三种土壤质地工程堆积体坡面流速及产沙特征

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(1.长江科学院 水土保持研究所，武汉 430010； 2.中国科学院水利部水土保持研究所，陕西 杨凌 712100；3.中国科学院大学，北京 100049； 4.西北农林科技大学 水土保持研究所黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室，陕西 杨凌 712100； 5.榆林学院 陕西省陕北矿区生态修复重点实验室，陕西 榆林 719000)

1 研究背景

生产建设项目造成的堆积体是在施工过程中扰动原地表，破坏土层结构，加之砾石等杂物的混合而形成的松散堆积坡面，是现阶段新增土壤侵蚀的一个重要来源[1-2]。砾石的存在，不仅破坏土壤的稳定结构，同时造成堆积体混合介质理化性质发生改变，进一步影响侵蚀过程[3]。

目前，国内外学者针对土石混合介质的入渗规律展开研究：倪含斌等[4]、郭朝旭[5]采用人工降雨试验研究堆积体的入渗规律，表明新的堆积体入渗率显著高于原状土，降雨进程可分为降雨入渗—渗透产流—渗流快速增长—最终稳定阶段；周蓓蓓等[6]、王慧芳等[7]研究含砾石土壤及矿区料浆石、煤矸石等混合介质的入渗特性，结果表明砾石种类及粒径大小差异导致土石混合介质的入渗过程发生改变；符素华[8]总结了国内外土壤中砾石对土壤特性、水力传导率及入渗的影响，结果表明砾石通过影响容重和含水量等特性进而对入渗产生影响，入渗量与砾石质量分数的相关性取决于土壤质地、砾石在土壤中的位置及砾石附近的土壤孔隙类型等。堆积体中的砾石会增大坡面粗糙度，水流流态变缓，流速减小[9-10]。

生产建设项目工程堆积体由于其特性不仅导致在降雨过程中的入渗产流发生改变，也进一步改变了侵蚀特性：朱波等[11]研究指出，紫色土丘陵区生产项目建设过程中大量扰动地表、损坏水保设施、边坡开挖、弃土堆积松散，未采取防护措施，侵蚀模数可高达13 895～52 400 t/(km2·a)，是原草坡地的19～142倍；崔斌等[12]、宓永宁等[13]采用室内人工模拟降雨研究了工程弃土的产流产沙过程，表明产沙量随细度模数的增加而减少，但对径流量影响较小；张婧媛等[14]采用人工模拟降雨研究黄土和紫色土在相同下垫面条件下的侵蚀过程，结果表明黄土坡面侵蚀量大于紫色土，抗冲性试验得出紫色土抗冲系数是黄土的3.1倍，黄土随产流持续出现侵蚀纹沟，股流形成导致侵蚀量增加；史东梅等[15]采用土工试验方法及野外实地放水冲刷法研究房地产建设地基开挖的黄沙壤及紫色土弃土弃渣的侵蚀特征，结果表明堆积体边坡沟壁崩塌脱落是导致产沙率波动的重要原因。

而针对砾石覆盖对侵蚀量的影响也有系列研究：Poesen等[16]认为碎石覆盖使得集中水流的侵蚀速率以指数函数形式减少；王小燕等[17]总结已有研究认为，表土砾石覆盖能抑制细沟形成，增加细沟糙度，降低细沟径流速率及其侵蚀速率，且现有的土壤侵蚀模型RUSLE(Revised Universal Soil Loss Equation)、WEPP(Water Erosion Prediction Project)、EUORSEM(European Soil Erosion Model)等在对含砾石土壤流失量预测时均需对相关参数进行修正；研究也表明工程建设造成的堆积体、开挖面等容易受降雨及砾石等因素影响[18-22]。

综上，目前针对含砾石工程堆积体的水土流失规律已有一定研究，并取得了较多的成果。但针对不同地域不同土壤质地堆积体在相同条件下的流速和产沙差异特征对比研究仍鲜有报道。本文采用人工模拟降雨试验方法，研究3种土壤质地堆积体的侵蚀特性，以期拓展土壤侵蚀研究范畴，深化研究内容。同时也可为后期建立我国不同地区生产建设项目工程堆积体的预测模型提供基础数据。

