渭北旱塬垃圾堆積降雨侵蝕試驗(yàn)研究

陳見(jiàn)影, 來(lái)鳳兵, 常占懷

(1.黔南民族師范學(xué)院, 貴州 都勻 588000; 2.陜西師范大學(xué) 旅游與環(huán)境學(xué)院,陜西 西安 710062; 3.陜西省水土保持勘測(cè)規(guī)劃研究所, 陜西 西安710199)

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渭北旱塬垃圾堆積降雨侵蝕試驗(yàn)研究

陳見(jiàn)影1, 來(lái)鳳兵2, 常占懷3

(1.黔南民族師范學(xué)院, 貴州 都勻 588000; 2.陜西師范大學(xué) 旅游與環(huán)境學(xué)院,陜西 西安 710062; 3.陜西省水土保持勘測(cè)規(guī)劃研究所, 陜西 西安710199)

[目的] 研究渭北旱塬垃圾堆積降雨侵蝕過(guò)程及機(jī)理，為渭北旱塬垃圾堆積降雨侵蝕防治提供科學(xué)依據(jù)。 [方法] 基于人工模擬降雨試驗(yàn)，設(shè)計(jì)了2個(gè)降雨強(qiáng)度(1.2和2.0 mm/min)以及2個(gè)垃圾堆積類(lèi)型(即垃圾堆積成斜坡，無(wú)侵蝕發(fā)生地表上的垃圾堆),進(jìn)行2個(gè)垃圾堆積類(lèi)型和裸露的撂荒坡降雨侵蝕過(guò)程的對(duì)比研究。 [結(jié)果] 當(dāng)降雨強(qiáng)度I=1.2 mm/min，垃圾堆積成斜坡的侵蝕產(chǎn)沙總量為117.94 kg，撂荒坡的侵蝕產(chǎn)沙量為10.86 kg，垃圾堆積成斜坡比撂荒坡的侵蝕產(chǎn)沙總量為107.08 kg；當(dāng)降雨強(qiáng)度I=2.0 mm/min，垃圾堆積成斜坡比撂荒坡的侵蝕產(chǎn)沙總量多出225.72 kg，而傾倒在無(wú)侵蝕發(fā)生地表上的垃圾堆積侵蝕產(chǎn)沙量相對(duì)較少；對(duì)垃圾堆積坡面徑流的侵蝕能量(E)及侵蝕能量消耗(E啟動(dòng)泥沙、E搬運(yùn)泥沙)、含沙水流作用于底床上的拖曳力(F)分析得出，垃圾堆積與下墊面形成了縫隙或軟弱面，從而導(dǎo)致坡面徑流，降低了啟動(dòng)松散垃圾堆積泥沙顆粒所消耗的能量，坡面徑流的侵蝕能量(E)主要消耗在搬運(yùn)輸移垃圾堆積顆粒。 [結(jié)論] 含有垃圾顆粒物質(zhì)水流將維持較高流速，含有垃圾顆粒物質(zhì)水流因其產(chǎn)生較強(qiáng)的拖曳力加劇了細(xì)溝侵蝕。

垃圾堆積; 產(chǎn)沙量; 降雨侵蝕試驗(yàn); 渭北旱塬

文獻(xiàn)參數(shù)： 陳見(jiàn)影, 來(lái)鳳兵, 常占懷.渭北旱塬垃圾堆積降雨侵蝕試驗(yàn)研究[J].水土保持通報(bào)，2016,36(4)：216-219.DOI:10.13961/j.cnki.stbctb.2016.04.038

