由于高強度人類活動和極端降雨的影響, 黃土塬溝道侵蝕劇烈, 水土流失嚴(yán)重, 塬面萎縮呈逐年加劇的趨勢。但是,對水動力與人類活動雙重作用下黃土塬溝道侵蝕擴(kuò)張機理、不合理固溝保塬措施的水土災(zāi)變過程和控制因素還是研究認(rèn)識不夠。
基于這一現(xiàn)狀, 中國科學(xué)院地球環(huán)境研究所金釗研究員聯(lián)合中國科學(xué)院院士彭建兵教授的長安大學(xué)團(tuán)隊,以黃土高原最大的塬面——董志塬為重點研究區(qū)域,開展了黃土塬溝道侵蝕擴(kuò)張機理與固溝保塬工程科學(xué)性研究,取得一系列創(chuàng)新性認(rèn)識。
研究發(fā)現(xiàn)垂直節(jié)理的普遍發(fā)育是黃土各向異性、強水敏和易侵蝕的根本原因,而黃土結(jié)構(gòu)孔隙中存在的孔隙集中帶和垂直管狀通道,是原生垂直節(jié)理形成的微細(xì)觀結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)?! ?/p>
研究還發(fā)現(xiàn)歷史時期人類活動大大加速了黃土塬溝道侵蝕的發(fā)育過程?! ?/p>
研究揭示出地表水的不合理疏導(dǎo)和地下水位的上升是影響董志塬固溝保塬工程穩(wěn)定性的兩個最主要問題?! ?/p>
科研團(tuán)隊提出以控水為核心的固溝保塬“攔-蓄-排-固”科學(xué)模式?!皵r”主要指利用塬邊護(hù)邊埂和坡面梯田攔截地表徑流,減少塬邊和坡面侵蝕沖刷,增加降雨就地入滲;“蓄”主要指在塬面修建人工湖和澇池,收集地表徑流,減少徑流沖刷,實現(xiàn)塬水不下溝;此外,在溝底修建淤地壩和小型水庫,進(jìn)行水沙集蓄,減輕溝床下切;“排”主要指在塬面和溝坡修建排水渠或?qū)艿溃瑴掀屡涮仔藿ㄏ芫?,降低勢能差,引?dǎo)徑流有序下溝;“固”主要指實施溝頭回填固定和坡面防護(hù)工程,以降低地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險。
上述相關(guān)研究成果以總結(jié)性文章發(fā)表在《中國科學(xué):地球科學(xué)》2023年第4期上。
黃土塬邊垂直節(jié)理的形態(tài)特征、發(fā)育規(guī)律及對塬邊侵蝕和滑坡的影響。
董志塬快速的城鎮(zhèn)化和交通路網(wǎng)擴(kuò)張加速了塬面侵蝕和萎縮。
以控水為核心的固溝保塬“攔-蓄-排-固”科學(xué)模式和系統(tǒng)治理思路?!?/p>