2 材料与方法

2.1 野外调查的统计结果

我国生产建设项目分布范围广泛，采用室内模拟降雨试验能有效比较不同土壤质地堆积体水土流失规律。室内概化工程堆积体是在野外实地调查了368座生产建设项目工程堆积体基础上进行的。统计分析野外实际记录堆积体的坡长、坡度、砾石质量分数等指标，统计分析数据显示堆积体坡度主要分布在15°～40°，坡长以中短坡为主，分散在堆积体坡面砾石粒径多在10～36 mm，砾石质量分数<40%的占调查总数的90%以上[23]。鉴于野外工程堆积体实际及室内模拟降雨试验条件，本试验设置径流小区规格为斜坡长5 m、坡度25°。

2.2 试验设计

本试验研究经人为扰动影响较大的砂土、壤土及黏土3种土质工程堆积体，其中：砂土采自陕西省榆林市靖边县境内，属于典型风沙土分布区，土壤质地较轻，粉砂粒含量较多；壤土取自陕西杨凌的非耕层成土母质；黏土取自江西省南昌市新建县，为典型红壤。试验用土经6 mm筛网筛分剔除杂质后平铺室外自然风干，测定颗粒组成及有机质含量，装填前通过洒水控制土壤水分质量分数10%。试验土壤颗粒组成及有机碳含量见表1。

表1 土壤颗粒粒径组成及有机碳含量

以野外实际工程堆积体中坡面上分布粒径的尺寸为依据，将粒径划分为3级，按粒径<14 mm(小)、[14 ,25)mm(中)、[25,50)mm(大)划分，小、中、大砾石，按质量比3∶5∶2进行配置，形成砾石质量占土石总质量百分比分别为0，10%，20%，30%的不同试验堆积体。砾石为工程常用的机械粉碎的破口石。

基于对3种土壤质地区域多年降雨气象资料的调查，统计发生暴雨时出现频率较高的30 min雨强作为本试验雨强设计依据，取整后最终设计雨强为1.0，1.5，2.0 mm/min 3种。

2.3 降雨试验布置

试验所用钢槽可通过液压系统调整坡度，钢槽尺寸5 m×1 m×0.5 m(长×宽×高)，共计填土0.45 m。将风干筛选后的土壤与配比好的砾石人工搅拌3～4次均匀混合，用传送带向土槽内运装均匀混合后的土石体。为模拟天然降雨入渗过程，槽底铺设天然砂并用纱布隔开。为防止降雨中发生滑塌，供试土石体分下层、中层、上层分别填装，层厚分别为20,15,10 cm。中层和下层试样密度控制在1.3 g/cm3以上，并分层夯实，上层10 cm不夯实只平整，放置24 h自然沉降后试验。测算得到砂土、壤土和黏土堆积体随砾石质量分数增大的容重变化范围分别为1.30～1.42，1.21～1.34，1.24～1.41 g/cm3，标准差变化范围分别为0.02～0.05，0.02～0.06，0.01～0.07 g/cm3。平均含水率质量分数均值分别为8.58%，10.45%，9.07%，标准差分别为1.90%，1.53%，1.30%。

试验在中国科学院水利部水土保持研究所人工模拟降雨大厅开展，降雨高度16 m，雨强变化范围为0.50～5.83 mm/min，降雨均匀度>80%。以梅花桩法布设率定雨强，在试验槽4个角落分别布设1个雨量筒，测定单位时间单位面积的降雨量，多次率定的平均值作为整个断面平均雨强，误差控制在5%内。径流泥沙样接取次序为产流开始后3 min内每1 min各接1个，3 min后每隔3 min重复1次上述过程。根据暴雨历时短特点设计总产流时间为45 min。在距土槽底部4.5,3.0,1.5 m处分别布设3个长度为1.5 m的观测断面，用于测定流速、流深和流宽等，测定时间与接取径流泥沙样同步进行。其中流速算法是在3个观测断面采用高锰酸钾溶液及电子秒表测定通过1.5 m断面所需的时间，计算得到的各观测断面最大流速，3个断面最大流速的平均值乘以系数0.75得到最终平均流速[24]。产沙率、径流率通过每一场降雨采集17个径流样和泥沙样获取，烘干法测定泥沙干质量，每一场降雨的径流量、侵蚀量通过收集降雨过程中各样品累积计算而得。

