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本研究针对花岗岩红壤区大型崩岗的侵蚀机理与治理技术问题,从崩岗侵蚀敏感性与W-OH固土技术两方面入手,分析了大型崩岗侵蚀的影响因素,探索了崩岗坡面侵蚀敏感区的划分,明确了W-OH对崩岗的固土效用与施用方法。研究区位于福建省长汀县,是我国崩岗侵蚀最严重的地区之一。本文使用测绘新技术“3D激光扫描”获取了试验地崩岗微型流域的高精度DEM,基于ArcGIS软件对试验地崩岗进行地形分析与水文分析,量化了崩岗侵蚀沟体积与侵蚀影响因素之间的关系,并筛选出崩岗侵蚀的主控因素——水流功率;结合室内与野外试验,明确了W-OH材料对崩岗土壤的减渗效益及抗侵蚀能力的提升作用;在主控因素筛选的基础上,对崩岗坡面侵蚀敏感区进行了划分,在侵蚀敏感区划分的基础上结合植被状况、土壤性质等条件,提出了W-OH材料的施用方法。希望能促进花岗岩大型崩岗侵蚀机理的研究,并为W-OH材料在崩岗治理中的应用提供指导。 本研究主要结论如下: (1)崩岗坡面土壤容重及有机质含量比林下土壤低,砾石含量较高。土质疏松,遇水易软化。累积坡长、集水面积、累积水流功率与饱和土壤导水率(Ks)对崩岗侵蚀沟的形成具有显著影响,水流功率是崩岗侵蚀沟形成最主要的影响因素。 (2) W-OH材料在减小入渗与增加抗侵蚀能力方面都表现出了良好的效果。W-OH材料的减渗效用明显,3.0%浓度的W-OH溶液即能使崩岗坡面表土的饱和导水率降低50%,随着溶液浓度的增大,W-OH材料减渗效果线性递增。W-OH材料能够有效地降低崩岗坡面土壤的分离速率,土壤分离速率总体上随W-OH溶液浓度的增加而降低。W-OH材料增强了崩岗土壤的抗蚀能力,提高了崩岗土壤的临界水流剪切力。3.0%浓度的W-OH溶液在低水流功率下(ω<10kg s-3)即能起到一定效用,浓度4.0%的W-OH溶液在水流功率小于40 kg s-3时可以实现对侵蚀的良好抑制,而在试验条件的各水流功率下(<50 kg s-3),5.0%浓度的W-OH溶液都能起到良好效果。结合野外防蚀效果说明,3.0%~7.0%浓度的W-OH溶液能够减轻不同地形条件下崩岗坡面的面蚀与细沟侵蚀。 (3)基于中等湿润程度土壤、60 mm h-1雨强下,崩岗集水坡面产流的水流功率分布进行侵蚀敏感区划分,并提出沟缘侵蚀活动点。对崩岗坡面集水区与土地利用叠加分区后,基于各分区水流功率均值进行侵蚀敏感区划分。敏感程度从Ⅰ级到Ⅴ级,随着级别升高,侵蚀敏感程度升高。 在侵蚀敏感区划分与侵蚀活动点提取的基础上,据W-OH材料的固土效益及集水坡面的实地条件提出W-OH材料的施用方法。对Ⅰ级侵蚀敏感区施用浓度3%的W-OH溶液,对Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级敏感区施用浓度4%的W-OH溶液,对Ⅴ级敏感区施用浓度5%的W-OH溶液;对侵蚀沟缘1m范围内的坡面,相比对应敏感区提高1个浓度等级;对侵蚀活动点所在位置,一律施用浓度7%的W-OH溶液。