渭北旱塬黃土高原溝壑區(qū)在原已十分嚴(yán)重的水蝕風(fēng)蝕基礎(chǔ)上，又疊加了人類(lèi)活動(dòng)影響，使生態(tài)環(huán)境更加脆弱。根據(jù)實(shí)地調(diào)查發(fā)現(xiàn)，渭北旱塬黃土高原溝壑區(qū)無(wú)垃圾集中收集清運(yùn)設(shè)施，人們已形成隨意傾倒垃圾習(xí)慣。然而隨意傾倒的垃圾大多堆積在坡麓地帶或直接傾倒在谷坡、河漫灘上，增加了侵蝕產(chǎn)沙固體物源，成為新的侵蝕產(chǎn)沙源地，在強(qiáng)降雨條件下，勢(shì)必導(dǎo)致嚴(yán)重的水土流失。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，生活水平的提高，產(chǎn)生的生活、生產(chǎn)垃圾日益增加，垃圾隨意堆積在溝谷中不僅影響環(huán)境景觀，污染水環(huán)境，更重要的是加劇了水土流失。在渭北旱塬黃土高原溝壑區(qū)小流域制定科學(xué)的垃圾處置方案并在建設(shè)過(guò)程中同步實(shí)施，是衡量規(guī)劃建設(shè)水平的重要指標(biāo)。在渭北旱原黃土高原溝壑區(qū)垃圾堆積降雨侵蝕已是侵蝕產(chǎn)沙的主要來(lái)源之一。目前關(guān)于垃圾堆積降雨侵蝕產(chǎn)沙的研究很少[1-5]。本研究選擇渭北旱塬秦莊溝小流域?yàn)槔?，在野外人工模擬降雨的基礎(chǔ)上，對(duì)垃圾堆積降雨侵蝕產(chǎn)沙進(jìn)行分析，以期對(duì)垃圾堆積降雨侵蝕過(guò)程有所認(rèn)識(shí)，在渭北旱塬黃土高原溝壑區(qū)，人們應(yīng)摒棄隨意傾倒垃圾習(xí)慣，減少由垃圾堆積而形成的侵蝕產(chǎn)沙固體物源。

1　垃圾堆積的類(lèi)型

根據(jù)在不同的原始地貌上隨意傾倒垃圾所形成垃圾堆積形態(tài)，在野外調(diào)查的基礎(chǔ)上，將垃圾堆積分為4種類(lèi)型： (1) 新生斜坡堆積型。垃圾傾倒在無(wú)侵蝕發(fā)生的平緩地表上堆積形成了侵蝕地貌形態(tài)，為垅崗低丘垃圾堆積形態(tài)。該類(lèi)型主要是分布在原始地貌為高階地、洪積平原、河漫灘上的垃圾堆積。 (2) 新生陡坡堆積型。垃圾傾倒在斜坡上，垃圾順坡自然瀉溜，垃圾堆積使原始斜坡坡度增加到24～38°之間，坡度變陡，與巖土的休止角大體相等。該類(lèi)型主要發(fā)生在河岸兩側(cè)、山坡及坡麓地帶以及堆積在坡腰的片狀垃圾堆積。 (3) 新生臺(tái)地堆積型。在削平頂部的塬、梁、峁，將松散垃圾長(zhǎng)期堆積在四周以擴(kuò)大塬、梁、峁整平地面面積而形成臺(tái)狀垃圾堆積地貌。 (4) 低洼地疊加堆積型。垃圾傾倒在一些沖溝或地形較低洼處，由于長(zhǎng)期堆積填平一些凹形地表。沖溝、切溝及凹形斜坡均是匯水、排水的通道，在原始下墊面與垃圾形成的松散堆積物之間形成軟弱層面，該軟弱層面成為降雨沖刷侵蝕的對(duì)象。這4種垃圾堆積地貌，是由于渭北旱塬黃土高原溝壑區(qū)當(dāng)?shù)卮迕耠S意傾倒生產(chǎn)生活垃圾形成的不穩(wěn)定地表形態(tài)。隨著人口不斷增加，生活水平不斷提高，生產(chǎn)垃圾量也日益增加，當(dāng)?shù)卮迕耠S意傾倒而不加治理的垃圾堆積對(duì)人民健康危害性極大。同時(shí)，松散的垃圾堆積物極易受降雨、大風(fēng)的影響，從而造成劇烈的人為水土流失。

