黄土坡面水沙过程及水流阻力变化试验研究

为明确复杂地表产流产沙规律及其与水流阻力的关系,采用间歇性人工模拟降雨实验,开展了黄土高原的裸坡、人工掏挖、鱼鳞坑、等高沟垄四种典型坡面在五场降雨条件下的水沙演化过程、阻力来源及阻力规律研究。结果表明:鱼鳞坑、人工掏挖两种措施均以降雨时间到达55 min为临界点,继续降雨则其蓄水拦沙的作用失效。各地表水流阻力均来源于降雨阻力、颗粒阻力、形态阻力的叠加。地表输沙率与水流阻力之间均表现出负相关,输沙率随水流阻力的增大而下降。鱼鳞坑、等高沟垄措施在一定的降雨历时范围内均具有显著的减流减沙效应,而较之鱼鳞坑,等高沟垄在延缓径流,控制侵蚀方面具有更好的效用。     

WEPP在黄土高原坡面径流调控中的适用性研究

针对黄土高原坡面降雨径流调控优化难以采用数学模型的情况,根据杨凌岭后降雨径流调控试验站部分降雨、产流、产沙观测资料,对WEPP 2006年坡面版应用于黄土高原坡面产流、产沙模拟计算的适用性进行了研究.结果表明:WEPP可对降雨径流调控措施下的径流量和产沙量进行模拟计算,但需对模型参数进行率定,并根据实测资料进行验证;WEPP对缓坡径流量和产沙量的模拟计算优于对陡坡的模拟计算,对裸地径流量和产沙量的模拟计算优于对径流调控措施(苜蓿地)的模拟计算,对径流量的模拟计算优于对产沙量的模拟计算.     

半干旱黄土丘陵沟壑区不同土地利用坡面的降雨侵蚀特征

为揭示半干旱黄土丘陵沟壑区不同土地利用方式的坡面侵蚀特征及水土保持效益,基于海原县树台水保试验监测站2010-2019年径流小区观测数据,分析不同雨型、坡度条件下,耕地、草地、灌木林地、乔木林地以及对照组裸坡五种土地利用坡面的径流深和土壤流失量。结果显示：不同土地利用方式的径流小区产流产沙对雨型和坡度的响应存在差异;与裸坡相比,其他土地利用方式坡面均具有较好的减水减沙效益,且减沙效益明显大于减流效益;减流减沙效益总体林地最优,草地次之,耕地最差。径流深和土壤流失量具有显著正相关,调控径流可有效控制产沙。雨强是影响坡面产流产沙最显著的降雨指标,土地利用方式是影响坡面产沙的主控因子,坡度则对产流和产沙影响相对较小。     

黄土坡面径流侵蚀泥沙的空间动态及其尺度关系

为认识近自然非治理状态下坡面系统径流侵蚀输沙的空间变化及其尺度关系,以黄土高原丘陵沟壑区团山沟集水区为例,筛选28次全坡面径流侵蚀产沙事件,选取或构建8类径流参量,建立了基于事件的尺度间的水沙关系,对径流泥沙动态进行量化描述.研究结果表明,输沙模数、平均及最大含沙量均在全坡面尺度达到最大值,变异系数则达到最小值.坡面土...     

灌木减流减沙效应及其水力学机理试验研究

利用人工模拟降雨试验,定量研究了不同降雨强度下20.陡坡面灌木的减流减沙效应,探讨了灌木保持水土作用的水力学机理.结果表明:在45、90和130 mm/h降雨强度下,灌木地坡面土壤的平均入渗率是裸地坡面入渗率的2.9 ～4.7倍;与裸地相比,灌木地径流流速减少59.4％ ～81.9％,径流量减少61.7％ ～80.6％,产沙量减少95.5％～99.3％;断面比能参数可表征为侵蚀产沙的主导因子,灌木地临界断面比能值为0.13cm,裸地临界断面比能值为0.074cm.研究结果对定量评价灌木减流减沙作用有一定的参考意义.     

