丁文斌李葉鑫史東梅?蔣光毅汪三樹蔣 平

（1 西南大學資源環(huán)境學院，西南大學水土保持生態(tài)環(huán)境研究所，重慶 400716）

（2 重慶市水土保持生態(tài)環(huán)境監(jiān)測總站，重慶 401147）

（3 重慶市水利電力勘測設計研究院，重慶 400020）

兩種工程堆積體邊坡模擬徑流侵蝕對比研究*

丁文斌1李葉鑫1史東梅1?蔣光毅2汪三樹3蔣 平3

（1 西南大學資源環(huán)境學院，西南大學水土保持生態(tài)環(huán)境研究所，重慶 400716）

（2 重慶市水土保持生態(tài)環(huán)境監(jiān)測總站，重慶 401147）

（3 重慶市水利電力勘測設計研究院，重慶 400020）

基于對重慶市城鎮(zhèn)建設中工程堆積體野外調查結果，選擇廣泛存在的紫色土和黃沙壤工程堆積體為研究對象，采用野外實地放水沖刷試驗，對比分析了不同土石比及坡度的工程堆積體邊坡徑流侵蝕過程。結果表明：（1）工程堆積體土壤入滲率隨沖刷過程呈先快速減小、后逐漸穩(wěn)定的變化趨勢，且波動幅度大小隨沖刷流量的不同出現(xiàn)差異，下墊面穩(wěn)定入滲率均在0.4～1.7 mm min-1之間。（2）不同下墊面堆積體產流率隨沖刷時間均呈先增加后穩(wěn)定的谷峰交織變化趨勢且隨放水流量增大而顯著增強；在相同放水流量時，黃沙壤堆積體平均產流率最大可為紫色土堆積體的1.89倍。（3）不同下墊面堆積體徑流含沙量隨沖刷時間呈先增加后穩(wěn)定的波動趨勢；徑流含沙量在不同流量條件下介于0.21～1 278.49 g L-1；沖刷過程中坡面面蝕向溝蝕的轉化對徑流含沙量有顯著影響，最大可增加13.73倍；堆積體坡面侵蝕過程存在突變期、活躍期和穩(wěn)定期3個階段，細溝發(fā)生的偶然性和隨機性對產沙量波動貢獻率最大。（4）工程堆積體在不同放水流量條件下侵蝕泥沙顆粒粒徑分布差異性明顯，紫色土堆積體最大侵蝕泥沙顆粒均大于黃沙壤堆積體。研究結果可為重慶市城鎮(zhèn)建設工程堆積體新增水土流失量預測和植被生態(tài)恢復提供重要科學依據(jù)。