图1 3种土壤质地工程堆积体流速随产流历时的变化

3 结果与分析

3.1 不同土壤质地堆积体侵蚀过程流速特征

图1为不同砾石质量分数的3种工程堆积体在雨强1.0～2.0 mm/min下流速随产流历时变化。3种土壤质地堆积体流速随产流历时总体呈现“递增—稳定”的变化趋势，仅砂土在雨强为1.0 mm/min时的转折点在产流后15 min左右，其余各场次降雨下流速变化转折点大致都在产流开始后3 min左右。降雨初期，堆积体表面干燥，降雨主要消耗于入渗，随时间延长，入渗率减少，坡面径流增大，进而导致流速变大。砂土堆积体在雨强1.0，1.5，2.0 mm/min时所对应的平均流速分别为0.08，0.11，0.12 m/s，流速随雨强增大呈现线性递增关系，纯土体(砾石质量占土石总质量百分比为0)的流速在雨强为1.5 mm/min时，在产流27 min后迅速递增，导致最终的平均流速增大；壤土堆积体过程平均流速分别为0.07，0.10，0.14 m/s，随雨强增大，波动愈加显著；黏土堆积体过程平均流速分别为0.07，0.08，0.11 m/s。砂土、壤土和黏土堆积体产流3 min后平均流速分别是前3 min的1.5倍、1.4倍和1.5倍。砂土、黏土堆积体平均流速表现为砾石质量分数30%时最大，砾石质量分数10%时最小，变化范围分别为0.08～0.10 m/s和0.07～0.10 m/s；壤土堆积体表现为砾石质量分数10%时最大，砾石质量分数30%时最小，变化范围为0.08～0.13 m/s。砾石质量分数对壤土堆积体平均流速影响最明显。

由图1还可看出，雨强1.0 mm/min时，砾石质量分数对流速影响在黏土堆积体较壤土及砂土堆积体显著。相同条件下，砂土堆积体平均流速是0.08 m/s，壤土及黏土堆积体均为0.07 m/s；在雨强1.5 mm/min时，流速随产流历时发生显著波动，且不同砾石质量分数间流速差异性较明显，相同条件下，砂土堆积体平均流速分别是壤土和黏土的1.1倍和1.4倍；在雨强2.0 mm/min时，壤土堆积体流速降雨过程波动显著，且平均流速表现为壤土>黏土>砂土，前者分别是后两者的1.3倍和1.4倍。经过计算，砂土、壤土及黏土堆积体产流过程的各流速与雨强、产流历时均呈显著相关，3种堆积体流速与雨强相关系数分别为0.558，0.911,0.709(P<0.01)，流速与产流历时相关系数分别为0.676，0.344，0.574(P<0.05)。平均流速可用雨强、产流历时的幂函数表达，即

V=aIbTc。

(1)

式中：a,b,c均为系数；V为平均流速；I为雨强；T为产流历时。

式(1)中对于砂土堆积体，a，b，c分别为0.053，0.151，0.423；对于壤土堆积体，a，b，c分别为0.053，0.098，1.013；对于黏土堆积体，a，b，c分别为0.043，0.155，0.638，决定系数分别为0.814，0.953，0.899。

3.2 不同土壤质地堆积体累积产沙特征

随着降雨强度增大堆积体侵蚀过程的产沙波动性增强，但降雨过程的总体趋势保持一致。以降雨强度1.0 mm/min下的累积产沙量为例，分析不同土质及砾石质量分数下堆积体的侵蚀规律，见图2。

图2 3种土壤质地工程堆积体累积产沙量随产流历时变化

砂土堆积体累积产沙量随产流历时持续递增，且幅度增大，表现为趋势线的斜率逐渐增大，且含砾石堆积体斜率递增幅度远大于纯土堆积体；而壤土堆积体及黏土堆积体的累积产沙量在产流初期快速递增，随后递增趋势减少，其转折点分别在产流后6 min和18 min，与快速入渗阶段和稳定入渗阶段分割点一致，说明径流是造成产沙的主要因素。

砂土堆积体随砾石质量分数10%递增至30%在产流21 min后的累计产沙量分别为4.11，2.80，2.48 kg/m2，分别占次降雨总产沙量的95.6%，86.8%，92.5%，而纯土堆积体占次降雨总产沙量的52.3%，表明含砾石砂土堆积体侵蚀主要发生在侵蚀的中后期，纯土的侵蚀速率在整个侵蚀过程较稳定。壤土和黏土堆积体0%，10%，20%和30%产流21 min后产沙累计量分别占次降雨总产沙量的33.5%，29.6%，39.7%，44.9%和50.0%，42.1%，45.8%，49.6%，即壤土堆积体的侵蚀主要发生在产流的前期和中期，而黏土堆积体的侵蚀发生在整个产流过程。