2　人工模擬垃圾堆積降雨侵蝕試驗(yàn)

2.1試驗(yàn)地點(diǎn)

通過(guò)以上分析，垃圾堆積形成的地貌形態(tài)都具有較陡的松散邊坡，根據(jù)邊坡最易遭受降雨侵蝕的實(shí)際情況，選定降雨侵蝕試驗(yàn)主要是測(cè)試?yán)逊e斜坡。試驗(yàn)地點(diǎn)選在陜西省淳化縣秦莊溝流域，該小流域?qū)儆谖急焙弟S土高原溝壑區(qū)，位于陜西省淳化縣縣城東南15 km處，地理位置界于北緯34°47′30″—34°52′0″，東經(jīng)108°39′0″—108°43′30″，總面積48.28 km2。當(dāng)?shù)貧夂驗(yàn)榕瘻貛О敫珊禋夂?，年平均氣溫?0.4 ℃，多年平均降水量為610 mm,降雨多集中在7，8，9這3個(gè)月份且多以暴雨形式出現(xiàn)。農(nóng)業(yè)土壤主要是以黃土為母質(zhì)的黃土性土壤，主要包括褐土、黃綿土和黑壚土等，水土流失較嚴(yán)重，溝壑密度在5.55～5.81 km/km2，侵蝕模數(shù)達(dá)3 000～6 000 t/km2。該小流域涉及方里、秦莊2個(gè)鄉(xiāng)，共有16個(gè)行政村33個(gè)自然村，總?cè)丝?3 131人，人口密度366人/km2。據(jù)衛(wèi)生部調(diào)查統(tǒng)計(jì)，以農(nóng)村每天每人生活垃圾量為0.86 kg計(jì)算，秦莊溝流域日均生產(chǎn)垃圾總量為11.29 t，每年垃圾總量為4 121.82 t。秦莊溝流域目前無(wú)垃圾集中清運(yùn)處理措施，垃圾隨意傾倒在原本水土流失較嚴(yán)重的區(qū)域，每年有4 121.82 t垃圾堆積更加劇了水土流失。

2.2試驗(yàn)降雨裝置設(shè)計(jì)

模擬降雨裝置設(shè)計(jì)。模擬降雨裝置：采用2個(gè)側(cè)噴式單噴頭。噴頭孔板規(guī)格分別為9和13 mm，降雨量為50 mm，試驗(yàn)小區(qū)為噴頭孔板疊加雨區(qū)。模擬降雨裝置設(shè)計(jì)雨滴噴高h(yuǎn)=1.5 m，雨滴動(dòng)能約等于天然降雨的雨滴動(dòng)能，95%雨滴達(dá)到水樣天然降雨的終點(diǎn)速度[3-5]。模擬降雨觀測(cè)垃圾堆積坡面侵蝕發(fā)育情況，降雨產(chǎn)流后每隔3 min收集坡面徑流樣品進(jìn)行分析。

2.3垃圾堆積降雨侵蝕試驗(yàn)

經(jīng)過(guò)分析研究，垃圾堆積降雨侵蝕試驗(yàn)選擇以下類(lèi)型：順坡傾倒形成的垃圾堆積，傾倒在無(wú)侵蝕發(fā)生的地表上的垃圾堆積，對(duì)比試驗(yàn)。3組試驗(yàn)小區(qū)均按1.5 m×5 m布置。

(1) 順坡傾倒形成的垃圾堆積。順坡傾倒使松散的垃圾順坡自然瀉溜，實(shí)測(cè)表面坡度32°～33°。其表面坡度同沙質(zhì)黃土的休止角相近。垃圾堆積厚度40～60 cm。 (2) 傾倒在無(wú)侵蝕發(fā)生的地表上的垃圾堆積。垃圾堆積成錐形，錐體底面積直徑為90～130 cm，高度為50～60 cm，錐體基底坡度為5°～6°。 (3) 對(duì)比試驗(yàn)。將裸露的撂荒坡選作試驗(yàn)對(duì)比坡。

