黄土区坡面侵蚀性径流标准与水沙关系分析

    1) 确定了黄土区坡面侵蚀性径流的参考标准：坡面侵蚀性径流是径流历时>8 min，最大流量>2.3 dm ³ /s，径流深>2.3 mm，能引起0.3 kg/m ² (相当于300 t/km ² )以上输沙模数的坡面漫流。

    2) 侵蚀性事件输沙模数的变化与径流深和最大流量有关，但主要受径流深的控制，而非侵蚀性事件输沙模数的变化仅与径流深有关。各类事件平均含沙量主要受最大流量的控制，与自身侵蚀类型无关。在参考标准的基础上，保持径流深不变，最大流量每减少1单位(1 dm ³ /s)，输沙模数减少幅度至多为30%；保持最大流量不变，径流深每减少1单位(1 mm)，输沙模数至多减少38%。

    3) 非侵蚀性事件瞬时含沙量与瞬时流量无明显关系，而侵蚀性事件中，瞬时含沙量与瞬时流量呈对数函数关系。当流量超过某一临界值(8~14 dm ³ /s)时，瞬时含沙量表现出稳定状态(趋于490 kg/m ³ )。

    4) 侵蚀性和非侵蚀性事件瞬时输沙率与瞬时流量、输沙模数增量与径流深增量均呈线性正相关。侵蚀性径流的侵蚀输沙能力是非侵蚀性径流的2.9倍，侵蚀产沙能力是非侵蚀性径流的2.7倍。

    在侵蚀性降雨事件特征的研究中，侵蚀性事件占总事件的比例大多在26%以下，降雨量占总降雨量的比例多在35%~50%之间。在黄土丘陵沟壑区，每年引起土壤流失的降雨量仅占年总降雨量的26.7%左右。由侵蚀性径流事件特征可知，侵蚀性事件次数占总事件的40.5%，径流量占径流总量的88.7%，表明根据拟定的侵蚀性径流标准可以对典型径流事件进行有效筛选。北方土石山区侵蚀性降雨的土壤侵蚀量与降雨量、最大30 min降雨强度之间呈线性关系， R ² 在0.72~0.88之间，不同类型事件具有明显差异，整体分布相对分散。晋西黄壤区裸地泥沙流失量与降雨因子间呈幂函数关系， R ² 在0.75~0.83之间。本研究中侵蚀性事件输沙模数与径流深、最大流量皆呈线性关系， R ² 分别为0.89、0.93，表明所筛选的侵蚀性事件可以很好地反映黄土坡面典型径流事件的侵蚀产沙特征，具有更好的代表性。在侵蚀性降雨和侵蚀性径流2种情形下侵蚀/泥沙- 降雨/径流特征关系的研究中，主要参量的选取均表现出总量参数(降雨量、径流量(深))和强度参数(最大30 min降雨强度、最大流量)相结合的特点，总水总沙关系的构建在本质上也具有内在的统一性。

     对侵蚀性事件进行界定时，有研究利用输沙模数与径流深的关系，以线性方程的斜率作为侵蚀性事件的标准；此外，基于“雨滴溅蚀可以补充大量的泥沙来源物质”这一现象，研究认为黄土高原的坡面径流事件皆具有侵蚀性。虽然从总体水沙关系上看，径流量(深)确可以反映水流的潜在侵蚀产沙能力；然而，径流及其引发的侵蚀输沙具有其特定的过程概念，坡面土壤侵蚀过程还受水流强度的影响。因此，仅采用径流量(深)单一指标会明显掩盖径流侵蚀的过程特征，引入表征瞬时径流强度的参数(最大流量)，可以更好地涵盖“侵蚀性径流”的概念。此外，本研究选取径流历时、径流量(深)、最大流量3个指标拟定侵蚀性径流标准，所选指标在综合反映径流事件侵蚀性特征的同时，可以适用于不同时间尺度的水沙关系分析。从侵蚀性与非侵蚀性事件水沙关系的对比结果看，两者整体径流输沙特征具有较大不同，表明不同侵蚀性质的径流事件在坡面侵蚀产沙过程中的侵蚀作用不同。因此，在拟定侵蚀性径流合理标准的基础上，对侵蚀性径流与非侵蚀性径流进行界定仍有必要；更重要的是，不同侵蚀性质径流事件的区分将有利于径流侵蚀输沙特征与水沙关系演变研究的进一步细化，进而促进坡面径流的精准调控。

    分析结果表明侵蚀性径流具有更强的侵蚀产沙能力，表现出更稳定的水沙关系，可以作为全部径流事件的代表，近似反映全部径流事件的总体水沙关系。然而，本研究是在非治理状态下进行的，不同生态治理条件下侵蚀性径流的划分标准或有所不同；因此，需进一步研究不同生态治理模式对侵蚀性径流划分标准的影响，以寻求侵蚀性径流治理的最佳方案。