黄土高塬沟壑区产沙驱动力及减沙潜力分析

20世纪70年代以来,黄河上中游绝大部分支流来沙明显减少,但泾河流域黄土高塬沟壑区的核心地区无明显减沙趋势。以地处董志塬核心区的南小河沟和砚瓦川流域为例,分析了水土流失治理前后的降雨—产沙关系,以及塬面、坡面和沟谷的产水产沙量,结果表明:塬面径流集中下沟是流域产沙的主要驱动力,尤以庄院和道路径流集中下沟为甚;在塬面面积占流域面积60%以上的完整高塬区,梯田和林草措施的减沙潜力很难超过10%;尽可能减少集中下沟的塬面径流量是遏制该区侵蚀产沙的关键。     

红壤坡面侵蚀发生的临界条件

采用可移动式降雨侵蚀槽进行放水冲刷试验,研究了红壤坡面侵蚀产沙强度与坡面径流能耗的关系,并分析得到土壤侵蚀发生的临界平均径流能耗值.研究结果表明:运用能量守恒原理得出坡面径流能耗,在4种不同坡度条件下,径流能耗越大,坡面产沙强度也越大;在径流能耗相同的情况下,坡度越大,产沙强度越大;建立坡面产沙强度(Dr)与径流能耗(△E)之间的关系,两者存在良好的线性关系:Dr=2.842 5△E-15.172,可用此进行坡面产沙强度的估算;土壤侵蚀发生存在有一定的临界径流能耗,在试验研究的范围内,可得到红壤坡面侵蚀发生临界平均径流能耗为5.34J/min.     

草被覆盖对坡面水沙关系的影响分析

研究自然修复草被坡面的侵蚀产沙过程对认识生态修复措施的减水减沙作用和黄河水沙锐减原因具有重要意义。采取野外标准径流小区冲刷模拟试验的方法,研究不同立地类型下的坡面产流产沙过程和水沙搭配关系,结果表明:1与裸坡相比,自然修复草被坡面的减水减沙效益分别达到88.0%和99.9%,人工草被坡面的减水减沙效益分别达到47%和97.6%;2自然修复草被措施对坡面水沙关系影响明显,自然修复草被小区呈现水少沙少现象,水沙搭配关系与裸坡和人工草被坡面明显不同;3对于自然修复草被来说,土壤入渗率的显著提高是其发挥减水减沙作用的重要原因。     

坡沟系统侵蚀产沙及其耦合关系研究

利用变坡度坡沟系统模型和人工模拟降雨试验,定量研究了不同降雨强度下的坡沟系统产流产沙过程,揭示了坡面沟道侵蚀产沙耦合特征。结果表明:坡沟系统累积径流量和累积产沙量与降雨时间呈显著的幂函数关系,随着降雨时间的增大而增大。梁峁坡面来水径流量与沟坡净侵蚀量之间呈幂函数关系,梁峁坡面来水含沙量与沟坡净侵蚀量之间呈反线性相关。从水力学角度对坡沟系统单位水流功率与单宽输沙率的关系进行了分析,得出试验条件下的临界单位水流功率值为0.0043m/s,输沙率随单位水流功率的增大而增大。     

红砂岩侵蚀区典型水土流失治理模式减流减沙效应

阐明小区尺度下不同水土流失治理模式的减流减沙效应,可为大尺度上的水土流失治理提供科学依据。以红砂岩侵蚀劣地为研究对象,采用野外径流小区长期定位试验的方法,分析自然降雨下典型水土流失治理模式的减流减沙效应及其对降雨要素、降雨雨型的响应规律。结果表明:试验观测期间,裸露地表径流系数为0. 66,土壤侵蚀量为0. 07 t/hm2,生态或经济开发治理后减流减沙效应均能达90%以上。地表裸露坡面产流产沙受降雨量、雨强影响显著,生态恢复模式降低了降雨要素对坡面产流产沙过程的影响,经济开发模式受降雨量影响显著。大雨强、短历时的降雨雨型是坡面产流产沙的主要雨型,对裸露坡面产流产沙的贡献将近50%,生态或经济开发治理后该雨型对产流产沙的贡献明显提高,增幅以经济开发模式大于生态恢复模式。因此,生态恢复和经济开发均是治理红砂岩水土流失的有效途径,应将生态恢复和经济开发治理相结合,使水土流失治理模式不仅具有水土保持功能,同时提升生态服务价值,促进当地的经济发展。     

