论文摘要
紫色土坡耕地是长江上游重要的农业资源,也是长江上游水土流失的策源地。坡耕地水土流失治理已成为保护长江上游有限的土地资源,减少江河水库等泥沙淤积的重要内容。目前长江上游广泛开展的坡耕地治理措施主要为水平沟,但水平沟措施在长江上游紫色土地区水土保持作用机理和适宜性缺乏研究。本文通过人工模拟降雨实验研究和大田天然降雨实验观测,以及数值模拟对水平沟措施坡耕地降雨、入渗、产流、产沙及沟垄水分变化、形态变化、稳定性、破坏条件进行研究,揭示紫色土地区水平沟水土保持作用机理与适宜性。通过研究得出以下结论:（1）通过比较水平沟措施、平坡措施和顺坡措施的水土保持效益,得出水平沟措施在截流、拦沙作用方面都优于其他两种措施,突出的表现在小于72.02mm/h雨强下,它的水土保持效益明显的大于平坡和顺坡措施。（2）分析雨强、坡度、降雨历时对水平沟措施的水土保持作用的影响。得出结论如下:水平沟措施在0°～20°之间,雨强强度处于72.02mm/h以下时,垄状态稳定,安全系数较高,不易于发生坍塌破坏,具有较好的水土保持效益。未失稳的水平沟措施有较好的水土保持性,易于失稳的水平沟措施水土保持性差。25度坡的横垄易于失稳,水土保持性差,只能应用于降雨量较小的地区。（3）通过沟、垄的水分变化分析得到水平沟措施的水分入渗变化规律,得出了何种情况下的水平沟措施的耕层储水最优,何种最差,临界坡度为多少。结论如下:雨强强度是53.95mm/h时最优水土保持性的坡度为10°,雨强为72.02mm/h时,最优水土保持性的坡度15°。20°为本地区水平沟措施的临界坡度。（4）结合GEO-SLOPE软件中的SEEP/W模块和SLOPE/W模块,进行垄的稳定性分析,计算不同坡度不同雨强下的抗滑稳定安全系数,分析适宜范围,得出其适宜性结论如下:20°坡度以下的水平沟措施都具有较好的稳定性,所以该措施在本地区可适用于0°～20°坡度内;25°坡度在53.95mm/h雨强以下水平沟措施可以保持稳定状态,但是大于此强度就会失稳,所以该措施在本地区不适宜使用在25°坡上,可将其应用在降雨强度较小的地区;通过安全系数的对比得到20°为水平沟措施在该地区坡耕地保持稳定的临界坡度。