產流產沙；入滲；工程堆積體；邊坡；徑流侵蝕；巖土侵蝕

隨著社會經濟快速發(fā)展，開挖地表、破壞土壤原有結構、重塑地形地貌等各種人為活動所造成的土壤侵蝕的嚴重性已超過農民陡坡開荒等問題［1-2］。工程建設過程中形成的堆積體是一種具有一定含石量的極端不均勻的特殊工程地質材料，其物質組成復雜、結構松散、黏聚力差，在降雨及地表徑流沖刷下，極易發(fā)生劇烈的水土流失以及滑坡、泥石流等地質災害。與耕地、林地等侵蝕地貌單元相比，生產建設項目形成的堆積體造成的泥沙量大［3］，其土壤侵蝕速率可達原地貌的2倍～40 000倍［4］。因此，研究和分析工程堆積體坡面侵蝕的發(fā)生和發(fā)展以及闡明坡面侵蝕機理對有效控制水土流失具有重要意義。國外學者對生產建設項目水土流失較為關注，Evans等［5］分析了煤礦區(qū)工程堆積體對河流泥沙量的影響； Katridzidakis 和Pipinis［6］認為高速公路高陡邊坡在采用植被護坡措施下可以有效地綠化環(huán)境和減少水土流失量。我國在2008年提出《開發(fā)建設項目水土流失防治標準》并將項目區(qū)水土流失防治標準劃分為國家級、省級和其他區(qū)域3個等級［7］。2011年在《中華人民共和國水土保持法》明確提出對取土場、開挖面和廢棄的砂、石、土存放地的裸露土地，必須植樹種草，防止人為水土流失［8］。國內研究主要集中在采礦區(qū)水土流失形式、形成機制及影響因素［9］，城鎮(zhèn)建設侵蝕過程及特點［10］，公路建設侵蝕環(huán)境及侵蝕機制［11-12］和鐵路建設侵蝕特點［13］等。四川盆地及周圍山地丘陵區(qū)是我國暴雨中心之一，對該地生產建設項目產流產沙及其危害特征研究較少。本文以重慶市主要土壤類型紫色土和黃沙壤分布區(qū)的生產建設項目工程堆積體為研究對象，通過野外放水沖刷試驗對不同含石量工程堆積體下墊面的入滲、產流、產沙動態(tài)過程及機理進行了深入研究，分析了不同水力條件下坡面產流產沙過程，闡述了工程堆積體坡面侵蝕形態(tài)演變過程及侵蝕泥沙顆粒分布特征，以期為重慶市生產建設項目工程堆積體水土流失規(guī)律研究及生態(tài)修復提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試工程堆積體來源于重慶北碚房地產開挖土壤，紫色土棄渣母質為中生代侏羅系沙溪廟組灰棕紫色沙泥頁巖，黃沙壤棄渣母質為棕黃沙泥巖。試驗于2012年8月—11月在西南大學生產建設項目水土流失定位試驗基地進行，選擇偏土質（含石量20%）和土石質（含石量40%）工程堆積體下墊面進行野外放水沖刷試驗，其粒徑分布如圖1所示。將工程堆積體按設計含石量混合均勻后填入試驗小區(qū)，然后用鐵耙將其平整，供試材料小區(qū)基本物理性質見表1。

1.2 試驗方法

圖1 不同下墊面條件下工程堆積體粒徑分布曲線Fig. 1 Particle size distribution curve of engineering taluses different in underlying surface

表1 不同工程堆積體下墊面小區(qū)基本情況Table 1 General information of the sites of the engineering taluses different in underlying surface

根據(jù)重慶市暴雨發(fā)生頻率特點和當?shù)貜搅餍^(qū)觀測資料來確定設計流量。本試驗設計3個放水流量，分別為5、10、15 L min-1，設計沖刷時間為60 min。在每次放水沖刷前，測定工程堆積體下墊面含水量、容重和顆粒組成等物理指標，同時率定放水流量n（n≥3）次，以保證實際放水流量與設計流量誤差不超過5%。供水設備采用定水頭裝置，首先使水進入一個水頭恒定的儲水箱（容積為2 m3），然后流經穩(wěn)壓水泵及流量計后流入一個簸箕型溢流槽，以保證水流以薄層均勻的形式向下流動；在溢流槽上端通過閥門控制流量，溢流槽下面鋪透水紗布，以防水流過度侵蝕，其具體布置見圖2。自坡面開始產流，10 min內每1 min接取一次徑流泥沙樣，10 min后每3 min接取一次，用量筒或標準測樣桶測定徑流泥沙樣體積，并從中均勻取樣500 ml，烘干后計算含沙量。收集每次試驗所有徑流泥沙樣，充分攪拌均勻后提取5 L樣品，帶到實驗室內沉淀、風干、測定侵蝕泥沙顆粒組成。

圖2 放水沖刷試驗裝置示意圖Fig. 2 Schematic diagram of the apparatus for the scouring experiment

工程堆積體下墊面入滲率K按式（1）計算［14］。

式中，K為工程堆積體下墊面入滲率（mm min-1）；I為放水強度（mm min-1）；θ為下墊面坡度（°）；R為第i次取樣的徑流量（ml）；S為過水斷面積（m2）；t為徑流取樣間隔時間（min）。

工程堆積體下墊面侵蝕模數(shù)M為次沖刷試驗中產沙量與沖刷時間和小區(qū)面積的比值，按式（2）計算。

式中，M為侵蝕模數(shù)（g min-1m-2）；m為侵蝕產沙量（g）；a為小區(qū)水平投影面積（m2）；t為產流時間（min）。

2 結 果

2.1 工程堆積體下墊面入滲特征變化

工程堆積體下墊面入滲特征直接影響坡面徑流和沖刷過程。由圖3可知，在沖刷前10 min內下墊面入滲率減小最快，10～30 min減小變慢，在30 min后趨于穩(wěn)定。原因在于沖刷初期，下墊面初始含水率低且土壤對水分的吸力大，堆積體坡面具有較大入滲率；隨著沖刷時間進行，下墊面含水率增大且坡面大孔隙被細小顆粒和水分填滿，導致土體孔隙度和大孔隙連通性變差，工程堆積體入滲率減小直至穩(wěn)滲狀態(tài)。