表2 土壤入渗-径流-产沙特性与产流历时、雨强、砾石质量分数及其交互项相关性分析

注：*是指显著性水平0.05(双侧)上显著相关；**是指显著性水平0.01(双侧)上显著相关，下同；T×I为产流历时和雨强的交互项；T×Di为产流历时和砾石质量分数的交互项；I×Di为雨强和砾石质量分数的交互项；T×I×Di为产流历时、雨强和砾石质量分数的交互项。

砾石对不同土质堆积体的影响规律不同，砂土堆积体和黏土堆积体中砾石存在增加次降雨侵蚀量且在黏土堆积体表现更为显著，而壤土堆积体中砾石显著降低次降雨侵蚀量。壤土和黏土堆积体随砾石质量分数增大，侵蚀量递减，砾石质量分数10%的次降雨侵蚀量分别为0.43，0.89 kg/m2，是砾石质量分数30%的1.1倍和1.3倍。对比分析不同土质对堆积体侵蚀影响表明总体上砂土堆积体侵蚀量最大，壤土堆积体最小，黏土堆积体居中，且含砾石堆积体较纯土堆积体差异更显著，砂土含砾石堆积体次降雨侵蚀量是黏土堆积体的3.5～4.8倍，是壤土堆积体的6.8～9.9倍。

3.3 不同土壤质地堆积体入渗-产流-产沙相关性分析

分析3种土壤质地工程堆积体在不同雨强不同砾石质量分数采集计算得到的204个径流泥沙样本与影响因素间的相关性，结果见表2。

相关分析表明，产流历时与3种土壤质地工程堆积体的径流率、流速、入渗率及产沙率均呈显著相关关系。产流历时对入渗率均呈负相关，即随产流历时增大，入渗率呈递减关系；产流历时对砂土产沙率呈正相关，随产流时间推移，砂土产沙率增大，而壤土及黏土产沙率递减，与前述结果一致。雨强对各侵蚀过程参数呈显著正相关。产流历时与雨强的交互项、产流历时、雨强及砾石质量分数交互项对径流率、流速和入渗率影响显著，仅对砂土产沙率影响较显著。产流历时与砾石质量分数的交互项、雨强与砾石质量分数的交互项对各参数均显著相关，进一步说明砾石质量分数对降雨过程的产流产沙特性作用受雨强及产流历时等其他因素的影响。

径流率对3种土壤质地的流速及产沙率呈显著正相关关系，对砂土堆积体入渗率呈负相关影响。流速与产沙率呈正相关关系，与砂土及黏土的入渗率呈负相关关系。入渗率与砂土产沙率呈负相关关系，与壤土及黏土产沙率呈正相关关系。

在整个降雨过程中，满足下垫面入渗条件下，形成的坡面径流不仅对流速、侵蚀、输移等过程产生影响，同时也是计算侵蚀水力学的基础数据。因此，分析堆积体的径流特征具有重要意义。采用人工模拟降雨研究堆积体入渗，是通过降雨量与径流量之差推求而得[19,25-26]，侵蚀过程径流率变化趋势与入渗率呈反向规律。3种雨强下总体表现为砂土堆积体径流率随产流历时呈持续递增趋势，壤土及黏土堆积体呈“先递增后稳定”变化。回归分析可知，径流率与产流历时、雨强间可用二元一次函数表示：

R1=0.070T+3.350I-3.037，R2=0.632，

F=172.948，n=204，P<0.001 。

(2)

R2=0.026T+3.526I-1.115，R2=0.883，

F=759.500，n=204，P<0.001 。

(3)

R3=0.042T+3.279I-1.057，R2=0.836，

F=511.109，n=204，P<0.001 。

(4)

式中：R1,R2,R3为砂土、壤土、黏土工程堆积体径流率(mm/min)；T为产流历时(min)；I为雨强，取值分别为1.0，1.5，2.0 mm/min；n为样本数；F为检验值；R2为决定系数，下同。

