王顥霖，焦菊英,，唐柄哲，陳一先，白雷超，王 楠，張意奉

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陜北子洲“7?26”暴雨后坡耕地細溝侵蝕及其影響因素分析

王顥霖1，焦菊英1,2※，唐柄哲1，陳一先2，白雷超1，王 楠2，張意奉1

（1. 西北農(nóng)林科技大學水土保持研究所，黃土高原土壤侵蝕與旱地農(nóng)業(yè)國家重點實驗室，楊凌 712100；2. 中國科學院水利部水土保持研究所，黃土高原土壤侵蝕與旱地農(nóng)業(yè)國家重點實驗室，楊凌 712100）

細溝侵蝕研究多數(shù)基于模擬降雨條件，野外自然狀態(tài)下的研究相對較少，而極端暴雨條件下的細溝侵蝕研究更為鮮見。該文對陜西子洲2017年“7?26”特大暴雨條件下坡耕地發(fā)育的細溝開展調(diào)查，研究坡位（距分水嶺距離）、坡度和坡形對坡耕地細溝侵蝕特征的影響。結(jié)果表明：通過對35個樣方的143條細溝統(tǒng)計，細溝寬度和細溝深度分別為0.5～60 cm和0.5～35 cm；細溝侵蝕強度、細溝密度和細溝割裂度分別為2 289～110 976 t/km2、0.3～3.95 m/m2和0.002～0.441。隨距分水嶺距離（17～58 m）的增加，細溝先快速發(fā)育，坡面破碎程度加劇，距分水嶺58m后，細溝發(fā)育減慢，坡面破碎程度減弱。坡度在不同的坡位對細溝侵蝕的影響程度不同：隨坡度增大，上坡位（距分水嶺20～40 m），細溝侵蝕強度陡升，坡面破碎程度加?。幌缕挛唬ň喾炙畮X60～80 m），細溝侵蝕強度增加較緩慢，坡面破碎程度減弱。凸形坡中部為細溝侵蝕（10 292 t/km2）最為嚴重區(qū)域，下部（8 141 t/km2）次之，上部無細溝發(fā)生；細溝密度、細溝割裂度和細溝平均寬度先增大后減小，細溝平均深度遞增。淺溝地形細溝侵蝕隨距分水嶺距離的增加而增加，但退耕地的存在減緩了細溝侵蝕發(fā)育程度。直形坡因坡度最大其細溝侵蝕最嚴重，細溝形態(tài)同其他坡形基本相同，但最大溝寬和溝深均大于其他坡形。研究結(jié)果可為黃土高原坡耕地的水土流失防治提供參考。

土壤；侵蝕；暴雨；細溝侵蝕；坡耕地；坡形；坡度；距分水嶺距離

0 引 言

細溝的出現(xiàn)是坡面溝蝕的開始，細溝規(guī)模雖小，但發(fā)育迅速，一旦產(chǎn)生就會造成大量表土和養(yǎng)分的流失[1-2]。同時，細溝溝槽為侵蝕提供運輸通道，便于侵蝕物質(zhì)轉(zhuǎn)移。已有研究證明，細溝侵蝕的發(fā)生使得徑流的侵蝕力和搬運力增大，導致坡面侵蝕產(chǎn)沙激增[3]，成倍甚至數(shù)十倍的增加，細溝侵蝕量占到坡面總侵蝕量的70%[4-5]。而黃土高原地形破碎、黃土結(jié)構(gòu)疏松、短歷時高強度暴雨等特性，為細溝發(fā)育提供了有利條件。

不同自然環(huán)境下土壤發(fā)生細溝侵蝕的規(guī)律不盡相同，細溝侵蝕的發(fā)生受多因素的共同影響，如坡長、坡度、土壤等。已有研究表明坡度的增大，減少單位面積上承受的降雨量，使入滲減少、地表徑流增加，加快細溝侵蝕過程[6-7]。He等[8]發(fā)現(xiàn)坡度是影響細溝發(fā)育的主要原因，坡度與最大細溝深度、細溝數(shù)量和細溝距坡頂最長距離密切相關(guān)。陳俊杰等[9]發(fā)現(xiàn)坡長在某種程度上減弱了坡度的影響。和繼軍等[10]通過三維激光掃描儀對地表精確掃描，分析了細溝在塿土和黃綿土的不同發(fā)育規(guī)律，指出塿土細溝出現(xiàn)快于黃綿土，且塿土細溝發(fā)育有較強的規(guī)律性，而黃綿土細溝發(fā)育有較大的隨機性。同時，研究發(fā)現(xiàn)土壤有機質(zhì)可以改善土壤性質(zhì)，提高土壤團聚體的穩(wěn)定性和土壤顆粒間的凝聚性，從而提高土壤的抗剪切強度，抵抗徑流侵蝕力[11-12]。細溝形態(tài)是細溝侵蝕的真實反應，從細溝形態(tài)中可以準確認識細溝侵蝕過程。由于細溝發(fā)育過程存在較大的隨機性，很難從單一細溝描述細溝形態(tài)特征。吳普特等[13]提出用細溝平面密度和細溝平均深度描述細溝形態(tài)；沈海鷗等[14-15]通過統(tǒng)計細溝長度、寬度和深度以及細溝傾斜度、細溝密度、細溝割裂度和細溝復雜度反映坡面細溝形態(tài)特征，發(fā)現(xiàn)細溝寬度是最佳的形態(tài)測量指標，而細溝割裂度則是最佳的衍生形態(tài)特征指標。

自然降雨與模擬降雨存在很大差異，自然降雨有多個雨強交換進行，而模擬降雨是在多個固定雨強下進行，這使得細溝侵蝕發(fā)生發(fā)展有所不同。然而，多數(shù)學者對細溝侵蝕的研究是在模擬降雨條件下進行的，野外自然狀態(tài)下細溝研究相對較少，特別是極端暴雨條件下的細溝侵蝕研究更為鮮見。為此，本研究基于2017年7月26日陜西省榆林市子洲縣發(fā)生的特大暴雨，對子洲清水溝小流域坡耕地細溝進行實地測量，分析坡耕地細溝侵蝕狀況及規(guī)律，探討坡位、坡度及坡形對坡面細溝侵蝕的影響，以期為黃土高原坡耕地的水土流失防治提供參考。

1　研究區(qū)概況

陜西省榆林市子洲縣氣候干旱少雨，屬大陸性干旱半干旱季風氣候區(qū)，1971－2017年期間，年平均氣溫9.5 ℃，歷史上極端最高氣溫41.1 ℃，極端最低氣溫?25.7 ℃；年平均降水量434.2 mm，年最大降水量655 mm，最小降水量248.7 mm，年際差406.3 mm，降水主要集中在7?9月。研究區(qū)屬于黃土梁峁丘陵溝壑區(qū)，溝壑縱橫，梁峁起伏，地面支離破碎，地形起伏大，溝壑密度為5～6 km/km2，溝深可達100～150 m[16-17]。