不同放水流量條件下工程堆積體入滲率的波動程度不同。在流量為5 L min-1時，工程堆積體平均入滲率在0.5～0.9 mm min-1之間，變化幅度為10.25%～30.62%；隨著流量的增大，前10 min內入滲率驟減，其減小幅度可達到83%。在相同坡度、含石量、流量條件下，紫色土和黃沙壤堆積體平均入滲率存在顯著差異（p＜0.05）。當下墊面坡度為35°、含石量為40%時（圖3b），紫色土堆積體平均入滲率可由0.56 mm min-1（5 L min-1）增加至0.74 mm min-1（10 L min-1）和1.07 mm min-1（15 L min-1），黃沙壤堆積體平均入滲率依次為0.64、1.13、1.53 mm min-1；40°黃沙壤堆積體平均入滲率依次為40°紫色土堆積體的0.90倍，0.71倍和1.12倍（圖3c），30°偏土質黃沙壤堆積體平均入滲率最大，是同一坡度紫色土堆積體的1.72倍（圖3a）。對平均入滲率與放水流量的統(tǒng)計分析（表2）表明，平均入滲率與放水流量均呈冪函數(shù)關系，決定系數(shù)R2均在0.6以上，回歸效果顯著。

綜上可知，體育游戲能夠促進學前兒童成長。而為了落實好學前兒童體育游戲創(chuàng)新活動設計與創(chuàng)新，教師應遵從趣味性、自由性、競爭性、可變性體育游戲創(chuàng)編活動設計原則，并注重設計器械類游戲、對抗類游戲、角色類游戲、體能類游戲等多種多樣的體育游戲，利用豐富多彩的體育游戲培養(yǎng)學前兒童團隊意識，完善兒童人格，讓學前兒童從小樹立起體育運動意識和觀念，健康成長。

2.2 工程堆積體下墊面徑流變化特征

分析不同工程堆積體下墊面產流率變化規(guī)律對深入認識坡面侵蝕過程具有重要意義。不同下墊面產流率均表現(xiàn)為隨沖刷時間呈先增加后穩(wěn)定波動變化趨勢（圖4）。工程堆積體坡面產流率在產流初期（0～6 min）存在不同程度的跳躍或突變，在5 L min-1流量下分別增加0.12～0.57 L min-1，而在15 L min-1流量下可迅速增加至3.7～11 L min-1，產流突變系數(shù)最大可達11.11，最大產流率為13.6 L min-1；后期下墊面產流率伴隨著較小波動而逐漸趨于穩(wěn)定，波動幅度僅在0.87～1.32之間。

圖3 不同放水流量條件下不同下墊面入滲率隨沖刷時間的變化Fig. 3 Variations of the runoff rate with scouring going on relative to scouring flow rate

表2 不同下墊面平均入滲率與放水流量的關系Table 2 Relationships between average water infiltration rate and scouring flow rate on taluses different in underlying surface

對相同物質組成和堆放坡度的工程堆積體而言，放水流量是影響坡面產流率的主要因素。當堆積體坡面坡度為30°時，隨放水流量的增大黃沙壤堆積體產流率分別為0.26、1.95、3.71 L min-1，紫色土堆積體產流率在0.58～9.83 L min-1之間，35°土石質紫色土和黃沙壤堆積體產流率最大值分別為6.55和6.31 L min-1，最小值分別為0.67和0.22 L min-1，40°紫色土和黃沙壤堆積體產流率的最大值與最小值分別相差6.78倍和37.40倍。由表3可知，不同工程堆積體下墊面產流率與放水流量均呈線性關系，決定系數(shù)R2均在0.79以上，F(xiàn)＞F （1，5）0.05=6.61，說明產流率與放水流量顯著相關。

