降雨和径流条件下红壤坡面细沟侵蚀过程

郝好鑫，郭忠录，王先舟，占海歌，马仁明，李朝霞，蒋 娟



降雨和径流条件下红壤坡面细沟侵蚀过程

郝好鑫1，郭忠录1※，王先舟1，占海歌1，马仁明2，李朝霞1，蒋 娟3

（1. 华中农业大学水土保持研究中心，武汉 430070；2. 沈阳农业大学水利学院，沈阳 110866；3. 江西省水土保持科学研究院，南昌 330029）

为明确第四纪黏土发育红壤坡面侵蚀过程特征，采用人工模拟降雨和径流冲刷相结合试验，研究坡度、流量和降雨因素对坡面细沟侵蚀过程影响。结果表明：1）坡面侵蚀过程呈现明显阶段性，试验条件下侵蚀前3 min为层状面蚀为主的初始阶段，细沟出现后转变为细沟侵蚀为主的细沟发育阶段。降雨以及增加坡度和流量能加快细沟发育速度和侵蚀速率；2）各侵蚀阶段平均侵蚀速率关系为初始阶段>细沟发育阶段>细沟稳定阶段。初始阶段侵蚀速率对各水动力学参数响应关系为水流功率>坡度>水流剪切力>单位水流功率=流速>流量。细沟发育阶段平均侵蚀速率与水流功率、水流剪切力和坡度关系密切，而细沟稳定阶段侵蚀速率只与坡度和流量相关；3）水流功率是与初始阶段和细沟发育阶段关系最密切的水动力学参数，侵蚀初始阶段的层状面蚀、单独径流冲刷和降雨-径流作用下细沟侵蚀发生的临界水流功率分别为0.091、0.121、-1.691 N/(m·s)。试验在小尺度条件下初步揭示了红壤坡面细沟侵蚀过程特征，为南方红壤丘陵区土壤侵蚀预报模型和侵蚀防治提供理论参考。

水动力学；侵蚀；流量；降雨；冲刷径流；红壤；细沟

0 引 言

南方红壤区是中国仅次于黄土高原的严重水土流失区。由于红壤区雨量丰富且集中，加之地貌以山地丘陵为主，坡面水力侵蚀已成为区域内土壤退化的主要原因之一[1]；红壤区河流湖泊密布，长期的严重水土流失是威胁区域内大小河流流域安全的重大隐患[2]，因此关注红壤侵蚀的规律对区域生态安全具有重要的现实意义。

坡面土壤侵蚀是一个极其复杂的动态演变过程，研究其侵蚀过程发育能深化对土壤侵蚀机理的认识，而且能为侵蚀预报模型提供重要理论基础[3]。坡面水蚀过程中，雨滴溅蚀是侵蚀的初始过程。当坡面产流之后，首先出现顺坡面流动的浅层片流或漫流，这时径流比较分散，动能也很小，只能将溶解的物质和表层土粒等带走，形成薄层水流侵蚀为主的层状面蚀。由于地表微地形起伏造成薄层水流的差异性侵蚀，坡面径流得以进一步汇集为一股股细状水流。细状水流作用下坡面开始形成跌水，这也标志着细沟侵蚀的开始[4-8]。基于上述过程，国内外学者对坡面细沟侵蚀过程进行了大量研究，结果表明细沟侵蚀中存在临界流量、临界流速、临界剪切力和临界地形因子等[9]。Shen等[10]模拟了小于20°的黄土坡面细沟侵蚀过程，结果表明坡面跌水和细沟的发育速度及侵蚀速率均随坡度和雨强增加而增大。郑良勇等[11]利用稀土元素示踪法同样对黄土坡面的研究认为，面蚀-细沟发育-细沟稳定是坡面次降雨条件下的侵蚀过程，面蚀量占侵蚀总量30%左右，细沟侵蚀量占70%左右，Kimaro等[12]则基于野外研究得出细沟侵蚀贡献率平均为58%。目前，关于坡面细沟侵蚀和动力学机制研究较为广泛，但对于其侵蚀过程研究仍相对薄弱，尤其是发育过程中内在动力学机理研究还有待进一步深入。