本研究選擇在陜西省榆林市子洲縣清水溝小流域進行調(diào)查。清水溝小流域位于子洲縣城西南方位，北緯37°35′25″～37°37′16″，東經(jīng)109°58′49″～110°0′45″，清水溝小流域總面積5.86 km2。清水溝是大理河流域內(nèi)的一個小支流，總的地勢是西南部山峰陡峻，東北山峰較低緩，海拔最高1 045 m，最低863 m。退耕還林還草政策實施后，但仍有大量的坡耕地存在。該流域內(nèi)種植農(nóng)作物有綠豆（）、玉米（）、大豆（）、馬鈴薯（）、芝麻（）等，草本植物主要有苜蓿（）、鐵桿蒿（）、草木樨狀黃芪（）等，喬木有刺槐（）、榆樹（）、旱柳（）等。

2 材料與方法

2.1 暴雨情況

2017年7月25日－26日陜西省榆林市發(fā)生了強暴雨事件，降雨主要過程開始于25日15時，至26日2時達到最大，此后降雨開始減弱，至26日8時，降雨過程基本結(jié)束，主要降雨過程總歷時集中在17 h之內(nèi)，其雨量占場次雨量的97%，降雨量接近當?shù)囟嗄昶骄涤炅康?0%[18]。暴雨中心主要集中在無定河支流大理河流域，無定河流域面平均降雨量為67.5 mm，大理河流域面平均降雨量為139.0 mm，7月25日8時－26日8時累計降雨量大于100 mm的有32站，大于200 mm的有10站（李家河、曹坪等）[19-20]。暴雨過程中大部分雨量站1 h雨量為30～40 mm，部分站為50～60 mm，而磨石溝李孝河站最大（79 mm）[19-20]。

子洲站和曹坪站是距離清水溝最近的2個雨量站，子洲站總降雨量183.3 mm，最大1 h降雨量52 mm，平均降雨強度0.13 mm/min，曹坪站總降雨量212.4 mm，最大1 h降雨量49.2 mm，平均降雨強度0.25 mm/min。

2.2 野外調(diào)查

坡耕地細溝調(diào)查于2017年8月3日在清水溝小流域進行，涉及5個坡耕地坡面（圖1），分別為3個直形坡面，1個凸形坡面，1個淺溝地形坡面，共16個調(diào)查點。每個調(diào)查點設(shè)置樣方規(guī)格為2 m×2 m，并設(shè)2～3個重復。樣方坡度變化在12°～38°之間，作物蓋度為10%～20%，距分水嶺距離的范圍為10～100 m之間。

注：數(shù)字為調(diào)查點距分水嶺距離的平均距離

Note: Number is the average distance of survey sample distance from the watershed distance.

圖1 調(diào)查坡耕地的分布

Fig.1 Distribution of sampling slopelands

直形坡（距分水嶺17、25、40 m）作物為綠豆，直形坡（距分水嶺距離37、61 m），作物為黃豆，直形坡（距分水嶺79、83 m）作物為黑豆、馬鈴薯。凸形坡全坡面均為坡耕地，種植黃豆，坡耕地上方為草地，并在坡耕地上方修有排水溝，故將排水溝當作凸形坡的分水嶺。淺溝地形坡面為多田塊組合的坡面，由5個田塊組成，如圖2所示，從上至下排列順序為耕地（綠豆）、耕地（綠豆、糜子）、退耕地（退耕4～5年，主要植物狗尾草、畫眉草、苦菊，植被蓋度30%）、退耕地（退耕1～2年，主要植物早熟禾、豬毛蒿、賴草，植被蓋度15%）、耕地（糜子）。所設(shè)樣方中只有淺溝地形坡面中田塊3和田塊4為退耕地，其余所設(shè)樣方與分水嶺之間均為坡耕地。

在調(diào)查中，記錄每個樣方的細溝數(shù)量，采用測尺法直接測量每條細溝的長度、寬度和深度，對于形狀不規(guī)則的細溝，進行分段測量，計算細溝體積。然后，將測量每個分段的細溝體積相加以計算樣方內(nèi)細溝的總體積。用環(huán)刀法測得各樣方土壤容重，與各樣方細溝總體積相乘，求得各樣方細溝總侵蝕量，最后換算為細溝侵蝕強度。測量坡度時，采用坡度儀在樣方內(nèi)取3點測量，取平均值。同時，記錄各樣方的經(jīng)緯度坐標（手持GPS）與坡向等信息。

2.3 樣方設(shè)定

坡長是指坡面的水平投影長度，而不是指坡面長度。在實際研究中，因坡面形態(tài)非常復雜而不易考察完整坡面，在本研究中選取距分水嶺距離代表坡面長度。用距分水嶺距離表示調(diào)查樣方所處的坡位，不同坡位可反映坡耕地受上方來水的影響，因而距分水嶺不同距離的坡耕地細溝發(fā)育狀況不同。研究距分水嶺不同距離樣方的細溝侵蝕強度變化和細溝形態(tài)變化，分析距分水嶺距離與細溝發(fā)育和細溝形態(tài)各參數(shù)的相關(guān)性以及變化趨勢。為此選取距分水嶺0～100 m內(nèi)坡度為12～15°的樣方，所選樣方種植作物均為豆類（黃豆、綠豆、黑豆）。確定距分水嶺距離時，將樣方的經(jīng)緯度在Google Earth軟件標注，并在分水嶺附近根據(jù)海拔確定分水嶺，沿坡面方向測量樣方與分水嶺之間的距離，然后求取重復樣方距分水嶺距離的平均值。根據(jù)其他工作在Google Earth上測距精度反饋，此方法精度誤差為5%～12%。

在坡面坡耕地集中的坡位，挑選距離相近且坡度相差較大的樣方，比較不同坡位上坡度對細溝侵蝕和細溝形態(tài)參數(shù)的變化趨勢。為此選取了距分水嶺20～40（上坡位）和60～80 m（下坡位）兩區(qū)間，距分水嶺20～40 m區(qū)間的坡度為12°、20°、32°，距分水嶺60～80 m區(qū)間的坡度為16°、22°、38°。