試驗(yàn)用垃圾堆積物取自秦莊鄉(xiāng)周邊當(dāng)?shù)卮迕耠S意傾倒在坡面和階地上的垃圾堆積。采集時(shí)充分破壞原始地層的土層結(jié)構(gòu)，剔除樹(shù)木雜草的腐根、結(jié)塊等雜物，將垃圾堆積物與下墊面土攪拌均勻。試驗(yàn)用垃圾堆積物的粒徑組成詳見(jiàn)表1。

表1　垃圾堆積物粒度組成

3　試驗(yàn)結(jié)果分析

3.1降雨侵蝕分析

通過(guò)試驗(yàn)證明，在大雨或暴雨條件下，下墊面不同的侵蝕產(chǎn)沙量不同，且隨著降雨強(qiáng)度增大，垃圾堆積成斜坡、垃圾堆積成錐形、撂荒坡的侵蝕產(chǎn)沙量也隨之增加(表2)。降雨強(qiáng)度I由1.2增至2.0 mm/min時(shí)，垃圾堆積成斜坡、垃圾堆積成錐形、撂荒坡的侵蝕產(chǎn)沙量分別增加了127.9，2.87，9.26 kg。其中，當(dāng)降雨強(qiáng)度為1.2 mm/min，垃圾堆積成斜坡的侵蝕產(chǎn)沙總量為117.94 kg，撂荒坡的侵蝕產(chǎn)沙量為10.86 kg，垃圾堆積成斜坡比撂荒坡的侵蝕產(chǎn)沙總量多出107.08 kg；當(dāng)降雨強(qiáng)度為2.0 mm/min，垃圾堆積成斜坡比撂荒坡的侵蝕產(chǎn)沙總量多出225.72 kg。由此可知，降雨強(qiáng)度愈大，垃圾堆積成斜坡造成的水土流失就愈嚴(yán)重。

在上述2種雨強(qiáng)下，傾倒在無(wú)侵蝕發(fā)生的地表上的垃圾堆積成錐形的侵蝕產(chǎn)沙量分別為7.48和10.35 kg，比垃圾堆積成斜坡的侵蝕產(chǎn)沙少。這是由于垃圾堆積成錐形與地表坡度小，侵蝕發(fā)生方式以雨滴濺蝕和片蝕為主，侵蝕較輕，況且侵蝕下來(lái)的泥沙在短距離輸移過(guò)程中同時(shí)發(fā)生沉積或輸移滯后。所以?xún)A倒在無(wú)侵蝕發(fā)生的地表上的垃圾堆積成錐形侵蝕產(chǎn)沙較少。

表2　試驗(yàn)地侵蝕產(chǎn)沙量統(tǒng)計(jì)

3.2侵蝕產(chǎn)沙過(guò)程分析

降雨強(qiáng)度不同，侵蝕產(chǎn)沙過(guò)程也有差異。由圖1—2所示，垃圾堆積成斜坡與撂荒坡的侵蝕產(chǎn)沙過(guò)程線都是波動(dòng)型，且垃圾堆積成斜坡比撂荒坡提前發(fā)生產(chǎn)流。

當(dāng)降雨強(qiáng)度為1.2 mm/min，降雨歷時(shí)為16.5 min時(shí)，垃圾堆積成斜坡坡面侵蝕產(chǎn)沙量達(dá)到峰值，該降雨時(shí)段坡面徑流含沙量達(dá)896.86 kg/m3；而撂荒坡降雨歷時(shí)為20.5 min時(shí)，坡面侵蝕產(chǎn)沙量達(dá)到峰值，該降雨時(shí)段坡面徑流含沙量達(dá)103.03 kg/m3。撂荒坡坡面侵蝕產(chǎn)沙量達(dá)到峰值比垃圾堆積成斜坡所需降雨歷時(shí)推后4 min左右。在此之后，降雨歷時(shí)為31.5 min時(shí)，垃圾堆積成斜坡坡面侵蝕產(chǎn)沙量出現(xiàn)次峰值，在35 min時(shí)裸荒坡地的侵蝕產(chǎn)沙量出現(xiàn)次峰值。當(dāng)降雨強(qiáng)度為2.0 mm/min，垃圾堆積成斜坡與撂荒坡的侵蝕產(chǎn)沙呈現(xiàn)持續(xù)增大的趨勢(shì)。在整個(gè)侵蝕產(chǎn)沙試驗(yàn)中雖然出現(xiàn)坡面徑流含沙量降低過(guò)程，然而由于表層土層逐漸趨于濕潤(rùn)飽和，阻滯降雨入滲，水分下滲減弱，水分轉(zhuǎn)而形成坡面徑流，從而坡面徑流量增大，導(dǎo)致坡面產(chǎn)沙量仍持續(xù)增加。