国内外针对坡面侵蚀动力学研究多集中在典型水动力学参数以及由此为基础建立的物理模型上，例如WEEP采用了水流剪切力，EUROSEM和LISEM采用了单位水流功率，GUEST采用了水流功率描述侵蚀过程。Nearing等[13]野外试验结果表明水流功率可以准确模拟土壤分离过程；王瑄等[14]认为坡度和水流功率是影响土壤剥蚀率的主要因素，并建立了基于两者的土壤剥蚀率二元线性回归模型（2=0.98）；Sajjadi等[15]研究则显示侵蚀泥沙量与水动力学参数密切程度为流速>水流功率>水流剪切力>单位水流功率>径流水深。由此可见究竟哪一种参数更适合描述坡面侵蚀过程尚无定论。Wirtz等[16]认为缺少对土壤性质和细沟侵蚀过程的考虑是造成上述变化主要原因。此外，目前坡面土壤侵蚀和相关水动力学研究多集中在黄土高原和东北黑土区，南方红壤区相关研究还相对比较薄弱。基于此，试验采用室内人工模拟降雨和径流冲刷结合的试验[17]对红壤坡面侵蚀水动力学过程进行模拟，研究红壤坡面细沟侵蚀的过程特征及各水动力学参数在细沟发育过程中与侵蚀速率的响应，以期为预防和治理红壤丘陵区土壤侵蚀提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验装置与材料

试验在华中农业大学人工降雨大厅进行。试验装置由3部分组成：1）试验土槽（图1所示），主体是长3 m、宽0.5 m、高0.4 m的2个平行土槽，土槽前设有由2块不锈钢板分成的三级消能稳流槽。整个土槽由厚度0.8 cm钢板制成，坡度在0°～30°内灵活可调；2）人工模拟降雨器（西安清远测控技术有限公司生产，型号QYJY-501），采用垂直旋转下喷式自动模拟降雨系统，降雨器高10 m，雨滴达到的终点速度满足天然降雨特性，降雨均匀度大于80%[18]；3）供水装置，主要由蓄水池、水泵、阀门和水管组成，泵水流量可以通过阀门控制。

图1 试验土槽示意图

供试土样采自湖北省咸宁市贺胜桥镇，为第四纪黏土发育红壤，采样点2005年之前为旱地，此后被承包开发为林地（杉树）。试验前将土样风干过2 mm筛子，剔除植物根系等杂物后备用。土壤有机质质量分数 13.90 g/kg、pH值5.47；土壤砂粒、粉粒、黏粒质量分数分别为12.12%、44.40%、43.48%，按美国制粒径分级标准，属粉黏土。

1.2 试验设计与方法

试验土槽底部铺设20 cm厚细沙，沙层上铺设透水粗棉纱布，其上再分层填装15 cm土样，并控制容重 1.35 g/cm3。每次试验前先将土壤表面缓慢浸水，用MP-406土壤水分测定仪（南京中天精密仪器生产，精度±2%）测得表层含水率下降至30%时开始试验。

试验设计2个放水流量（5、7.5 L/min）和3个坡度（5°、8°、12°），在90 mm/h雨强和单独冲刷条件下进行完全组合模拟试验，每组试验设置2个平行。试验前先率定试验流量和雨强，为减少稳流槽与土壤坡面结合处边缘作用的影响，在坡面上端覆盖20 cm长平整纱布。试验开始后，土槽下端出口处产流时开始接样，0～6 min内1 min接1次径流泥沙样，6～30 min每3 min接1次，30～50 min每5 min接1次，接样同时在坡面上中下3个位置量测径流水宽和流速。每次接样先用500 mL塑料瓶接满，烘干法测定泥沙质量，再用塑料桶继续接样，测定产流体积，2个过程共20 s，用置换法求得各时间段泥沙总质量。坡面流速采用高锰酸钾示踪法测表面径流流速[14]。试验中每个时间段均对坡面拍照记录，用以观察坡面水流和细沟变化。