砾石质量分数对产沙的作用还受雨强的影响，分析次降雨的平均产沙率与雨强及砾石质量分数关系，具体表达式如下:

E1=75.346I2.584(1-Di)2.215，R2=0.904，

n=12 。

(5)

E2=16.262I2.836(1-Di)3.820，R2=0.971，

n=12 。

(6)

E3=22.079I2.708(1-Di)1.172，R2=0.932，

n=12 。

(7)

式中：E1,E2,E3为砂土、壤土、黏土工程堆积体平均产沙率(g/( m2·min))；砾石质量分数Di取值为0，10%，20%，30%。

坡面侵蚀一方面来自于雨滴对下垫面的击溅造成土壤颗粒发生位移，另一方面来自于径流对下垫面产生剥蚀作用，附着于表层颗粒随径流流出小区造成侵蚀。平均产沙率、平均流速与平均径流率的相关性分析结果见表3。3种土壤质地工程堆积体的平均径流率与平均流速呈显著正相关关系，与壤土及黏土的平均产沙率显著相关。

表3 平均产沙率、平均流速与平均径流率的相关性分析

3.4 不同土壤质地堆积体侵蚀量差异

图3为3种雨强下不同土壤质地工程堆积体次降雨侵蚀量随砾石质量分数变化。

(1)雨强为1.0 mm/min时，砂土及黏土堆积体次降雨侵蚀量表现为纯土体小于含砾石堆积体，后随砾石质量分数增大，侵蚀量递减。壤土堆积体次降雨侵蚀量总体表现为纯土体大于含砾石堆积体，侵蚀量随砾石质量分数增大而减少。砂土及黏土纯土堆积体较含砾石堆积体侵蚀量分别减少78.9%～86.9%和15.8%～34.7%，砾石质量分数为30%的砂土及黏土堆积体侵蚀量分别较10%堆积体减少37.7%和22.4%。壤土纯土堆积体侵蚀量是含砾石堆积体的1.1～1.2倍。

(2)雨强为1.5 mm/min时，3种土壤质地堆积体的侵蚀量均表现为纯土体大于含砾石堆积体，砂土砾石质量分数为0%堆积体侵蚀量是含砾石的2.0～2.9倍，壤土为1.4～2.6倍，黏土是1.1～1.4倍，但随砾石质量分数继续增大，侵蚀量变化规律不显著；对于砂土、黏土堆积体，表现为砾石质量分数30%、20%、10%的侵蚀量依次减小，而壤土堆积体，呈砾石质量分数20%、10%、30%的侵蚀量依次减小。

(3)雨强为2.0 mm/min时，3种土壤质地堆积体侵蚀量均表现为砾石质量分数越大，侵蚀量越小。砂土、壤土和黏土纯土堆积体的侵蚀量分别是含砾石堆积体的1.3～2.8倍、1.8～6.8倍和1.1～1.9倍。随雨强增大，砾石对侵蚀量的影响更加显著。相同砾石质量分数下，雨强增加1.5～2.0倍，3种土壤质地堆积体侵蚀量随之增大1.2～39.8倍。

图3 不同雨强下工程堆积体侵蚀量随砾石质量分数变化特征

3种雨强下，次降雨侵蚀量均表现为砂土>黏土>壤土。相同雨强下，砂土堆积体侵蚀量是壤土的6.0～6.3倍，是黏土的3.2～3.5倍；相同砾石质量分数下，砂土堆积体侵蚀量分别是壤土的5.0～9.8倍，是黏土的2.7～3.8倍。相关分析可知，砂土、壤土、黏土堆积体侵蚀量与雨强的相关性显著，相关系数分别为0.813，0.670和0.885，显著性P<0.05。相同雨强下，砂土、壤土、黏土堆积体侵蚀量与砾石质量分数的相关性显著，相关系数分别为0.978，0.979，0.953(P<0.05)。

4 讨 论

生产建设项目工程堆积体由于堆积物质组成复杂，包括了土壤和砾石，且由于砾石在坡面分布位置、粒径大小、砾石质量分数等的不同，进而造成侵蚀过程差异[3,27]。本试验只研究了土石均匀混合、砾石粒径<50 mm、砾石为机械碎石，因此，本文所得结论是在以上特定条件下得出的。