圖1　垃圾堆積成斜坡侵蝕產(chǎn)沙過(guò)程

圖2　裸荒坡地侵蝕產(chǎn)沙過(guò)程

3.3坡面侵蝕方式分析

坡面侵蝕過(guò)程：降雨—雨滴侵蝕—產(chǎn)流—片流—片蝕；坡面片流匯集—散流—細(xì)溝和淺溝侵蝕—重力侵蝕和潛蝕—谷底散流—溝道水流—溝道侵蝕。在每小時(shí)降雨量16 mm以上、或連續(xù)12 h降雨量30 mm以上，24 h降水量為50 mm或以上，且降雨歷時(shí)不長(zhǎng)的暴雨情況下，黃土區(qū)坡面侵蝕仍以片蝕和面蝕為主，溝蝕量較小。通過(guò)試驗(yàn)過(guò)程的觀測(cè)，降水均勻下滲，坡面無(wú)徑流匯聚，形成少量紋溝和細(xì)溝?；谏鲜銮闆r，坡面徑流的侵蝕能量(E)公式為[6]：

式中：ρ——水體密度； g——重力加速度； t——徑流作用時(shí)間； φ——徑流系數(shù)； I——降雨強(qiáng)度; L——流線長(zhǎng)度； θ——地面坡度。

坡面徑流的侵蝕能量(E)消耗公式為：

E=E啟動(dòng)泥沙+E搬運(yùn)泥沙

垃圾堆積形成的斜坡，其松散堆積顆粒處于極限平衡狀態(tài)。垃圾堆積破壞了土層結(jié)構(gòu)，與團(tuán)聚狀的土體之間形成縫隙或軟弱面，經(jīng)降雨發(fā)生坡面片流匯集—散流—細(xì)溝侵蝕。根據(jù)坡面徑流的侵蝕能量(E)消耗公式，因?yàn)槔逊e與下墊面形成了縫隙或軟弱面，從而導(dǎo)致坡面徑流降低了啟動(dòng)松散垃圾堆積泥沙顆粒所消耗的能量，從而坡面徑流的侵蝕能量(E)主要消耗在搬運(yùn)輸移垃圾堆積顆粒。

當(dāng)降雨強(qiáng)度為1.2mm/min時(shí)，垃圾堆積成斜坡的坡面徑流平均含沙量為552.08kg/m3；當(dāng)降雨強(qiáng)度I=2.0mm/min，垃圾堆積成斜坡的坡面徑流平均含沙量869.96kg/m3，已屬高含沙水流的范疇。