坡形的分析中選取3種不同坡形的坡耕地：一是直形坡，距分水嶺13～42 m區(qū)間，坡度逐漸增加，分別為12°、20°、32°。直形坡坡面本身分為上、中、下部，測量發(fā)現(xiàn)上、中、下、部間距相差不多，故采用直形坡坡面本身的上、中、下部分布。二是凸形坡，凸形坡上方有一條較大的排水溝（寬20～50 cm，深20～50 cm），將上方來水引到旁邊的溝谷中，將排水溝看作分水嶺；凸型坡坡長100 m，上部坡度12°，中部坡度18°，下部坡度21°。將凸形坡的凸出坡位作為凸形坡中部，凸出坡位上方為凸形坡上部，凸出坡位下方為凸形坡下部。三是淺溝地形坡，將田塊1和田塊2作為淺溝地形的上部，田塊3和田塊4作為淺溝地形的中部，田塊5作為淺溝地形的下部。統(tǒng)計暴雨后這3種不同坡形坡耕地坡面上、中、下部細溝數(shù)量與特征，分析3種不同坡形坡耕地細溝侵蝕隨距分水嶺距離變化的空間分布特征。

圖2 淺溝地形坡面狀況

2.4 細溝侵蝕參數(shù)計算

采用細溝長度、寬度和深度作為細溝形態(tài)的基本幾何指標，進而計算得到細溝密度、細溝割裂度、細溝寬深比等指標，分析這次暴雨后坡耕地細溝形態(tài)的變化特征：

1）細溝體積（）是指某條細溝寬度、深度與測段長度乘積的加和，可以用下式進行計算。

式中為細溝的體積，cm3；W為第個測量段的細溝平均寬度，cm；D為第個測量段的細溝平均深度，cm；L為第個測段的長度，cm；為樣方內(nèi)細溝的個數(shù)。

2）細溝平均深度指樣方為所有細溝深度的平均值。

3）細溝平均寬度指樣方為所有細溝深度的平均值。

4）細溝割裂度（）是根據(jù)地面割裂度進行定義的，指單位面積的細溝平面面積之和，無量綱，用（2）計算。

式中為細溝割裂度；A為第條細溝的面積，m2；為所研究樣方的面積，m2；為樣方內(nèi)細溝的個數(shù)。

5）細溝寬深比（R）是指細溝寬度與其對應深度的比值，無量綱，可用（3）計算。

式中W為第個測量點處的細溝寬度，cm；D為第個測量點處的細溝深度，cm。

6）細溝密度（ρ）是指單位面積上細溝的長度，可以用下式進行計算。

式中ρ為細溝密度，m/m2；為細溝總條數(shù)；L為第條細溝的長度，m。

7）細溝侵蝕強度（）：指單位面積細溝的侵蝕量，t/km2，可以用下式進行計算。

式中V為第條細溝的體積，cm3；ρb為土壤容重，g/cm3。

3 結(jié)果與分析

3.1 坡耕地細溝形態(tài)與侵蝕特征

通過對35個樣方的143條細溝的統(tǒng)計，細溝寬度變化范圍為0.5～60 cm，其中10～15 cm寬度的占比最大（51%），5～10 cm寬度的次之（28%），大多數(shù)細溝寬度小于20 cm（93%），僅少數(shù)在細溝溝壁坍塌嚴重地段的細溝溝寬大于30 cm（1%）；細溝深度變化范圍為0.5～35 cm，其中0～5 cm的深度占比最大（69%），5～10 cm的深度次之（29%），大多數(shù)細溝深度小于15 cm（97%），僅在徑流集中地段的細溝深度大于15 cm（3%）。

通過對35個樣方的統(tǒng)計，細溝侵蝕強度變化范圍為2 289～110 976 t/km2，其中2 289～10 000 t/km2占比最大（39%），越靠近坡面下部細溝侵蝕強度越大。細溝侵蝕強度最大值為110 976 t/km2，發(fā)生在徑流集中地段（距分水嶺43 m，坡度35°）。細溝密度變化范圍為0.3～3.95，細溝密度1～2（44%）集中在距分水嶺17～58 m的坡面。細溝割裂度變化范圍為0.002～0.441，其中細溝割裂度0～0.100的占比達到63%。

3.2 距分水嶺距離（坡位）對細溝侵蝕的影響

距分水嶺距離0～100 m內(nèi)（坡度11°～15°）的細溝平均寬度、細溝平均深度和細溝寬深比等的統(tǒng)計結(jié)果如圖3所示：細溝平均寬度隨距分水嶺距離增大而增加，并在9.6～14.7 cm之間波動。細溝平均深度隨距分水嶺距離增大而增加，細溝平均深度從2.7 cm增長到9.0 cm（增長量6.3 cm），在距分水嶺76～86 m時出現(xiàn)較大增長（3.2 cm），占總增長量的49.6%。細溝寬深比隨距分水嶺距離的增大而減小，從3.27降到1.49，表明距分水嶺越近，細溝形態(tài)寬而淺，隨著距分水嶺距離的增大，細溝寬度，深度均增大，但寬度的增大速度小于深度的增大速度。細溝基本形態(tài)的變化反映了出坡面徑流的侵蝕變化。分析可知，坡上部的匯水面積較小，徑流侵蝕力較弱，對細溝溝壁和溝底的侵蝕沖刷作用較小，細溝較淺且較窄；隨著坡長的增加，匯水面積逐漸增大，徑流匯集作用增強，徑流侵蝕力增大，對細溝溝壁和溝底的侵蝕沖刷加強，細溝更深；細溝寬深比隨距分水嶺距離增大而減小、細溝深度隨距分水嶺距離增大而增大，也說明徑流在侵蝕過程中下切侵蝕逐漸增強；同時，細溝密度、細溝割裂度在隨距分水嶺距離的增大表現(xiàn)出先增大后減小的現(xiàn)象，在距分水嶺距離36 m之前，細溝密度、細溝割裂度以較快速度增大；而在距分水嶺距離36 m后，細溝密度緩慢減小，細溝割裂度減少并趨于穩(wěn)定（圖3b）。

圖3 距分水嶺距離對細溝侵蝕的影響

隨著距分水嶺距離的增加，細溝侵蝕強度呈增長趨勢，在17～58 m距離處細溝侵蝕強度增長幅度最大，為11 913 t/km2（圖3d）。在距分水嶺17 m坡長處，徑流以侵蝕為主，具有較強的侵蝕力，細溝侵蝕模數(shù)增長幅度大；距分水嶺36 m后的徑流，自身能量支持徑流攜帶泥沙繼續(xù)前進，并對土壤進行侵蝕，攜帶的泥沙之間不可避免地存在著交替碰撞，也需要消耗能量，降低了侵蝕能力，實際表現(xiàn)出來的就是細溝侵蝕強度增長幅度減少[21-22]。

