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降雨对废弃尾矿坝坡面土壤侵蚀过程影响的模型试验研究

         
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为研究尾矿土壤水土流失的影响因素,以某一废弃尾矿土壤为研究对象,通过建立室内水土流失模型试验装置用以模拟降雨,研究了不同降雨强度(20 mm/h、60 mm/h、100 mm/h、220 mm/h)和坡度(15°、30°)对废弃尾矿坝坡面土壤侵蚀过程中的产流产沙过程、水沙关系以及产沙率与水动力参数之间的相关性.结果表明:15°和30°两种坡度坡面土壤的产流时间均随降雨强度的增加而减少,且坡度为15°的坡面土壤比坡度为30°的坡面土壤更易受降雨强度的影响;坡度为15°(降雨强度为20 mm/h、60 mm/h)时,废弃尾矿坝坡面土壤产流率和产沙率均变化缓慢,但随着降雨强度的增加,产流曲线的变化幅度也随之明显变大,产沙曲线一直维持在稳定状态;坡度为30°时,废弃尾矿坝坡面土壤产流率随降雨强度的增加而增大,很快稳定在峰值并上下波动,在降雨强度为220 mm/h时其产沙率是其余降雨强度产沙率的500倍左右;坡度为15°时尾矿坝坡面土壤侵蚀过程中的水沙关系是由水少沙少向水多沙多的趋势演变,而坡度为30°时尾矿坝坡面土壤侵蚀过程中的水沙关系是由水多沙少向水多沙多的趋势变化;通过对比两种水动力参数——径流剪切力和径流功率的拟合方程得知,在尾矿坝坡面土壤侵蚀过程描述中径流功率优于径流剪切力,径流剪切力和径流功率均随降雨强度和坡度的增加而增大.该研究结果可为废弃尾矿库土壤的水土流失影响因素的敏感性评价提供参考依据.

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