含沙水流作用于底床上的拖曳力F公式為[7]：

F=rmHJ

式中：F——含沙水流作用于底床上的拖曳力； rm——水沙混合體容重； H——水深； J——坡降。

由于降水在垃圾堆積斜坡形成的坡面徑流含有大量垃圾顆粒物質(zhì)，其容重遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于在撂荒坡坡面徑流的容重。因此，當(dāng)黃土區(qū)降雨發(fā)生時(shí)，在垃圾堆積斜坡形成坡面徑流產(chǎn)生的拖曳力遠(yuǎn)大于撂荒坡形成坡面徑流產(chǎn)生的拖曳力。進(jìn)而，在斜坡上垃圾堆積，因其逐層松散堆積致使斜坡比降較大，導(dǎo)致阻力較小或損失，故含有垃圾顆粒物質(zhì)水流將維持較高流速。因此，在細(xì)溝發(fā)育過(guò)程中，含有垃圾顆粒物質(zhì)水流因其產(chǎn)生較強(qiáng)的拖曳力加劇了細(xì)溝侵蝕。在垃圾堆積斜坡上發(fā)育的侵蝕形態(tài)是下墊面對(duì)降雨和坡面徑流作用的響應(yīng)，由于垃圾堆積破壞了原始土層結(jié)構(gòu)，下墊面的穩(wěn)定性降低和抗蝕性減弱，在垃圾堆積斜坡上發(fā)育的侵蝕形態(tài)由濺蝕和片蝕迅速轉(zhuǎn)化為以溝蝕為主導(dǎo)過(guò)程。根據(jù)在秦莊溝實(shí)地探踏發(fā)現(xiàn)：秦莊溝流域日均生產(chǎn)垃圾總量為11.29t，其中，80%的人們隨意傾倒垃圾在溝沿線上區(qū)域，垃圾順坡自然瀉溜，堆積形成斜坡的坡角接近休止角，垃圾松散物顆粒堆積形成不穩(wěn)定地表形態(tài)，強(qiáng)降雨條件下，發(fā)生強(qiáng)烈細(xì)溝侵蝕，進(jìn)而將引發(fā)溯源侵蝕發(fā)生。

4　結(jié) 論

生活在黃土高原溝壑區(qū)的人們已形成隨意傾倒垃圾習(xí)慣。隨著生活水平的提高，生產(chǎn)和生活垃圾總量增加，隨意傾倒垃圾日漸形成垃圾堆積地貌。垃圾堆積降雨侵蝕已是侵蝕產(chǎn)沙的主要來(lái)源之一。土層結(jié)構(gòu)由于垃圾堆積遭受破壞，垃圾逐年松散堆積坡面的坡度增加，地表坡度變陡，穩(wěn)定性差，易發(fā)生侵蝕。通過(guò)試驗(yàn)，在短歷時(shí)、高強(qiáng)度暴雨暴雨侵蝕下，垃圾堆積陡坡的侵蝕產(chǎn)沙量是裸荒坡地侵蝕量的10.86～12.22倍。由于隨意傾倒垃圾形成垃圾堆積地貌易發(fā)生降雨侵蝕，這將對(duì)黃土高原溝壑區(qū)生態(tài)環(huán)境及人們健康構(gòu)成威脅。因此，在防治方面應(yīng)采取個(gè)人分類(lèi)、村收集、縣清運(yùn)有效治理措施。同時(shí)，在渭北旱塬黃土高原溝壑區(qū)小流域制定科學(xué)的垃圾處置方案并在建設(shè)過(guò)程中同步實(shí)施，是衡量規(guī)劃建設(shè)水平的重要指標(biāo)。

[1]趙本淑,宋媛媛.人工土壤微量元素降雨侵蝕試驗(yàn)研究[J].中國(guó)水土保持,2014(5):44-47.

[2]孫虎,唐克麗.城鎮(zhèn)建設(shè)中人為棄土降雨侵蝕試驗(yàn)研究[J].土壤侵蝕與水土保持學(xué)報(bào),1998,4(2):29-35.

[3]雷阿林,唐克麗.土壤侵蝕模型試驗(yàn)中的降雨相似其實(shí)現(xiàn)[J].科學(xué)通報(bào),1995,40(21):2004-2006.

[4]陳文亮.組合側(cè)噴式野外人工模擬降雨裝置[J].水土保持通報(bào),1995,15(2):43-48.

[5]李書(shū)欽,高建恩,趙春紅，等.坡面水力侵蝕比尺模擬試驗(yàn)設(shè)計(jì)與驗(yàn)證[J].中國(guó)水土保持科學(xué),2010,8(1):6-12.