3.3 坡度對細溝侵蝕的影響

圖4為坡度對細溝侵蝕各指標的影響圖。從圖4可知，隨著坡度的增加，細溝平均寬度、細溝平均深度和細溝寬深比的具有如下特征：上坡位細溝平均寬度從10.1 cm增大到17.5 cm，細溝平均深度從2.8 cm增大到7.0 cm；下坡位細溝平均寬度從15.6 cm減少到10.5 cm，細溝平均深度從3.9 cm增長到6.6 cm。上坡位與下坡位的細溝平均深度變化趨勢類似，均呈增大趨勢，上坡位細溝平均深度的增大幅度（7.4cm）大于下坡位的增大幅度（2.7 cm）；而細溝平均寬度變化趨勢截然不同，上坡位細溝平均寬度呈增大趨勢。上坡位與下坡位的細溝寬深比都呈減少趨勢（圖4c），上坡位細溝寬深比從3.67減小至2.55，下坡位區(qū)間細溝寬深比從4.14減小到1.60；但上坡位，隨著坡度增大，寬深比減小，但細溝的寬度、深度均是增大的，只是細溝寬度的增大速度不如細溝深度增大的速度快，而下坡位，隨著坡度增大，細溝寬度減小，深度增大。分析可知，上坡位細溝發(fā)育過程中溝壁坍塌、下切侵蝕得到加強，而下坡位細溝發(fā)育過程中溝壁坍塌方式減弱，下切侵蝕得到加強。上坡位細溝密度和細溝割裂度也均隨坡度的增大而增大（圖4d、4e），下坡位細溝密度和細溝割裂度均隨坡度增大而增大（圖4d、4e），但下坡位的細溝割裂度增長幅度（1.707）遠大于上坡位（0.249）。從實際測量看，上坡位細溝窄淺，樣方內(nèi)多條（4～8條）細溝平行，而下坡位細溝橫斷面呈深“V”型，最深為32 cm，且樣方內(nèi)細溝僅有2或3條。

上坡位與下坡位的細溝侵蝕強度隨坡度增大均呈增大趨勢，但細溝侵蝕強度增大幅度不同。上坡位的細溝侵蝕強度增大幅度（28 329 t/km2）遠大于下坡位的細溝侵蝕強度增大幅度（8 306 t/km2）。

圖4 坡度對細溝侵蝕的影響

3.4 坡形對細溝侵蝕的影響

表1為不同坡形的細溝侵蝕特征表，表2為不同坡形的細溝侵蝕特征表。分析表1可知，凸形坡坡面中部（10 292 t/km2）是細溝侵蝕最為嚴重的坡位，下部（8 141 t/km2）細溝侵蝕次之，上部無細溝侵蝕（但有面蝕發(fā)生）；細溝侵蝕各指標的最大值大都出現(xiàn)在中部，其中坡面中部的細溝密度（1.68 m/m2）和細溝割裂度（0.281）遠大于坡面上下部；溝寬平均值在坡面中下部變化不大，但溝寬最大值（35 cm）出現(xiàn)在中部；下部細溝的深度平均值、最大值、最小值均大于中部。分析整個坡面變化可知，細溝密度、細溝割裂度和細溝平均寬度呈現(xiàn)出先增大后減小的變化趨勢，細溝平均深度呈現(xiàn)逐漸遞增的變化趨勢。從整個坡面細溝的幾何形態(tài)和坡面破碎情況變化看，中部細溝溯源侵蝕、溝壁坍塌加強，下部細溝下切侵蝕加強。

表1 不同坡形的細溝侵蝕特征

表2 淺溝地形坡面不同田塊的細溝侵蝕特征

分析表1、表2可知，淺溝地形的田塊1、田塊2、田塊5均為坡耕地，田塊2與田塊1細溝的幾何形態(tài)基本相同，但細溝密度、細溝割裂度分別從1.24增大到1.75 m/m2、0.008增到0.012；田塊5位于坡面最底部，坡面的破碎程度最為嚴重，細溝密度（2.70 m/m2）和細溝割裂度（0.013）均為所有田塊中最大，但細溝的幾何形態(tài)和田塊1、田塊2基本相同。田塊3和田塊4為退耕地，田塊4的細溝形態(tài)、侵蝕強度、細溝密度和細溝割裂度均大于田塊3，但增長幅度較小。由此可知，淺溝地形坡耕地和退耕地的細溝侵蝕隨距分水嶺距離的增加而增加。田塊3較田塊2坡面的破碎程度減小，細溝密度、細溝割裂度分別從1.75減少到1.10 m/m2、0.012減少到0.010，但細溝形態(tài)較田塊2有一定量的拓展；田塊3和田塊4為退耕地，坡面為初級演替植被，且已形成生物結(jié)皮，對坡面具有一定的保護作用，減弱了徑流對坡面的沖刷。由此可知，退耕地的存在減弱了細溝侵蝕隨距分水嶺距增大而增大的程度，有效的保護坡面。

由于受地形限制，直形坡樣方所選區(qū)間在距分水嶺17～40 m的范圍內(nèi)，為所選坡形中最短的，但3個樣方坡度分別為12°、20°、32°，為坡度變化最大的坡面。從表1可得，細溝發(fā)育較快，侵蝕強度3 801～32 129 t/km2，且相鄰坡位的侵蝕強度差值較大，分別為5 959 t/km2和22 369 t/km2；細溝平均寬度9.6～17.5 cm，相鄰坡位的平均寬度差分別為2.2、5.7cm；平均深度2.8～7.0 cm，相鄰坡位的平均深度差分別為0.7和2.5 cm。與其他的2種坡形對比，雖然直形坡坡面較短，但是細溝發(fā)育最快，侵蝕情況最為嚴重，直形坡下部侵蝕強度（32 129 t/km2）、細溝割裂度（0.359）均為3種坡形中的最大值；細溝形態(tài)方面，細溝平均寬度和細溝平均深度較其他坡形坡位相差無幾，但最大溝寬60 cm和細溝最大深度36 cm均為3種坡形中的最大值（表1）。