圖4 不同放水流量條件下不同下墊面產流率隨沖刷時間的變化Fig. 4 Variations of sediment contents with scouring going on relative to scouring flow rate

表3 不同工程堆積體下墊面產流率與放水流量的關系Table 3 Relationships between runoff rate and scouring flow rate on taluses different in underlying surface

2.3 不同工程堆積體下墊面侵蝕產沙變化

2.3.1 下墊面含沙量變化特征 對于特定的工程堆積體下墊面，徑流沖刷能力決定其侵蝕產沙過程。在不同水力沖刷條件下，各下墊面徑流含沙量隨沖刷時間的變化趨勢（圖5）可概括為以下三點：

（1）不同工程堆積體下墊面含沙量均隨沖刷時間呈先增加后穩(wěn)定的波動趨勢。在沖刷初期（0～6 min）由于徑流沖刷能力弱，僅有細小、松散的土壤顆粒向坡下運動，徑流含沙量在0.21～7.93 g L-1（5 L min-1）、2.65～448.4 g L-1（10 L min-1）、21.15～1 278 g L-1（15 L min-1）之間；隨著細小顆粒逐漸被沖刷流失，堆積體中粗大礫石被架空在坡面上，在水力和重力綜合作用下發(fā)生坍塌，造成局部泥沙淤積，使含沙量在短時間內迅速減??；但隨著坡面徑流的不斷匯集和沖掏，堵塞的泥沙被沖開并以渾濁的水流順坡而下，含沙量可明顯增加1.29倍～13.73倍。隨著坡面沖刷過程，下墊面侵蝕溝呈現(xiàn)溝頭前進和溝槽加寬加深現(xiàn)象并進入形成、坍塌的反復階段，直到徑流含沙量趨于一個穩(wěn)定值。

（2）工程堆積體下墊面含沙量隨放水流量增大而明顯增大，不同流量之間差異顯著。當放水流量分別為5、10、15 L min-1，30°紫色土堆積體的平均含沙量分別為6.12、15.20、115.18 g L-1，即15 L min-1流量下的平均含沙量是10 L min-1的7.58倍，是5 L min-1的18.81倍，30°黃沙壤堆積體則分別為0.77、343.5、849.9 g L-1。

（3）對物質組成和堆放坡度相同的工程堆積體而言，5 L min-1流量下黃沙壤堆積體平均含沙量小于紫色土堆積體（除40°以外），其他流量下黃沙壤堆積體平均含沙量均遠大于紫色土堆積體且隨放水流量的增加愈加顯著。當放水流量為10 L min-1時，35°土石質黃沙壤平均含沙量為133.76 g L-1，是35°土石質紫色土棄渣的5.56倍，15 L min-1流量下則為11.41倍。

圖5 不同放水流量條件下不同下墊面含沙量隨沖刷時間的變化Fig. 5 Erosion sediment concentration different in underlying surface with scouring going on relative to scouring flow rate

圖6 不同放水流量條件下侵蝕速率隨沖刷時間的變化Fig. 6 Variation of erosion rate with scouring going on relative to scouring flow rate

突變期發(fā)生在產流初期（0～6 min），以坡面面蝕為主；隨著放水流量增大，徑流侵蝕動力及挾沙能力明顯增強，工程堆積體侵蝕速率突變愈加明顯且發(fā)生愈早，其突變值在0.21～4.21 kg min-1之間?；钴S期發(fā)生在產流后6～31 min內，為面蝕向細溝侵蝕過渡階段。工程堆積體侵蝕速率（15 L min-1）由6.07 kg min-1減小至2.50 kg min-1。隨后由于侵蝕溝形成與坍塌發(fā)育，降低了坡面供沙能力，侵蝕速率減小并伴有多個峰谷值。穩(wěn)定期發(fā)生在產流31 min后，由于侵蝕溝發(fā)育成熟，工程堆積體下墊面形態(tài)基本穩(wěn)定，產沙量趨于穩(wěn)定。