本试验砂土堆积体产沙高峰期在产流后期，且总体表现为纯土侵蚀量高于含砾石堆积体，与朱元骏等[19]认为产沙高峰期均出现在降雨初期 0～ 20 min，10 %碎石含量的土壤侵蚀含沙率一直保持稳定较低水平有差异，造成上述差异可能原因是土壤质地不同，土壤与砾石的交互作用也各不相同，同时试验用的砾石粒径差异及试验槽规格大小也都不同，均可能造成试验结果的差异性。史冬梅等[15]采用野外放水试验研究认为紫色土的径流流速表现为偏土质大于土石质，即认为砾石阻碍径流流动，本试验结果表明砂土、黏土堆积体砾石质量分数30%的平均流速最大，砾石质量分数10%最小，壤土堆积体相反，造成结果有一定差异性是土石质量混合比例不一致，且降雨试验包括了雨滴的击溅侵蚀与径流冲刷过程，而放水冲刷不存在实际应包含的降雨前期的雨滴对下垫面作用，同时不同的试验条件及对象也都会对试验结果产生影响；放水流量越大，产沙率波动越显著，主要是发生细沟侵蚀造成的，与本试验得出的产沙率在大雨强下波动显著结论相近，大雨强下坡面侵蚀进一步发育为细沟侵蚀，加之沟壁坍塌造成产沙率波动明显。Peng 等[28]研究也表明了细沟沟壁在重力作用下的坍塌是造成降雨过程产沙率呈波动变化的主要原因，且砾石起到抑制堆积体侵蚀，与本试验小雨强下壤土堆积体研究结果相近，但与砂土及黏土的研究结果有差异，造成差异的原因包括雨强、土壤质地不同等。李君兰等[29]室内模拟降雨研究了坡面流速与含沙量关系，分析认为坡面径流能量分配为自身流动所需能量、剥蚀土壤消耗能量以及携带搬运土壤所需能量，输沙能力超过一定长度(5 m)后，径流不再以剥蚀为主，而是剥蚀与沉积交替进行，本文试验表明3种土壤质地堆积体的坡面流速与产沙率均呈显著正相关关系，即从坡顶至坡底，径流汇集导致流速增大，径流能量一部分用于输移泥沙，另一部分继续剥蚀土壤，进而导致产沙率递增，与李君兰等研究结果一致。

5 结 论

通过室内人工模拟降雨试验，研究了砂土、壤土及黏土堆积体流速及产沙特征，主要结论包括：

(1)三种土壤质地堆积体流速随产流历时总体呈现“递增—稳定”的变化趋势，且转折点在产流开始后3 min左右，稳定后的平均流速是前期的1.4～1.5倍。壤土及黏土堆积体平均流速随雨强增大而递增。砂土、黏土堆积体平均流速表现为砾石质量分数30%时最大，砾石质量分数10%时最小，而壤土呈相反规律。平均流速可用雨强、产流历时的幂函数表达。

(2)在雨强为1.0 mm/min时，砂土堆积体侵蚀主要发生在产流的中后期，壤土堆积体的侵蚀主要发生在产流的前期和中期，而黏土堆积体的侵蚀发生在整个产流过程，砂土、壤土和黏土堆积体21 min后累计产沙量占次降雨总产沙量分别为52.3%～95.6%、29.6%～44.9%和42.1%～50.0%。砾石增大了砂土和黏土堆积体次降雨侵蚀量且在黏土堆积体表现更为显著，而壤土堆积体中砾石显著降低次降雨侵蚀量。产流历时、雨强、雨强及砾石质量分数交互项对径流率、流速、入渗率及产沙率均显著相关。径流率对3种土壤质地堆积体的流速及产沙率呈显著正相关关系。径流率与产流历时、雨强间可用二元一次函数表示。

(3)雨强1.0 mm/min时，砾石存在增加砂土堆积体侵蚀量，但对壤土和黏土堆积体起抑制作用。雨强1.5和2.0 mm/min时，砾石均能显著减少3种土壤质地堆积体次降雨侵蚀量。雨强增加1.5～2.0倍，3种土壤质地堆积体侵蚀量增大1.2～39.8倍。次降雨侵蚀量均表现为砂土>黏土>壤土。相同雨强下，砂土堆积体侵蚀量是壤土的6.0～6.3倍，是黏土的3.2～3.5倍；相同砾石质量分数下，砂土堆积体侵蚀量分别是壤土的5.0～9.8倍，是黏土的2.7～3.8倍。