【摘 要】
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临时堆土是生产建设项目水土流失的主要源地之一,关于临时堆土防护措施的研究对防治生产建设项目新增水土流失具有重要意义。随着材料科学的兴起,由多功能高分子聚合物聚合形成的抑尘剂具有一定的防止水土流失功能,但对于其在防治水土流失的影响机制和适用性仍不明确。为探究液态环保抑尘剂对临时堆土坡面水土流失防治效益,本研究采用人工模拟降雨试验,研究了临时堆土常见坡度（15°、20°、30°）,“尘克”液态环保抑尘
【基金项目】
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国家自然科学基金（31870708）； 内蒙古自治区科技重大专项项目（2019ZD003-3-1）；
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临时堆土是生产建设项目水土流失的主要源地之一,关于临时堆土防护措施的研究对防治生产建设项目新增水土流失具有重要意义。随着材料科学的兴起,由多功能高分子聚合物聚合形成的抑尘剂具有一定的防止水土流失功能,但对于其在防治水土流失的影响机制和适用性仍不明确。为探究液态环保抑尘剂对临时堆土坡面水土流失防治效益,本研究采用人工模拟降雨试验,研究了临时堆土常见坡度（15°、20°、30°）,“尘克”液态环保抑尘剂不同喷施浓度配比（0、1/100、1/75、1/50）下坡面产流产沙过程及水动力学特征的影响,以期为临时堆土的水土流失防治提供新的思路与材料,并为抑尘剂的实践应用提供科学依据。研究结果表明:（1）抑尘剂浓度是影响产沙产流过程的主要因素,不同浓度抑尘剂下产流产沙过程与速率差异明显。喷施抑尘剂能增加坡面产流率、径流总量,但显著降低坡面产沙率、泥沙总量。相较于对照组CK,喷施抑尘剂实验组的总径流量增加了4.59%-37.89%,减沙效益高达9.24%-92.85%。抑尘剂浓度与产沙率、产沙量呈极显著负相关,与初始产流时间呈显著负相关,与产流率、产流量呈显著正相关。雨强与产流率、产流量呈极显著正相关,与产沙率、产沙量呈显著正相关,与初始产流时间呈极显著负相关。坡度仅和初始产流时间呈显著负相关,与产流产沙特征均无明显相关性。（2）坡面初始产流时间、产流率、累积产流量、产沙率、累积产沙量均受雨强、坡度和抑尘剂浓度制约。坡面初始产流时间（T）、坡面产流率（Ri）和坡面累积产流量均与雨强（R）、坡度（S）和抑尘剂浓度（C）呈线性函数关系,遵循方程T=648.709-8.391S-5.092R-3.622C,Ri=7.577R+2.954S+5856.73C-31.306。而坡面累积产沙量与雨强、坡度和抑尘剂浓度呈幂函数关系,坡面产沙率（Si）则与雨强（R）、坡度（S）和抑尘剂浓度（C）呈非线性函数关系,遵循方程Si=2.083·1.021R·1.014S-353.792C。（3）抑尘剂能显著降低坡面土壤剥蚀程度。不同浓度抑尘剂下坡面土壤剥蚀率具有显著差异,总体来看,土壤剥蚀率大小为CK＞1/100＞1/75＞1/50。在雨强30mm/h下,施用抑尘剂的实验组的平均土壤剥蚀率较CK减少了49.23%-93.31%（坡度15°）,19.05%-73.81%（坡度20°）,1.72%-75.86%（坡度30°）;在雨强60mm/h下,施用抑尘剂的实验组的平均土壤剥蚀率较CK分别减少了29.41%-91.18%（坡度15°）,60%-91.74%（坡度20°）,54.74%-71.58%（坡度30°）。（4）抑尘剂对水动力学特征有显著影响,不同特征参数随抑尘剂浓度变化不一。整体来看,水力学参数中,径流流速、雷诺数、弗劳德数均随抑尘剂浓度增加而增加,阻力系数则随抑尘剂浓度增加而减小,而径流深则无明显差异。动力学参数中,径流功率和单位径流功率均随抑尘剂浓度增加而增加,而坡面径流剪切力无明显差异。（5）土壤剥蚀率与水动力学参数可用线性函数关系来描述,单位水流功率是描述模拟临时堆土坡面土壤剥蚀率的最佳水动力参数。抑尘剂可显著降低土壤可蚀性系数,增加坡面流临界径流剪切力、临界径流功率和临界径流单位功率,增强土壤抗蚀性,从而降低土壤侵蚀程度。
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