4 討 論

細溝作為坡面產(chǎn)沙的重要環(huán)節(jié)，其形成和發(fā)展受距分水嶺距離的影響[23-24]?？讈喥降萚25]研究指出細溝侵蝕能力隨距分水嶺距離先增大，超過一定距分水嶺距離后逐漸減少，存在侵蝕能力強烈區(qū)間，隨后侵蝕減弱。蔡強國[26]對1961－1969年在子洲20、40、60 m坡長小區(qū)的監(jiān)測結(jié)果進行分析，發(fā)現(xiàn)0～20 m是侵蝕能力最強的區(qū)間，40、60 m處的侵蝕能力逐漸減弱，且坡長40和60 m處的侵蝕差異不大。而本研究發(fā)現(xiàn)，距分水嶺距離0～36 m為侵蝕能力強烈區(qū)間，距分水嶺距離36 m之后侵蝕能力減弱，但侵蝕仍在增加，表現(xiàn)為增長幅度減小。野外試驗研究表明[13]細溝侵蝕發(fā)育強烈地段在坡長中部，其次是下部和上部，而全坡長的細溝侵蝕量貢獻順序為下部、中部、上部。高軍俠等[27]研究也表明隨著降雨強度的增大，侵蝕能力強烈區(qū)間會延長?？梢?，降雨特性的差異是造成細溝侵蝕差異的重要原因之一。同時，結(jié)皮對坡面產(chǎn)流位置也有一定影響。已有研究表明徑流在有物理結(jié)皮的坡面具有較小的水流剪切力，減慢細溝出現(xiàn)，使細溝侵蝕發(fā)生的位置下移[28-29]。本研究區(qū)在此次暴雨前有過降雨，表土有結(jié)皮形成，結(jié)皮的存在減慢了細溝的出現(xiàn)。張攀等[30]指出細溝形態(tài)的發(fā)育是多維全面的進行，且細溝密度與平均寬度、平均深度均呈正相關(guān)，但本研究中距分水嶺距離36 m前細溝密度與平均寬度、平均深度呈正相關(guān)，距分水嶺距離36 m后（細溝侵蝕能力減弱區(qū)間）呈負相關(guān)。這與其研究選取坡長較短有關(guān)，處于侵蝕能力強烈區(qū)間，坡面多條細溝發(fā)育，且對溝壁破壞和下切侵蝕作用強烈[26,31]，但本研究距分水嶺36 m后侵蝕能力減弱，細溝發(fā)育條數(shù)減少，細溝密度減少，細溝更多用于運輸泥沙，對溝壁破壞減弱，細溝寬度變化不大，但下切侵蝕繼續(xù)加強，細溝深度增大，最終表現(xiàn)為距分水嶺距離36m后細溝密度與平均寬度、平均深度均呈負相關(guān)。沈海鷗[14]指出細溝密度和細溝割裂度均呈現(xiàn)整體現(xiàn)增加后減小的趨勢，與本研究結(jié)果一致。由此可知，在此次暴雨中細溝侵蝕隨距分水嶺距離增大而增大，且細溝侵蝕能力強烈區(qū)間的擴展是高歷時、高強度的降雨特性和表土物理結(jié)皮的共同作用。

坡度的增大可加快坡面產(chǎn)流進程，進而加快細溝的出現(xiàn)和發(fā)育[32]，但不同位置對坡度增大的響應呈現(xiàn)不同情況。陳俊杰等[9]和李君蘭等[33]發(fā)現(xiàn)在5、10 m的徑流小區(qū)中坡度增大導致細溝侵蝕強度增大，其原因為5和10 m坡長較短，細溝侵蝕處于侵蝕能力強烈區(qū)間，坡度的增大，增大了細溝侵蝕侵蝕能力，加劇了細溝對坡面的破壞[5,26]。本研究發(fā)現(xiàn)距分水嶺距離20～40 m范圍內(nèi)細溝侵蝕隨坡度增大而增大的幅度遠大于距分水嶺距離60～80 m范圍內(nèi)的。本試驗中在60～80 m區(qū)間侵蝕能力已減弱，雖坡度增大加劇了細溝對坡面的破壞，但因坡度增大導致的細溝侵蝕強度增大幅度遠小于20～40 m的增大幅度，表明在坡面足夠長的情況下距分水嶺距離會削弱坡度對細溝侵蝕的影響。這與陳俊杰等[9]研究得到的結(jié)論相一致，坡面侵蝕量隨坡度的增加而增加，而坡長在一定程度上會減弱坡度影響的。

坡形是坡度和坡長的組合形態(tài)，影響著坡面徑流的匯集方式和過程，進而影響坡面細溝侵蝕發(fā)育。野外調(diào)查[34]發(fā)現(xiàn)在瓦背狀地形的凹洼部分，細溝分布密集，侵蝕量大；在凸出部分，細溝分布稀疏，侵蝕量小；直形坡的細溝侵蝕量處于兩者之間[6]。于曉杰等[34]模擬降雨試驗表明直形坡坡面產(chǎn)沙對降雨特性和坡度的響應均弱于凹形坡和凸形坡。呂威[35]研究表明直形坡的土壤侵蝕量均小于凹形坡和凸形坡，凸形坡土壤流失量大于凹形坡；凸形坡土壤侵蝕量隨上下坡面坡度增大顯著增大；凹形坡，上坡面坡度較小時，土壤侵蝕隨上坡坡度增大顯著增大，下坡坡度較大時，土壤侵蝕量隨上坡坡度增大而顯著減小。而本研究發(fā)現(xiàn)直形坡侵蝕最大，凸形坡最小，淺溝地形介于二者之間。直形坡為坡度變化最大的坡面，因此坡度變化導致其細溝侵蝕最為嚴重。而凸形坡因地形呈凸面狀，徑流間的交匯作用減弱，一定程度上限制的細溝發(fā)育，使得其侵蝕強度最小。研究表明侵蝕量與上方來水呈正相關(guān)[23]，而下墊面的變化可以影響細溝侵蝕的發(fā)育程度[5,37-38]，本研究中淺溝地形的淺溝地勢較低，由于徑流匯集在淺溝中，坡面受上方來水量影響減弱，且坡面中下部存在退耕地，植被及生物結(jié)皮對細溝侵蝕強度具有減弱作用，使得中下部的細溝侵蝕強度增加幅度較小，可見上方來水集中排水和植被覆蓋可有效的減少細溝侵蝕強度。

綜上，“7.26”暴雨事件反映了水土流失問題，細溝侵蝕能力強烈區(qū)間的擴展，細溝侵蝕能力在強烈區(qū)間對坡度的響應更為強烈，這兩點問題都表明對坡耕地的水土流失治理應放在細溝侵蝕能力強烈區(qū)間，加強對細溝侵蝕能力強烈區(qū)間的治理，減弱細溝侵蝕對坡面破壞。

5 結(jié) 論

1）隨距分水嶺距離（17～58 m）的增加，細溝先快速發(fā)育，坡面破碎程度加劇，距分水嶺58 m后，細溝發(fā)育減慢，坡面破碎程度減弱，但整個過程中細溝寬度和深度均有增大。

2）坡度增加會使細溝侵蝕強度增大，但在不同坡位上坡度對細溝侵蝕強度的影響程度不同：在上坡位（距分水嶺20～40 m），隨坡度增大，細溝侵蝕強度陡升（增大幅度28 329 t/km2），細溝寬度、深度均有增大（7.4、4.2 cm），坡面破碎程度加??；在下坡位（距分水嶺60～80 m），隨著坡度增大，細溝侵蝕強度增加緩慢（增大幅度8 306 t/km2），細溝寬度減少（5.1 cm），細溝深度增大（2.7 cm），坡面破碎程度減弱。