1.3 数据分析与处理

土壤侵蚀速率：单位时间单位面积坡面产沙质量。

=/(·)（1）

式中为土壤侵蚀速率，g/(m2·s)；为观测时段内产沙质量，g；为侵蚀区面积，m2；为观测时间长，s。

流量：单位时间产流体积，包括降雨在坡面上产生的流量。

=V/（2）

式中为流量，L/s；V为观测时间段内产生水流体积，L。

单位水流功率：单位水流功率为作用于泥沙床面的单位质量水体所消耗的功率。

P=V×（3）

式中P为单位水流功率，m/s；为某个时间段内的水流平均速度，m/s；为水力坡度，无量纲，可用坡度的正弦值近似代替[19]。

水流剪切力：水流剪切力是沿着坡面梯度方向运动的水流在其运动方向上产生的一个作用力，即径流冲刷动力。

τ=γ×g××（4）

式中为水流剪切力，Pa；γ为水流容重，kg/m3；为重力加速度，9.8 m/s2；为水力半径，R=A/P（为过水断面面积，m2，P湿周，m），m。根据坡面产沟形态分析，过水断面近似为矩形处理。矩形长取径流水宽，m；水深(·)[17,19]，为水深，m。

水流功率：表示单位面积水体水流功率[14]。

·（5）

式中为水流功率，N/(m×s)。

数据分析采用Excel 2010和SPSS 22.0软件，方差分析采用最小显著差法（LSD）进行多重比较，相关性分析采用Pearson双尾检验。

2 结果与分析

2.1 不同试验组合对侵蚀速率变化的影响

各试验组合下侵蚀速率随时间变化过程如图2所示。可以看出，50 min内5°坡度各试验组合侵蚀速率均随径流历时表现为先陡增后缓降最后稳定的过程；8°坡度各试验组合（除90 mm/h雨强和7.5 L/min 放水流量组合外）侵蚀速率也随径流历时表现为先增加后降低最后稳定的过程；而12°坡度各试验组合中仅有单独放水（流量5 L/min）试验侵蚀速率随径流历时表现为先增加后降低最后稳定的过程，其余均表现为陡降然后再趋于稳定的过程。对比有无降雨各试验组合，发现降雨条件下各试验组合侵蚀速率随径流历时下降的速度均小于单独径流冲刷的。

图2 不同坡度下侵蚀速率随时间变化过程

不同坡度各试验组合平均侵蚀速率呈现为12°>8°>5°，对应侵蚀速率最大值分别为70.11、37.04、13.74 g/(m2·s)。相同坡度下，7.5 L/min放水流量的各试验组合侵蚀速率总体大于5.0 L/min放水流量的，降雨-径流耦合条件下各试验组合侵蚀速率总体上高于单独径流冲刷的，但这一差异均随着侵蚀速率趋于稳定而逐渐减小。因此，本试验条件下，降雨因素以及坡度和放水流量的增加是增强坡面土壤侵蚀速率的3个试验条件。上述结果与Shen 等[10]在小于20°的黄土坡面上研究结果一致。终上所述，本试验条件下坡度和放水流量的增加是加快侵蚀的2个因素，而降雨则能延缓侵蚀速率随时间由高降低的过程。