基于RS和GIS的三峡库区 水土流失快速动态监测研究

以1986年和1999年三峡库区(湖北片)的TM,SPOT(全色)作为遥感解译的数据源,利用TM光谱信息丰富、SPOT影像空间分辨率高的特点,在对这两种影像作融合后再利用遥感图像处理软件ERDAS进行土地利用解译。以地理信息系统软件ArcGIS8.1作为处理平台,以1：50 000地形图作为数据源,进行扫描矢量化,生成DEM,并从中提取坡度,考虑土地利用、植被覆盖率和坡度这3个因子,利用水利部的行业标准和GIS的空间叠加分析能力,研究了三峡库区(湖北片)巴东、兴山、秭归和宜昌4县1986年和1999年水土流失的动态变化,结果表明：4县中,对水土流失起减轻作用的林地、梯田、园地面积都在增加,而坡耕地(水土流失最严重)、草地面积都在减少;各县的水土流失都有不同程度的减轻,以宜昌减轻最多,秭归、兴山和巴东居其后。     

大坝对鱼类栖息地的影响及评价方法述评

本文总结了大坝建设造成水流状态、水温、水质、底质和地形等因素的变化对鱼类栖息地造成的影响，并归纳了目前国内外对栖息地预测评价的主要方法，对每一种评价方法的特点进行了分析，最后对可采取的生态补偿措施进行了介绍。本文得到的结论为，大坝建设对鱼类的影响很大，但可以通过补偿措施加以恢复。     

浅析FDS火灾模拟与应用

FDS(Fire Dynamics Simulator)是火灾模拟中的一个重要软件。它根据建筑和火灾的特性,通过对火灾场景的模拟,以简单直观的形式动态显示出火灾发生的全过程,并在计算过程中获得较准确的火灾相关参数,如温度场分布,烟气流动及热辐射等。基于FDS软件的使用,在设定火灾发生场景时,主要包括空间尺寸的定义、网格划分、模拟时间的设定、火源设置、障碍物的设定及其边界条件等。该软件采用先进的大涡流模拟技术,在时间和空间的预测上具有二阶精度,得到众多实例的验证,在建筑结构和火灾安全工程领域应用十分广泛。     

堰塞坝及其溃决模拟研究评述

堰塞坝形成突然、危险性大,对下游人民生命财产安全、生态环境和社会经济形成巨大威胁,研究堰塞坝的溃决成灾机理与应急条件下的除险减灾方法,具有极其重要的科学价值和实际意义。结合国内外堰塞坝及其溃决相关内容的研究现状,评述了堰塞坝的形成过程和特征、溃决过程以及除险减灾等方面的研究进展,提出了未来堰塞坝及其溃决研究中需要重点关注的若干重大关键问题:1堰塞体形成过程中的土石料堆积分选机制;2强非恒定流、非均匀流下的输沙理论;3多机理耦合的溃口发展模型;4大尺度堰塞坝溃决实体模型试验;5如何降低除险减灾策略制定过程中的不确定性。     

对流域水土保持主导功能监测的认识与思考

阐述了新时代背景下我国生态文明建设对水土保持工作的新要求,并结合国家生态文明考核指标体系与水土保持目标责任制考核工作的需要,分析了水土保持功能及生态系统服务功能与水土保持之间的关系。阐述了不同水土保持类型区的主导功能与监测指标,以及基于小流域水土保持主导功能的多目标监测体系,提出了不同区域水土保持功能监测指标体系的改进思路。相关成果与结论可为推进我国生态文明新时代背景下的水土保持研究提供参考与借鉴。     

对<砂砾石地基上闸坝渗流控制原理与方法>的讨论

读了《水电站设计》13卷第 4期上刘杰同志的著文《砂砾石地基上闸坝渗流控制原理与方法》一文后 ,得到许多益处 ,对今后设计工作是有帮助的。但对文中某些分析 ,因对设计关系较大 ,现提出粗浅看法 ,讨论如下。( 1)在该文 2 1 2节的 13行中谈到“如果土层内部有可移动的细颗粒而无出口 ,最终将自行停止 ,不会给建筑物带来危害。”设有一混凝土坝或圬工坝建在与坝底基础面接触较宽的砂砾石层上 ,若受渗流作用且基础内存在有可移动的细颗粒 ,当渗流出口采用反滤层保护 ,细颗粒虽不致被带出 ,但细颗粒会向渗流出口附近逐渐集中 ,则在坝底宽基础…     

城市水保现状分析及对策探讨

阐述开拓城市水土保持工作需要怎样来认识，探讨城市水土保持中蓄积街路径流的技术措施，预测城市水土保持所带来的生态效益，以促进城市水土保持工作的开展。