2.4 工程堆積體下墊面侵蝕泥沙粒徑和侵蝕模數(shù)變化

侵蝕泥沙顆粒是最深入反映坡面侵蝕變化過程的因子［17］，揭示沖刷過程中最易侵蝕的泥沙顆粒分布特征對工程堆積體的生態(tài)恢復與重建具有重要指導意義。本文以40°土石質紫色土和黃沙壤堆積體分析不同流量條件下的泥沙粒徑變化（圖7）。由圖可知，在不同水力沖刷條件下侵蝕泥沙顆粒粒徑分布差異性明顯，紫色土堆積體的最大侵蝕泥沙顆粒均大于黃沙壤。黃沙壤堆積體下墊面（Ⅵ）在不同放水條件下的侵蝕泥沙顆粒主要分布在0.1～0.5 mm之間（77.76%以上），下墊面侵蝕顆粒最大粒級為10～20 mm。而紫色土棄渣堆積體（V）侵蝕泥沙顆粒粒徑主要分布在2～10 mm （54.06%～59.18%），并隨著流量增大對大顆粒棄渣搬運能力增強，侵蝕泥沙顆粒的分布特征趨于坡面原始顆粒，造成棄渣堆積體坡面粗化現(xiàn)象更明顯。

圖7 不同放水流量條件下侵蝕泥沙顆粒分布Fig. 7 Particle size distribution of erosion sediment relative to scouring flow rate

下墊面侵蝕模數(shù)為次沖刷試驗的侵蝕產沙量，可反映不同水力條件下工程堆積體下墊面侵蝕強度。由表4分析可知，侵蝕模數(shù)隨放水流量增大而顯著增大，二者具有較好的相關性；在相同流量條件下，黃沙壤堆積體的侵蝕模數(shù)大于紫色土堆積體且隨流量增大而更加顯著。侵蝕模數(shù)和放水流量的關系可以用冪函數(shù)方程很好地描述，決定系數(shù)R2均在0.80以上。

表4 不同下墊面侵蝕模數(shù)與放水流量的關系Table 4 Relationships between erosion modulus and scouring flow rate

3 討 論

3.1 工程堆積體侵蝕發(fā)育過程變化

工程堆積體下墊面屬于典型的非均質多孔介質，是介于土體與巖體之間的一種特殊土石混合體，具有物質組成復雜、結構松散以及顆粒分布不規(guī)則等特性［18］，在徑流沖刷下極易發(fā)生水土流失。相關研究表明，不同水力條件下坡面產流率表現(xiàn)為先增加后穩(wěn)定的波動趨勢［19-21］，重力侵蝕是影響坡面產沙波動的主要因素，重力侵蝕引起的侵蝕溝坍塌將導致坡面徑流含沙量和產沙量呈多峰多谷的變化過程［21～23］。從本研究看，坡面產流率和侵蝕速率隨沖刷時間呈現(xiàn)多個峰谷值，隨放水流量的增大首個峰值出現(xiàn)地更早且更大，侵蝕溝發(fā)育更快；小流量條件下的坡面徑流率和侵蝕速率的峰谷差值均較小，這說明堆積體坡面侵蝕過程中影響最大的是降雨形成的地表徑流強度，這一研究結論與張樂濤等［24］對工程堆積體陡坡土壤侵蝕過程研究一致。本文研究側重于堆積體坡面產流產沙的過程變化，對重力侵蝕的影響未進行深入研究，這將是后續(xù)研究的重點。

張永東等［25］研究表明，細溝侵蝕的發(fā)育過程主要表現(xiàn)為濺蝕-跌坑-侵蝕穴-斷續(xù)細溝-連續(xù)細溝。本研究表明侵蝕產沙過程具有明顯的階段性，根據(jù)侵蝕速率的變化過程將坡面侵蝕過程劃分為突變期、活躍期和穩(wěn)定期3個階段，分別對應面蝕向溝蝕轉化、細溝侵蝕和細溝侵蝕衰退階段，其中突變期和活躍期受重力作用影響較大，細溝發(fā)生的偶然性和隨機性對產沙量波動的貢獻率最大，是導致徑流含沙量驟變的主要原因。本研究表明，不同工程堆積體下墊面侵蝕模數(shù)隨放水流量呈顯著增加的冪函數(shù)關系，可以根據(jù)放水流量來估算不同城鎮(zhèn)建設項目工程堆積體的侵蝕模數(shù)。但由于工程堆積體類型及所處環(huán)境條件不同，松散堆積體坡面侵蝕形態(tài)演變過程表現(xiàn)出較大差異性，下墊面物質組成和侵蝕動力對堆積體土壤侵蝕發(fā)育過程的影響有待今后深入研究。