2.2 不同试验组合侵蚀过程分析

坡面土壤侵蚀是一个动态过程，本文根据坡面上层状漫流是否演变为连续跌水的细状水流及侵蚀速率稳定情况，将侵蚀划分为初始阶段、细沟发育阶段和细沟稳定阶段3个阶段（如图3所示）。试验开始初期，由于坡面土壤极为平整，上方放水和降雨共同在坡面形成漫流，此时坡面径流还比较宽广和分散，能溶解土壤表面的物质和将呈悬浮状或凝聚状的细微土粒带走，该时期为以层状面蚀为主的侵蚀初始阶段[19-22]（图3a）；随着侵蚀进一步发生，漫流在地表微地形等的细微差异下对坡面产生差异性侵蚀，而后迅速发展为流路明显的细状水流。此时，坡面上开始观察到有小跌水形成。坡面上跌水的形成是侵蚀方式变化的重要分界点，标志着细沟侵蚀开始形成[5-8]，该时期为细沟侵蚀为主的细沟发育阶段（图3b）；受试验条件和供试红壤影响，所产生的细沟相对笔直，后期细沟水流对沟壁的掏蚀和崩塌作用较弱，随着细沟形态趋于稳定后侵蚀速率也逐渐趋于稳定（图2），但对于降雨条件下的各试验组合而言，泥沙仍不断的在片蚀作用下由细沟间搬运至细沟内[11,20]，该时期为细沟稳定阶段（图3c）。

图3 红壤细沟发育过程照片

表1是不同试验组合下各侵蚀阶段平均侵蚀速率。对比可知，不同试验组合下以层状面蚀为主的侵蚀初始阶段均主要发生在0～3 min，坡度和径流流量增大能使细沟产生和发育速度明显加快，这与张新和等[21]在黄土坡面（坡度<25°）上的研究结论一致；但与李占斌等[22]在黄土陡坡上研究结果稍有差别，他们认为层状面蚀为主的侵蚀阶段在0～2 min，本试验则主要为0～3 min。尽管时间差异较小，但在侵蚀发育极为迅速的径流冲刷初期，其内在过程可能存在一定差异。前者试验坡度（21°、24°、27°）和放水流量（6.5、8.5、10.5 L/min）均大于本试验组合，可能是其层状面蚀-细沟侵蚀发育相对较快的主要原因。本试验中90 mm/h降雨同样能加快侵蚀发育速度，供试红壤良好的团聚结构则能一定程度增加坡面土壤抗蚀性[23-24]，即细沟侵蚀发育过程受坡度、流量、降雨和土壤性质等多方面综合影响。此外，各阶段侵蚀速率大小为初始阶段>细沟发育阶段>细沟稳定阶段。初始阶段最大平均速率为53.29 g/（m2·s），分别是该试验组合细沟发育阶段平均速率和细沟稳定阶段平均速率的4.17倍（<0.05）和13.59倍（<0.05）；初始阶段最小侵蚀速率为4.45 g/（m2·s），达该试验组合细沟发育阶段平均速率的5.30倍（<0.05），这是由于侵蚀初始阶段径流冲刷面积大，且多为表面较易侵蚀的土壤。

2.3 不同侵蚀阶段侵蚀产沙量分析

明确不同侵蚀阶段土壤侵蚀产沙量对坡面侵蚀过程研究和侵蚀防治具有重要意义。从表1中分析可得，侵蚀总量随坡度、放水流量的增大和存在降雨而增大，试验中最大侵蚀总量为33 941.07 g（坡度12°雨强90 mm/h和放水流量7.5 L/min试验组合），为最小侵蚀总量3 445.75 g（坡度5°和放水流量5 L/min试验组合）的9.85倍（<0.05）。侵蚀总量在5°坡度各试验组合间变幅较大，5°坡度最大侵蚀总量为27 503.30 g（坡度5°雨强90 mm/h和放水流量7.5 L/min的试验组合），达到最小侵蚀总量为3 445.75 g（坡度5°和放水流量5 L/min试验组合）的7.98倍（<0.05），随着坡度增大侵蚀总量变幅逐渐减小，8°和12°各试验组合内最大侵蚀总量分别为最小侵蚀总量的3.71倍（<0.05）和1.99倍（<0.05）；对比各侵蚀阶段产沙量还发现，细沟发育阶段产沙量最大，其次是侵蚀初始阶段，细沟稳定后产沙量最小。12组不同试验组合内，侵蚀初始阶段产沙量占侵蚀总量的6.28%～34.84%（平均24.62%），细沟发育阶段产沙量占侵蚀总量的38.43%～84.84%（平均66.00%），细沟稳定后产沙量占侵蚀总量的12.28%～33.31%（平均10.40%）。因此，无论是侵蚀持续时间还是产沙量，细沟发育阶段都是试验条件下红壤坡面细沟侵蚀主要过程，该结果与郑良勇等[11]利用稀土元素示踪法在黄绵土上研究结果一致。

