極端降雨條件下秸稈覆蓋坡面水流流速空間分布

王 偉，陳 楊，莊曉暉，馬玉瑩

（1. 中國農業大學工學院，北京 100083；2. 天津農學院水利工程學院，天津 300392）

0 引 言

坡面流流速是土壤侵蝕的重要參數之一，其與泥沙的剝離、輸送和沉積過程直接相關，也是建立坡面侵蝕模型的重要參數。坡面流受坡度、地表覆蓋物、降雨強度等諸多因素的影響，水流深度一般為毫米級，同時降雨對其流態影響顯著。坡面流流速測量一直是土壤侵蝕研究的重點。

極端降雨事件一直是防汛工作的重點，嚴重地影響生態系統和社會經濟。黃土高原地區多次出現日降雨量大于300 mm的極端降雨事件。秸稈覆蓋可以有效增加雨水入滲，降低地表徑流，減少土壤侵蝕，提高土壤的蓄水、保水及土壤養分保持能力；但也有研究表明，秸稈覆蓋在特定條件下會加劇水土流失。因此，研究極端降雨條件下秸稈覆蓋坡面流流速分布，對認識坡耕地土壤侵蝕規律有重要意義。

目前，測量坡面流流速的方法主要包括熱膜流速計、聲學多普勒流速儀和粒子圖像技術，但上述這些方法主要適用于流量大、水流較深且水面有一定寬度的工況；測量淺（薄）層水流流速時精度較差。以染色劑、電解質、磁性物質、熱和漂浮物等為示蹤劑的示蹤法可以較精確地測量坡面流流速。當存在地表覆蓋物時，采用容易被探測到的示蹤劑，如電解質，可以方便地測量薄層水流流速。莊曉暉根據溶質運移過程，采用電解質溶質質心法測量了降雨條件下裸土坡面薄層水流流速分布?！?br>