[6]王治國(guó),佟澤昂.黃土區(qū)大型露天礦排土場(chǎng)巖土侵蝕及其控制技術(shù)的研究[J].水土保持學(xué)報(bào),1994,8(2):10-17.

[7]錢(qián)寧, 萬(wàn)兆惠.泥沙運(yùn)動(dòng)力學(xué)[M].北京:科學(xué)出版社,1983.

[8]李文訓(xùn).山東省小流域綜合治理模式研究[D].山東 濟(jì)南：山東師范大學(xué),2008.

[9]黃河水利委員會(huì)水土保持局.黃河流域水土保持研究[M].河南 鄭州:黃河水利出版社,1997.

[10]張漢雄,邵明安.黃土高原生態(tài)環(huán)境建設(shè)[M].陜西 西安：陜西科學(xué)出技術(shù)版社,2001.

[11]王海英,劉桂環(huán),董鎖成.黃土高原丘陵溝壑區(qū)小流域生態(tài)環(huán)境綜合治理開(kāi)發(fā)模式研究[J].自然資源學(xué)報(bào),2004,2(19):207-216.

[12]陳見(jiàn)影,孫虎,常占懷.基于IPA方法的村民對(duì)小流域綜合治理感知度研究：以渭北旱塬淳化縣秦莊溝流域?yàn)槔齕J].水土保持通報(bào),2013,33(5):250-254.

[13]陳見(jiàn)影,孫虎,常占懷.渭北旱塬小流域土地利用空間分布與地形因子關(guān)系研究：以渭北旱塬淳化縣秦莊溝流域?yàn)槔齕J].水土保持通報(bào),2014,34(2):163-167.

Rainfall-simulated Erosion and Sediment Yield of Rubbish-dump in Dry Upland of Northern Weihe River

CHEN Jianying1, LAI Fengbing2, CHANG Zhanhuai3

(1.QiannanNormalCollegeforNationalities,Duyun,Guizhou588000,China;2.CollegeofTourismandEnvironmentScience，ShaanxiNormalUniversity,Xi’an,Shaanxi710062,China; 3.ShaanxiProvincialInstituteofSoilandWaterConservationExploration,Xi’an,Shaanxi710199,China)

[Objective] The process and mechanism of erosion and sediment yield of rubbish-dump in dry upland of Northern Weihe river were illustrated to provide scientific bases for the prevention and control of rainfall erosion on rubbish-dump. [Methods] Experiments of erosion and sediment yield were conducted on rubbish dumps with two slope gradients(steep slope and tiled dump) and rainfall simulation intensities(1,2 and 2.0 mm/m). [Results] When rainfall intensityIwas at 1.2 mm/min, the sediment yield on the steep slope dump was 117.94 kg, an increment of 107.08 kg was observed in comparison with the one on tiled dump of 10.86 kg. When rainfall intensity was at 2.0 mm/m, the sediment yield on steep slope dump got an increment of 225.72 kg in contrast to the one on tiled dump. The energy of erosion(E), including the consume energy(Estartup sediment，Emove sediment), and the dragging resistance at bottom plate(F) were elucidated: The existed space and soft layer between rubbish-dump and the original landform below it can reduce theEstart up sediment, the energy of erosion(E) was mainly consumed by moving sediment. [Conclusion] The current with the sediment yield will keep a high speed and a strong dragging force from bottom plate(F). As a result, rill erosion was strengthened.

rubbish-dumped; the sediment yield; an experiment by field simulated rainfall; dry upland to Northern Weihe river

2015-07-05

2015-09-16

“貴州省科技廳聯(lián)合基金項(xiàng)目“農(nóng)民貧困分析及勞動(dòng)力轉(zhuǎn)移研究”(黔科合LH字[2014]7444)

陳見(jiàn)影(1969—),女(漢族),陜西省西安市人,博士,副教授,主要從事水土保持方面的研究工作。E-mail:xjsfdxcjy123@163.com。

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