3）凸形坡，中部的坡耕地為細溝最為嚴重區(qū)域，下部次之，上部最輕；細溝密度、細溝割裂度和細溝寬度呈現(xiàn)出先增大后減小的變化趨勢，細溝深度呈現(xiàn)逐漸遞增的變化趨勢。淺溝地形的多田塊坡耕地和退耕地的細溝侵蝕隨距分水嶺距離的增加而增加。直形坡因坡度最大其細溝侵蝕最嚴重，細溝形態(tài)同其他坡形基本相同，但最大溝寬和溝深均大于其他坡形。

[1] Porto P,Walling D E, Capra A. Using137Cs and Pb210ex, measurements and conventional surveys to investigate the relative contributions of interrill/rill and gully erosion to soil loss from a small cultivated catchment in Sicily[J]. Soil & Tillage Research, 2014, 135: 18－27.

[2] Ben Slimane A, Raclot D,Evrard O, et al. Relative contribution of rill/interrill and gully/channel erosion to small reservoir siltation in mediterranean environments[J]. Land Degradation & Development, 2016, 27(3): 785－797.

[3] Chen Xiaoyan, Zhao Yu, Mi Hongxing, et al. Estimating rill erosion process from eroded morphology in flume experiments by volume replacement method[J]. Catena, 2016, 136: 135－140.

[4] 唐政洪，蔡強國，許峰，等. 不同尺度條件下的土壤侵蝕實驗監(jiān)測及模型研究[J]. 水科學進展，2002，13(6)：781－787.

Tang Zhenghong, Cai Qiangguo, Xu Feng, et al. Study on soil erosion experiment, monitoring and modeling of various scale conditions[J]. Advances in Water Science, 2002, 13(6): 781－787. (in Chinese with English abstract)

[5] 陳俊杰，孫莉英，劉俊體，等.坡度對坡面細溝侵蝕的影響：基于三維激光掃描技術(shù)[J].中國水土保持科學，2013，11(3)：1－5.

Chen Junjie, Sun Li ying,Liu Junti, et al. Effercts of slope gradients on rill erosion: Study based on three-dimensional laser rechnology[J]. Science of Soil and Water Conservation, 2013, 11(3): 1－5. (in Chinese with English abstract)

[6] 鄭粉莉，唐克麗，周佩華. 坡耕地細溝侵蝕影響因素的研究[J]. 土壤學報，1989(2)：109－116.

Zheng Fenli, Tang Keli, Zhou Peihua. Study on the factors affecting the rift erosion of slope farmland[J]. Acta Pedologica Sinica, 1989(2): 109－116. (in Chinese with English abstract)

[7] 王秀英，曹文洪，陳東.土壤侵蝕與地表坡度關(guān)系研究[J].泥沙研究，1998(2)：38－43.

Wang Xiuying, Cao Wenhong, Chen Dong. Study on the relationship between soil erosion and surface slope[J]. Journal of Sediment Research, 1998(2): 38－43. (in Chinese with English abstract)

[8] He Jijun, Sun Liying, Gong Huili, et al. The characteristics of rill development and their effects on runoff and sediment yield under different slope gradients[J].Journal of Mountain Science, 2016, 13(3): 397－404.

[9] 陳俊杰，孫莉英，劉俊體，等. 不同坡長與雨強條件下坡度對細溝侵蝕的影響[J]. 水土保持通報，2013，33(2)：1－5.

Effect of slope gradient on rill erosion under different rainfall intensities and slope lengths[J].Bulletin of Soil and Water Conservation, 2013, 33(2): 1－5. (in Chinese with English abstract)

[10] 和繼軍，呂燁，宮輝力，等. 細溝侵蝕特征及其產(chǎn)流產(chǎn)沙過程試驗研究[J]. 水利學報，2013，44(4)：398－405.

He Jijun, Lü Ye, Gong Huili, et al. Experimental study on rill erosion characteristics and its runoff and sediment yield process[J]. Journal of Hydraulic Engineering, 2013, 44(4): 398－405. (in Chinese with English abstract)

[11] Perfect E, Mclaughlin N B, Kay B D, et al. An improved fractal equation for the soil water retention curve[J]. Water Resources Research, 1996, 32(2): 281－288.

[12] Cerdan O, Bissonnais Y L, Couturier A, et al. Rill erosion on cultivated hillslopes during two extreme rainfall events in Normandy, France[J]. Soil & Tillage Research, 2002, 67(1): 99－108.

[13] 吳普特，周佩華，武春龍，等.坡面細溝侵蝕垂直分布特征研究[J].水土保持研究，1997，4(2)：47－56.

Wu pute, Zhou Peihua, Wu Chunlong,et al. Research on the spatial distribution characteristics of slope rill erosion[J]. Research of Soil and Water Conservation, 1997, 4(2): 42－56. (in Chinese with English abstract)

[14] 沈海鷗. 黃土坡面細溝發(fā)育與形態(tài)特征研究[D]. 楊凌：西北農(nóng)林科技大學，2015.

Shen Haiou. Rill Development and its Morphological Characteristics at Loessial Hillslope[D]. Yangling: Northwest A&F University, 2015. (in Chinese with English abstract)

[15] 沈海鷗，鄭粉莉，溫磊磊，等. 降雨強度和坡度對細溝形態(tài)特征的綜合影響[J]. 農(nóng)業(yè)機械學報，2015，46(7)：162－170.

Shen Haiou, Zheng Fenli, Wen Leilei, et al. Effects of rainfall intensity and slope gradient on rill morphological characteristics[J]. Transactions of The Chinese Society of Agricultural Machinery, 2015, 46(7): 162－170. (in Chinese with English abstract)

[16] 亢偉. 大理河流域坡面水土保持措施減沙作用及其變化過程研究[D]. 西安：西安理工大學，2008.

Kang Wei. Analysis om the Sediment Reduction Effects and its Change Process of the Soil and Water Conservation Measures on Slopes in Dali River Watershed[D]. Xi’an: Xi’an University of Technology, 2008. (in Chinese with English abstract)

[17] 冉大川，張志萍，羅全華，等. 大理河流域1970－2002年水保措施減洪減沙效益深化分析[J]. 水土保持研究，2011，18(1)：17－23.