3.2 工程堆積體水土流失防治措施

大量研究表明，侵蝕泥沙顆粒中黏粒含量與降雨量呈正相關，其主要原因是顆粒起動所需的拽引力與顆粒大小成反比［17］。Warrington等［26］著重研究重度侵蝕和輕度侵蝕下泥沙顆粒組成的變化。肖培青和鄭粉莉［26］研究表明，降雨強度對侵蝕泥沙顆粒組成的影響不甚明顯，侵蝕泥沙中黏粒含量隨細溝水流流速和細溝侵蝕產沙量的增大而增加。本研究結果表明，黃沙壤堆積體在不同水力條件下易侵蝕顆粒粒徑均分布在0.1～0.5 mm，所占比例因放水流量略有差異，這與肖培青和鄭粉莉［27］的研究結論一致；而紫色土堆積體在小流量時易侵蝕顆粒為＜1 mm的土體，其他流量為2～10 mm。

研究表明，工程堆積體極易產生水土流失，及時有效的防護措施是防治水土流失的關鍵［6］。Jon［28］闡述了工程施工區(qū)的土壤侵蝕控制原則，提出沙籬笆、沉沙池等措施可以減少工程施工區(qū)的產沙量。Hancock等［29］研究認為在棄土堆坡面上適當設置魚鱗坑，可以將水土流失減少至原來的1/5。牛耀彬等［30］研究結果表明，在同一坡面，水平階措施防護效果優(yōu)于魚鱗坑，但2種措施的防護效益均具有時效性。因此，本文認為通過布設排水溝、截水溝等工程措施可以有效地分散坡面徑流，控制水流進入松散堆積體的侵蝕敏感地帶，以有效減少下墊面細小顆粒物質的流失；同時注重植被覆蓋對坡面的降雨擊濺作用，關注植物根系對工程堆積體中細小物質的固持作用，以最大程度地減小土壤侵蝕的發(fā)生，促進工程堆積體的自然生態(tài)修復能力。

4 結 論

本研究采用野外實地放水沖刷試驗，對比分析了不同土石比及坡度的工程堆積體邊坡徑流侵蝕過程。結果表明：土壤入滲速率隨沖刷過程呈先快速減小后逐漸穩(wěn)定的趨勢，工程堆積體穩(wěn)定入滲率主要影響因素為棄渣自身結構（顆粒組成，含石量等）。不同下墊面產流率隨沖刷過程均呈先增加后穩(wěn)定的多峰多谷變化趨勢。工程堆積體坡面侵蝕過程分為突變期、活躍期和穩(wěn)定期3個階段。本研究同時表明，不同下墊面含沙量隨沖刷時間呈先增加后穩(wěn)定的波動趨勢，累計產沙量與累計徑流量具有較好的冪函數(shù)關系；沖刷過程中細溝發(fā)生的偶然性和隨機性對產沙量波動貢獻率最大，是導致徑流含沙量驟變的主要原因。工程堆積體侵蝕模數(shù)隨放水流量增大而顯著增大，不同水力沖刷條件下侵蝕泥沙顆粒粒徑分布差異性明顯，紫色土堆積體的最大侵蝕泥沙顆粒均大于黃沙壤。

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Contrast Study on Simulated Runoff Erosion of Two Engineering Accumulation Slopes

DING Wenbin1LI Yexin1SHI Dongmei1?JIANG Guangyi2WANG Sanshu3JIANG Ping3
（1 College of Resources and Environment，Institute of Soil and Water Conservation and Eco-environment，Southwest University，Chongqing 400716，China）
（2 Chongqing Eco-environment Monitoring Station of Soil and Water Conservation，Chongqing 401147，China）
（3 Chongqing Hydropower Survey and Design Institute，Chongqing 400020，China）

