢獻作用大于坡度，二者均對累積產(chǎn)流產(chǎn)沙量產(chǎn)生正效應(yīng)。