表1 不同试验组合下各侵蚀阶段平均侵蚀速率及侵蚀总量

注：不同字母表示不同试验组合间同一侵蚀阶段的平均侵蚀速率和侵蚀产沙量差异显著，<0.05。

Note: Different letters indicate significant difference at<0.05 in mean erosion rate and sediment yield of the same erosion phase.

2.4 水动力学参数对各侵蚀阶段侵蚀速率影响

国内外研究表明，坡面土壤侵蚀是水力学参数和土壤参数的函数，与坡度、流量、流速、水流剪切力、单位水流功率和水流功率等因子密切相关[9-10,25-28]。由表2可得，初始阶段坡面土壤侵蚀速率与各水动力学参数均显著（<0.05）或极显著相关（<0.01），该阶段侵蚀速率与各参数相关系数大小顺序为水流功率>坡度>水流剪切力>单位水流功率=流速>流量。

表2 不同水动力学参数与各侵蚀阶段侵蚀速率相关系数

注：** 表示在0.01水平（双侧）上极显著相关，* 表示在0.05水平（双侧）上显著相关。

Note: ** means extremely significance at<0.01 level, * means significance at<0.05 level.

对细沟发育阶段各试验组合内瞬时侵蚀速率和瞬时水动力学参数进行相关性分析[25]，结果显示红壤坡面瞬时侵蚀速率与放水流量、流速和单位水流功率极显著相关（<0.01），但相关系数均不高，这可能是由于侵蚀后期当细沟发育趋于稳定后各水动力学参数基本维持不变，但由于小跌坎的扩张、沟壁崩塌和降雨作用，侵蚀泥沙量并非基本维持不变，而存在一个逐渐减少的时间过程。单独径流冲刷条件下各试验组合细沟发育阶段侵蚀速率与水流剪切力和水流功率分别呈显著（<0.05）和极显著（<0.01）相关。降雨-径流条件下各试验组合细沟发育阶段平均侵蚀速率与坡度、水流剪切力和水流功率均显著（<0.05）相关，相关系数大小顺序为坡度>水流功率>水流剪切力。这与Sajjadi等[15,25-26]研究结果相似，均认为上述参数能用来描述坡面土壤面蚀，但不同学者对各参数与侵蚀的相关程度存在分歧，而本文认为水流功率是描述坡面土壤侵蚀动力学过程的最佳水动力学参数；细沟稳定后侵蚀速率分别与坡度和流量呈显著（<0.05）和极显著（<0.01）相关。Liu等[27]研究认为，<15°的坡面土壤溅蚀率随坡度增大而增大，本研究显示降雨-径流作用下的细沟发育阶段和细沟稳定阶段侵蚀速率均受坡度影响，可能是因为降雨作用下侵蚀泥沙量部分来源于细沟间坡面土壤的片蚀。