Ran Dachuan, Zhang Zhiping, Luo Quanhua, et al. More comprehensive analysis on benefits of blood & sediment reduction of soil and water conservation measures during 1970－2002 in Dali river basin[J]. Research of Soil and Water Conservation, 2011, 18(1): 17－23. (in Chinese with English abstract)

[18] 張金良，劉繼祥，萬占偉，等. 黃河2017年第1號洪水雨洪泥沙特性分析[J]. 人民黃河，2017，39(12)：14－17，36.

Zhang Jinliang, Liu Jixiang, Wan Zhanwei, et al. Analysis of rainfall?flood?sediment characteristics of the No.1 flood[J]. Yellow River, 2017, 39(12): 14－17, 36. (in Chinese with English abstract)

[19] 王道席，侯素珍，楊吉山，等. 無定河“7·26”暴雨洪水泥沙來源分析[J]. 人民黃河，2017，39(12)：18－21.

Wang Daoxi, Hou Suzhen, Yang Jishan, et al. Analysis of the sediment source of the flood formed by July 26 rainstorm in the Wuding river basin[J]. Yellow River, 2017, 39(12): 18－21. (in Chinese with English abstract)

[20] 徐建華，金雙彥，高亞軍，等. 水保措施對“7·26”暴雨洪水減水減沙的作用[J]. 人民黃河，2017，39(12)：22－26.

Xu Jianhua, Jin Shuangyan, Gao Yajun, et al. Analysis of the effect of water and soil conservation measures on storm wate[J]. Yellow River, 2017, 39(12): 22－26. (in Chinese with English abstract)

[21] 劉俊體，蔡強國，孫莉英，等. 黃土坡面細溝流速隨細溝發(fā)育的特征[J]. 水土保持學報，2012，26(3)：44－48.

Liu Junti, Cai Qiangguo, Sun Liying, et al. Characteristics of the rill flow rate with development of rill on loess slope[J]. Journal of Soil & Water Conservation, 2012, 26(3): 44－48. (in Chinese with English abstract)

[22] 和繼軍，孫莉英，蔡強國，等. 坡面細溝發(fā)育特征及其對流速分布的影響[J]. 土壤學報，2013，50(5)：862－870.

He Jijun, Sun Liying, Cai Qiangguo, et al. Characteristics of rill development on slope and theirs effects on flow velocity distribution[J]. Acta Pedologica Sinica, 2013, 50(5): 862－870. (in Chinese with English abstract)

[23] 孔亞平，張科利，唐克麗. 坡長對侵蝕產(chǎn)沙過程影響的模擬研究[J]. 水土保持學報，2001(2)：17－20，24.

Kong Yaping, Zhang Keli, Tang Keli. Impacts of slope length on soil erosion process under simulated rainfall[J]. Journal of Soil Water Conservation, 2001(2): 17－20,24. (in Chinese with English abstract)

[24] 張興奇，顧禮彬，張科利，等. 坡度對黔西北地區(qū)坡面產(chǎn)流產(chǎn)沙的影響[J]. 水土保持學報，2015，29(4)：18－22，72.

Zhang Xingqi ,Gu Libin, Zhang Keli, et al. Impacts of slope length on runoff and sediment in northwest Guizhou[J]. Journal of Soil and Water Conservation, 2015, 29(4): 18－22, 72. (in Chinese with English abstract)

[25] 孔亞平，張科利，楊紅麗. 土壤可蝕性模擬研究中的坡長選定問題[J]. 地理科學，2005(3)：3374－3378.

Kong Yaping, Zhang Keli, Yang Hongli. Selecting on slope length of the soil erodibility simulation[J]. Scientia Geographica Sinica, 2005(3): 3374－3378. (in Chinese with English abstract)

[26] 蔡強國. 坡長在坡面侵蝕產(chǎn)沙過程中的作用[J]. 泥沙研究，1989(4)：84－91.

Cai Qiangguo. The role of slope length in the process of slope erosion and sediment yield[J]. Journal of Sediment Research, 1989(4): 84－91. (in Chinese with English abstract)

[27] 高軍俠，黨宏斌，程積民. 黃土高原坡耕地泥沙輸移特征分析[J]. 水土保持通報，2007(2)：39－42.

Gao Junxia, Dang Hongbin, Cheng Jimin. Characteristic analysis of sediment transport on slope land in the Loess Plateau[J]. Bulletin of Soil & Water Conservation, 2007(2): 39－42. (in Chinese with English abstract)

[28] 路培，王林華，吳發(fā)啟. 不同降雨強度下土壤結(jié)皮強度對侵蝕的影響[J]. 農(nóng)業(yè)工程學報，2017，33(8)：141－146.

Lu Pei, Wang Linhua, Wu Faqi. Effect of soil crust strength on erosion under different rainfall intensity[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2017, 33(8): 141－146. (in Chinese with English abstract)

[29] 吳秋菊，吳發(fā)啟，王林華.土壤結(jié)皮坡面流水動力學特征[J].農(nóng)業(yè)工程學報，2014，30(1)：73－80.

Wu Qiuju, Wu Faqi, Wang Linhua. Hydrodynamic characteristics of overland flow under soil crusts condition[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2014, 30(1): 73－80. (in Chinese with English abstract)

[30] 張攀，姚文藝，唐洪武，等.黃土坡面細溝形態(tài)變化及對侵蝕產(chǎn)沙過程的影響[J].農(nóng)業(yè)工程學報，2018，34(5)：114－119.

Zhang Pan, Yao Wenyi, Tang Hongwu, et al. Rill morphology change and its effect on erosion and sediment yield on loess slope[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2018, 34(5): 114－119. (in Chinese with English abstract)

[31] 沈海鷗，鄭粉莉，溫磊磊. 細溝發(fā)育與形態(tài)特征研究進展[J]. 生態(tài)學報，2018，38(19)：6818－6825.

Shen Haiou, Zheng Fenli, Wen Leilei. A research review of rill development and morphological characteristics[J].Acta Ecologica Sinica, 2018, 38(19): 6818－6825. (in Chinese with English abstract)

[32] 鄭粉莉. 黃土高原坡耕地的細溝侵蝕及其防治途徑[J]. 中國科學院西北水土保持研究所集刊，1988(1)：19－25.

Zheng Fenli. Rill erosion of sloping farmland in the Loess Plateau and its control methods[J]. Collection of Northwest Institute of Soil and Water Conservation, Chinese Academy of Sciences, 1988(1): 19－25. (in Chinese with English abstract)

[33] 李君蘭，蔡強國，孫莉英，等. 降雨強度、坡度及坡長對細溝侵蝕的交互效應分析[J]. 中國水土保持科學，2011，9(6)：8－13.