【Objective】Complex in composition，loose I structure and low in cohesion，engineering taluses are places where hazards，like soil erosion，mud-rock flow and landslip，are likely to occur under the action of rainfall runoff.【Method】Based on field investigations of the engineering taluses formed during town construction processes in Chongqing，engineering taluses of purple soil and yellow sandy earth，commonly seen in the region，were selected as the objects of the study. On the taluses，field water scouring experiments were carried out to explore dynamic processes and mechanisms of water infiltrating，flow generating and sediment yielding on the underlying land surface under taluses different in rock content，relative to hydraulic condition，in an attempt to illustrate morphology and evolution process of the erosion and distribution characteristics of sediment particles in the erosion on the talus slopes. The field scouring experiments，designed to have three flow rates（i.e. 5，10，15 L min-1）and three slope gradients（i.e. 30°，35° and 40°），were conducted during the peiord from August to November，2012 at the Stationary Soil Erosion Experiment Site for Production and Construction Projects in the Southwest University，Chongqing.【Result】Results show：（1）water infiltration rate in the soils of the taluses declined rapidly first and then gradually leveled off with scouring going on and magnitude of the fluctuation varied with scouring flow rate；water infiltration rate on the underlying surface varied in the range of 0.4～1.7 mm min-1，and the mean infiltration rate was in a power function relationship with the scouring flow rate，and so was the erosion modulus on the underlying surface of the taluses of different nature. It is，therefore，feasible to estimate erosion moduluses of taluses formed during the processes of various urban construction projects by scouring flow rate；（2）runoff yield rate on the talus slopes rose first and then fluctuated，exhibiting a wave-like curve with the scouring going on，which indicates that scouring flow rate is the major factor affecting runoff rate on the slope. With rising flow rate runoff rate increased significantly. When the scouring flow rates were the same，the mean runoff rate on talus slopes of yellow sandy earth was 1.89 times that on talus slopes of purple soil；（3）sediment concentration in runoff on talus slopes on different underlying surfaces rose first and then leveled off with the scouring going on and varied in the range of 0.21～1278 g L-1relative to scouring flow rate；during the scouring process，soil erosion transformed from surface erosion to gully erosion，affecting significantly or multiplying sediment concentration in runoff by 13.73 times to the most extent；the erosion process on the talus slopes consisted of three stages，i.e. sudden changing stage，active stage and stabilization stage，corresponding to the three stages of erosion transformation from surface erosion to gully erosion，i.e. surface erosion，rill erosion and waning of rill erosion；contingency and randomness ofthe occurrence of rills were the two major contributors to the fluctuation of sediment yield；（4）particle size distribution of the erosion sediment from engineering talus slopes varied sharply with scouring flow rate and with composition of the talus slope；the particles of the erosion sediment from the talus of purple soil were larger in size than those from the talus of yellow sandy earth. The erosion sediment from the talus of purple soil varied in the range of 2～10 mm in particle size，and that from the talus of yellow sandy earth in the range of 0.1～0.5 mm；roughing of the talus slope as a result of erosion makes it harder to restore ecology of the waste dumping sites.【Conclusion】All the findings of the study may serve as important scientific basis for prediction of soil and water loss and restoration of vegetation and ecology on engineering taluses in Chongqing.

Runoff and sediment yield；Infiltration；Engineering talus；Slope；Runoff erosion；Rock and soil erosion

S157.1

A

（責任編輯：檀滿枝）

* 重慶市水利局科技項目“生產建設項目工程堆積體水土流失規(guī)律研究（ZXKJXM 001286）”和“重慶市生產建設項目水土流失危害研究（ZXKJXM 002825）”資助 Supported by the“Study on the law of soil and water loss of the accumulation body in the production and construction projects（ZXKJXM 001286）”and“Study on the damage of soil and water loss in the production and construction projects in Chongqing City（ZXKJXM 002825）”of Science and technology project of Chongqing Municipal Water Conservancy Bureau

? 通訊作者 Corresponding author：史東梅（1970—），女，甘肅靈臺人，博士，教授，博士生導師，主要從事水土生態(tài)工程、流域管理、生產建設項目土壤侵蝕與水土保持研究。E-mail：shidm_1970@126.com

丁文斌（1991—），男，甘肅天水人，碩士，主要從事土壤侵蝕與流域治理研究。E-mail：dingwenbin88@126.com

2016-09-17；

2016-11-30；；優(yōu)先數(shù)字出版日期（www.cnki.net）：2017-02-28

10.11766/trxb201609170271