综上，本试验条件下水流功率是描述红壤坡面侵蚀的最佳水动力学参数。为了准确预报侵蚀速率，建立水流功率与侵蚀速率的回归方程[28]：

D=K·(ω)（6）

式中为土壤侵蚀速率，kg/(m2·s)；K为土壤可蚀性参数，s2/m2，与土壤性质有关；ω为临界水流功率，N/(m·s)。

本试验建立初始阶段和细沟发育阶段坡面土壤侵蚀速率预报模型如下：

初始阶段

=19.95×103(0.091) (2=0.83，<0.01) （7）

径流条件下的细沟发育阶段

=2.64×10–3(–0.121) (2=0.90，<0.01) （8）

降雨-径流条件下的细沟发育阶段

=3.59×10–3[–(–1.691)] (2=0.67，<0.05) （9）

由公式得侵蚀初始阶段层状面蚀、单独冲刷试验细沟侵蚀和降雨-径流作用细沟侵蚀发生的临界水流功率依次为0.091、0.121、–1.691 N/(m·s)，对应土壤可蚀性参数依次为19.95×10–3，2.64×10–3，3.59×10–3s2/m2。结果显示，坡面漫流引起的层状面蚀发生的临界水流功率小于细沟侵蚀，而其可蚀性参数则远大于细沟侵蚀，该结果与张乐涛等[19]研究结论一致，均说明了坡面发生层状面蚀的脆弱性和敏感性。降雨-径流作用下细沟侵蚀临界水流功率为负数，说明无侵蚀水流在该试验组合下也产生了侵蚀量，这是因为雨滴击溅在未发生细沟时对坡面产沙发挥重要作用，一方面雨滴击溅会增强水流紊动作用和挟沙力，另一方面雨滴直接打击坡面土壤产生的溅蚀对产沙也有一定贡献[29-30]。

3 结论与建议

本文基于室内模拟，采用降雨和径流冲刷相结合试验，研究坡度、流量和降雨因素对红壤坡面细沟侵蚀过程的影响，并阐明了侵蚀发育过程中土壤侵蚀速率与各水动力学参数关系，主要结论如下：

1）红壤坡面侵蚀过程呈现明显阶段性，试验条件下可根据坡面层状漫流是否演变为连续跌水的细状水流和侵蚀速率的稳定情况，将侵蚀划分为初始阶段、细沟发育阶段和细沟稳定阶段3个阶段。侵蚀0～3 min为层状面蚀为主的初始阶段，随后为细沟侵蚀为主的细沟发育阶段。降雨以及增加坡度和流量能加快细沟发育速度和侵蚀速率。

2）各侵蚀阶段平均侵蚀速率由大到小为初始阶段、细沟发育阶段、细沟稳定阶段。以层状面蚀为主的初始阶段侵蚀速率与各水动力学参数相关性系数大小关系为水流功率>坡度>水流剪切力>单位水流功率=流速>流量；水流功率、水流剪切力和坡度与细沟发育阶段平均侵蚀速率关系密切；细沟稳定后侵蚀速率仅与坡度和流量分别呈显著（<0.05）和极显著（<0.01）相关。

3）水流功率是描述红壤坡面侵蚀速率的最佳水动力学参数，试验条件下层状面蚀、单独径流冲刷试验细沟侵蚀和降雨-径流作用细沟侵蚀发生的临界水流功率依次为0.091、0.121、–1.691 N/(m·s)，对应土壤可蚀性参数依次为19.95×10–3、2.64×10–3、3.59×10–3s2/m2。

本文基于室内模拟降雨和径流冲刷条件下得出的以上结论，鉴于南方红壤区充沛的降雨量和良好的植被覆盖，暴雨驱动下的野外坡面土壤侵蚀过程和水动力学特征需要进一步研究。

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Rill erosion process on red soil slope under interaction of rainfall and scouring flow

Hao Haoxin1, Guo Zhonglu1※, Wang Xianzhou1, Zhan Haige1, Ma Renming2, Li Zhaoxia1, Jiang Juan3

(1.430070,; 2.110866,;3.330029,)

