摘要
当前有关黄土挖方边坡冲蚀过程的研究亟需深入。本文在前期完成的延安地区植物种类调查的基础上,通过现场长期观察测量延安市安塞区某黄土挖方边坡上若干典型剖面的冲刷以及淤积情况,研究了黄土边坡冲蚀的四个典型发展阶段以及各阶段冲蚀量与降雨量之间的相关性,对比了植被状况差异对不同剖面冲蚀量的影响;以该边坡为原型,在直剪试验的基础上,利用PFC2D颗粒流软件建立模型,模拟了剖面冲蚀的发展过程,对比了不同雨强、不同时长、有无植被工况下模型冲蚀量的异同。同时对现场调查测量以及数值模拟的结果进行了相应的对比,最后分析了影响黄土挖方边坡冲蚀发展的各主要因素以及植被在抗冲蚀过程中发挥作用的机理。主要结论如下: (1)由于降雨等自然环境因素对坡面的侵蚀破坏,黄土边坡的冲蚀形态随时间推移而不断变化,呈加速扩展的趋势。其发展过程可以分为明显的几个阶段:表层侵蚀阶段、细沟阶段、坑槽阶段和冲沟阶段。这四个阶段既各自有明显的特征,又相互制约和影响; (2)坡体冲蚀量与降雨强度以及降雨时长正相关。延安地区黄土边坡冲蚀破坏和水土流失问题具有典型的季节性,夏季是陕北黄土地区边坡抗侵蚀防控治理的关键时期; (3)在不同的降雨强度下,各个坡面冲刷发展阶段,经植被根系加强的土体在同样的冲刷力作用下,其破坏状态均比未经根系加强的土体轻;且植被减蚀效果在冲蚀的各个发展阶段不同,不同降雨强度下植被抗冲蚀能力也有区别。