溅蚀力学机理研究 摘要：溅蚀是水蚀的初始阶段，是雨滴对地表击打直接作用的结果，是一个动能减少，地表土壤颗粒发生位移的过程。溅蚀主要发生在坡面产生径流之前和刚产生径流时，是水蚀的主要形式之一。国内外学者对溅蚀力学机理的研究主要集中在降雨侵蚀力指标计算上，分别提出了适用于不同地区的降雨侵蚀力计算公式。本文通过整理比较目前在国内外应用比较广泛的降雨侵蚀力指标，力求进一步明确各个降雨侵蚀力指标的计算方法和适用范围，为溅蚀力学机理的研究提供一定的参考。 关键词：溅蚀，降雨侵蚀力 降雨雨滴动能作用于地表土壤而作功，导致土粒分散，溅起和增强地表薄...

　　溅蚀力学机理研究 摘要：溅蚀是水蚀的初始阶段，是雨滴对地表击打直接作用的结果，是一个动能减少，地表土壤颗粒发生位移的过程。溅蚀主要发生在坡面产生径流之前和刚产生径流时，是水蚀的主要形式之一。国内外学者对溅蚀力学机理的研究主要集中在降雨侵蚀力指标计算上，分别提出了适用于不同地区的降雨侵蚀力计算公式。本文通过整理比较目前在国内外应用比较广泛的降雨侵蚀力指标，力求进一步明确各个降雨侵蚀力指标的计算方法和适用范围，为溅蚀力学机理的研究提供一定的参考。 关键词：溅蚀，降雨侵蚀力 降雨雨滴动能作用于地表土壤而作功，导致土粒分散，溅起和增强地表薄层径流紊动等现象称为雨滴溅蚀作用。溅蚀是水土流失的初期阶段 [1] ，溅蚀会破坏土壤结构 [2] ，增加径流紊动性 [3] ，增强径流的分散和搬运能力 [4-5] 。同时雨滴的打击作用使得土壤颗粒堵塞土壤本身的孔隙，减少或者阻止了雨水的入渗，从而极大的增加了径流的侵蚀力 [6-7] 。 雨滴击溅本质上是由于水滴的动能做功或打击，使土壤结构遭受破坏的一种力学现象。雨滴的能量并非全部用于打击土壤表面，Mihara 在 1951 年的研究表明，雨滴 2/3 的能量消耗在土壤表面形成小坑和移动土壤颗粒方面，而其余的 1/3形成水雾。因而，只有用于土壤的那部分能量才是降雨的真正侵蚀力。这样，我们就把降雨侵蚀力定义为雨滴用于分散和击溅土壤颗粒的作用力或能量。 Wischmeier [8] 根据美国 8000 多个小区-年降雨径流资料的分析，提出以降雨总动能 E 与最大 30min 雨强 I 30 的乘积 EI 30 作为降雨侵蚀力指标，定量表征次降雨可能引起土壤侵蚀的能力，它反映了雨滴溅蚀以及地表径流对土壤侵蚀的综合效应 [9] 。此后 Hudson [10] 、Foster [11] 、Lal [12] 、Williams [13] 、Kinnell [14～ 16] 等提出了许多其它形式的侵蚀力指标，但从综合资料的可得性及适用范围看，EI 30 仍是世界上应用最广的降雨侵蚀力指标。 我国降雨侵蚀力指标的研究从 1980 年代开始，许多学者基于区域性观测资料的分析，得出了一些区域性研究结果：黄土高原的降雨侵蚀力指标是 E 60 I 10 或EI 10 [7,17] ，其中E 60 表示最大60min雨强对应的60min 降雨总动能，I 10 是最大10min雨强；安徽大别山区及福建的侵蚀力指标是 EI 60 [18～ 20] ，其中 I60 是最大 60min 雨强；黑龙江及云南滇东北的侵蚀力指标为 E 60 I 30 [21,22] ；云南昭通盆地的侵蚀力指标为 EI 15 [23] ，其中 I 15 表示 15min 最大雨强；广东电白的侵蚀力指标为 EI 30 或EI 5 [24] ，其中 I 5 表示 5min 最大雨强。王万忠 [25] 在对全国各地区的降雨、径流资料进行综合分析后，认为我国降雨侵蚀力指标还是采用 EI 30 相对比较适宜。