Soil erosion with surface runoff in red soil hilly in tropical and subtropical zones of central China cause severe soil quality degradation and environmental issues. It is driven by both rainfall and runoff flow that usually take place simultaneously during an erosion event. The objectives of this study were to determine the main process of rill erosion evolution and explore the main erosion parameters that affected the erosion rate during the process. In order to simulate the erosion process, an indoor experiment including the experimental combination of 3 slopes (5°, 8°, 12°), 2 discharges (5, 7.5 L/min) and 2 rainfall conditions (no rain and 90 mm/h rainfall intensity) was carried out on a red soil flume (3-m length and 0.5-m wide and 0.4-m height). The slit clay soil passing through a 2-cm sieve was used for the experiment. Before the experiment, the bulk density and moisture for the soil sample was controlled at 1.35 g/cm3and 30%, respectively. The staining method was utilized to measure the flow velocity; the runoff width could be measured through using a ruler at 3 positions; the sediment yield and flow rate were be deduced and calculated from the water bottle used for collecting the runoff samples at the bottom of the flume during a set time interval. A single trial persisted 50 min. The hydrodynamic parameters including shear stress, unit stream power and stream power were calculated. Results showed that: 1) The erosion of red soil slope had obvious periodic development. The initial phase of erosion processes was mainly based on the layer erosion before the first 3-min and then followed by rill erosion. Steep grade, high flow rate and rainfall condition could greatly accelerate the development of rill erosion process and largely increase the erosion rate. 2) The mean erosion rate of each erosion phase was followed by: initial phase> rill development phase> rill stabile phase. In general, the total sediment yield of each erosion phase was followed by: rill development phase> initial phase> rill stabile phase. The erosion in the rill development phase accounted for 38.43%-84.84% of the total sediment yield. The relationship between the hydraulic parameters and the erosion rate of initial phase was closer by stream power> slope> shear stress> unit stream power = flow velocity > flow rate. The mean erosion rate of rill development phase was extremely significant (<0.01) with stream power, and was significant (<0.05) with shear stress and slope, while the erosion rate of rill stable phase was just related to flow rate and slope. 3) Stream power was the optimal predictor to predict erosion rate for both layer erosion and rill erosion with a linear relationship. The critical stream power for the layer erosion, the rill erosion in the flow scouring test, and the rill erosion under the interaction of rainfall and scouring flow was 0.091, 0.121,-1.691 N/(m·s), and their corresponding erodibility was 19.95×10-3, 2.64×10-3, 3.59×10-3s2/m2, respectively. The results are valuable for agricultural water-soil engineering and controlling soil loss of red soil, and also play a significant role in improving soil erosion models.

hydrodynamics; erosion; flow rate; rainfall; scouring flow; red soil; rill

10.11975/j.issn.1002-6819.2017.08.018

S157.1；S155.2+5

A

1002-6819(2017)-08-0134-07

2016-08-30

2017-03-10

国家自然科学基金项目（41571266、41671273）

郝好鑫，男，河南新乡人，主要从事土壤侵蚀机理方面研究。武汉 华中农业大学水土保持研究中心，430070。 Email：haohaoxin1992@163.com

郭忠录，男，山西定襄人，博士，副教授，硕士生导师，主要从事水土保持与生态恢复方面研究。武汉 华中农业大学水土保持研究中心，430070。Email：zlguohzau@163.com

郝好鑫，郭忠录，王先舟，占海歌，马仁明，李朝霞，蒋 娟. 降雨和径流条件下红壤坡面细沟侵蚀过程[J]. 农业工程学报，2017，33(8)：134－140. doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2017.08.018 http://www.tcsae.org

Hao Haoxin, Guo Zhonglu, Wang Xianzhou, Zhan Haige, Ma Renming, Li Zhaoxia, Jiang Juan. Rill erosion process on red soil slope under interaction of rainfall and scouring flow[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2017, 33(8): 134－140. (in Chinese with English abstract) doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2017.08.018 http://www.tcsae.org