Li Junlan, Cai Qiangguo, Sun Liying, et al. Analysis of interaction effects of rainfall intensity, slope degree and slope length on rill erosion[J]. Science of Soil & Water Conservation, 2011, 9(6): 8－13. (in Chinese with English abstract)

[34] 于曉杰，魏勇明. 不同坡形坡面侵蝕產(chǎn)沙過程的影響研究[J]. 水土保持研究，2010，17(1)：97－100.

Yu Xiaojie, Wei Yongming. Study on soil erosion characters in different slopes[J]. Research of Soil and Water Conservation, 2010, 17(1): 97－100. (in Chinese with English abstract)

[35] 呂威. 復合坡面土壤侵蝕與養(yǎng)分流失及其調(diào)控模擬試驗研究[D]. 北京：中國農(nóng)業(yè)大學，2017.

Lü Wei. Simulated Study on the Effect of Chemical Conditioning on Soil Erosion and Nutrient Loss on Composite Slope[D]. Beijing: China Agricultural University, 2017. (in Chinese with English abstract)

[36] 鄭粉莉，唐克麗，周佩華. 坡耕地細溝侵蝕的發(fā)生、發(fā)展和防治途徑的探討[J]. 水土保持學報，1987(1)：36－48.

Zheng Fenli, Tang Keli, Zhou Peihua. Rill erosion developing and its control on steep slope land of Loess Plateau[J]. Journal of Soil and Water Conservation, 1987, 1(1): 36－48. (in Chinese with English abstract)

[37] 朱冰冰，李占斌，李鵬，等. 草本植被覆蓋對坡面降雨徑流侵蝕影響的試驗研究[J]. 土壤學報，2010，47(3)：401－407.

Zhu Bingbing, Li Zhanbin, Li Peng, et al. Effect of grass coverage on sediment yield of rain on slope[J]. Acta Pedologica Sinica, 2010, 47(3): 401－407. (in Chinese with English abstract)

[38] 張冠華. 茵陳蒿群落分布格局對坡面侵蝕及坡面流水動力學特性的影響[D]. 楊凌：西北農(nóng)林科技大學，2012.

Zhang Guanhua. Influence of Patterned Artemisia Capillaris Onslope Erosion and Overland Flow Hydrodynamic Characteristics[D]. Yangling: Northwest A&F University, 2012. (in Chinese with English abstract)

Characteristics of rill erosion and its influencing factors in slope farmland after “7?26” rainstorm in Zizhou County, Shaanxi Province

Wang Haolin1, Jiao Juying1,2※, Tang Bingzhe1, Chen Yixian2, Bai Leichao1, Wang Nan2, Zhang Yifeng1

(1.,,,712100,; 2.,,,712100,)

Most studies on rills are conducted under simulated rainfall condition. However, the study under natural rainfall condition is rare, especially under extreme storm condition.In this study, we investigated rill erosion under the rainstorm that occurred on 26 July, in Zizhou County, Shaanxi Province. The 16 investigation sites were in Qingshuigou small watershed involving 5 slope surfaces of slope farmland, including 3 straight slopes, 1 convex slope, and 1 shallow ditch terrain slope. For each investigation point, the size of the quadrats was set as 2 m×2 m, and 2-3 duplicates were set. Rill intensity, rill density and degree of rill dissection of each sample plot were measured to discuss the influence of slope position (distance from watershed), slope gradient and slope type on rill characteristics of slope farmland. The results showed that: rill erosion intensity, rill density and degree of rill dissection were 2 289-110 976 t/km2, 0.3-3.95 m/m2and 0.002-0.441, respectively.The width of rills varied from 0.5 to 60 cm, with 51% rills ranging from 10 to 15 cm in width, and 93% rills was less than 20cm. The depth of the rill varied from 0.5 to 35 cm, with 69% of rills ranging from 0 to 5 cm, and 97% of the rill depth was less than 15cm. As the increase of distance from the watershed, rill erosion intensity increased, and rill erosion developed rapidly firstly and then slowed down. Between 17-58 m from the watershed, with the increase of distance, rills developed rapidly and the degree of fragmentation of the slope increased. After 58 m from the watershed, the development of rills slowed down and the degree of fragmentation of the slope weakened. The effect of slope gradient on the rill erosion varied among different slope positions.With the increase of slope gradient, in the upper part of the slope (20-40 m from the watershed), rill erosion intensity raised sharply, and slope fragmentation degree increased. With the increase of slope gradient, in the lower part of the slope (60-80 m from the watershed), rill erosion intensity increased slowly, and slope fragmentation degree weakened. In convex slope, the middle slope had the largest rill erosion intensity (10 292 t/km2), followed by the lower slope (8 141 t/km2) and the upper slope (no rill erosion but have surface erosion). With increase of the distance from watershed, rill density, degree of rill dissection and rill depth increased firstly and then decreased, while rill erosion intensity and rill depth increased. In the slope with shallow gully, the rill erosion of sloping farmland and abandoned farmland increased with the increase of the distance. However, the existence of abandoned farmland weakened the development of rill. In the straight slope, rill developed rapidly due to the larger slope gradient. Therefore， the straight slope had the largest rill erosion intensity, rill density and degree of rill dissection in the three slope types. This paper analyzes the erosion status and regularity of rills in slope farmland during this rainstorm, and discusses the influence of slope position, slope gradient and slope shape on rill erosion of slope surface, aim to provide reference for soil erosion control of sloping farmland on the Loess Plateau.

soils; erosion; rainstorm; rill erosion; sloping farmland; slope type; slope gradient; distance from the watershed

2018-09-10

2019-05-27

國家自然科學基金面上項目“黃土丘陵溝壑區(qū)流域泥沙連通性對降雨與人類活動的響應機制”（41771319）

王顥霖，主要研究方向為土壤侵蝕。Email：whlnwsuaf@163.com

焦菊英，博士，研究員。主要從事流域侵蝕產(chǎn)沙、土壤侵蝕與植被關(guān)系及水土保持效益評價。Email：jyjiao@ms.iswc.ac.cn

10.11975/j.issn.1002-6819.2019.11.014

S157

A

1002-6819(2019)-11-0122-09

王顥霖，焦菊英，唐柄哲，陳一先，白雷超，王 楠，張意奉. 陜北子洲“7?26”暴雨后坡耕地細溝侵蝕及其影響因素分析[J]. 農(nóng)業(yè)工程學報，2019，35(11)：122－130. doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2019.11.014 http://www.tcsae.org

Wang Haolin, Jiao Juying, Tang Bingzhe, Chen Yixian, Bai Leichao, Wang Nan, Zhang Yifeng. Characteristics of rill erosion and its influencing factors in slope farmland after “7?26” rainstorm in Zizhou County, Shaanxi Province [J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2019, 35(11): 122－130. (in Chinese with English abstract) doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2019.11.014 http://www.tcsae.org