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人工模拟降雨实验是研究坡面侵蚀的重要手段。在该技术广泛的推广和使用过程中,实验中供水水质的选择受到了越来越多的重视。研究发现供水水质对于土壤的结皮、入渗、土壤结构、土壤强度和侵蚀方面均存在影响。定量研究水质作用对土壤侵蚀的影响,可以为人工模拟降雨实验中供水水源水质的选择提供理论和实验支持。探讨人工模拟降雨实验中是否应该建立统一供水水源水质标准,以保证实验结果的准确度,并使不同地区人工模拟降雨实验结果具有可比性。 本研究选取了两种黄土高原的典型土壤(黄土和娄土),利用人工模拟降雨实验,研究水质作用对坡面侵蚀过程的影响。实验中设计了三种供水水源水质(分别为模拟天然降雨的去离子水、在国内外研究中广泛使用的自来水和盐水)、两个降雨强度(45.5和95.5mm/h)、两个坡度(8.7%和25.9%);来探讨水质在不同土壤类型不同降雨条件下的作用。 对于所有的降雨强度和坡度组合,自来水和盐水两种供水水源为水质大大推迟了产流时间,在黄土条件下比去离子水时延长了2.60和2.68倍,在娄土条件下比去离子水时延长了1.58倍和1.85倍。黄土条件下自来水和盐水时的稳渗率相对于去离子水增加了21.1%和15.8%;娄土条件下自来水和盐水时相对与去离子水增加了58.3%和75.0%。对于娄土,水质为去离子水时,结皮的发育最为彻底,其次为自来水和盐水;而由于黄土本身对于结皮的发育较为不敏感,未发现水质作用的明确趋势。在娄土条件下,自来水和盐水条件下的60分钟内的累积侵蚀量相对于去离子水降低了70.3%和69.5%。而在黄土条件下,自来水和盐水时的60分钟内的累积侵蚀量反而增加了3.0%和21.7%。 在本研究中的土壤类型、降雨强度和坡度的组合条件下,水质均在很大程度上影响了水蚀过程的各个方面,其作用是不可忽视的。推荐使用去离子水作为实验供水水源,以保证对天然降水的精确模拟和不同实验结果间的可比性。