不同粒径渣体对弃渣场稳定性影响研究

受堆积成分影响,弃渣场极易失稳,引发严重的生态环境问题。目前国外对弃渣场稳定性的研究主要集中在宏观参数方面,微观参数方面的研究甚少。为此,运用颗粒流、重度增加法及边坡的监测算法,对比由不同颗粒粒径组成的弃渣场在自然堆积条件下的颗粒位置、最大不平衡力及稳定安全系数,进而确定滑动面的位置及影响范围,研究不同颗粒粒径对弃渣场稳定性的影响。研究结果显示,随着颗粒粒径的增大,弃渣场边坡的滑动面逐渐变小,渣体颗粒向下滑移的速度相对更快,滑动面变浅且影响区域变小,此时弃渣场的稳定性相对较好。研究方法及成果可为弃渣场的设计、施工提供理论基础。     

黄土残塬区泻溜侵蚀土体水分物理性质研究

采用环刀法对红土泻溜侵蚀坡面0~50 cm深度和坡积物0~100 cm深度的土壤水分物理性质和贮水特征进行了对比研究,结果表明:(1)0~50 cm深度范围内,红土泻溜坡面土壤含水率、容重、总孔隙度均随土层深度的增大而增大,土层深度与土壤含水率成显著正相关关系、与土壤容重和紧实度均成极显著正相关关系,非毛管孔隙度与总孔隙度成极显著正相关关系;(2)0~100 cm深度范围内,红土泻溜坡积物的容重和孔隙度随着土层深度的增大无明显的层次变化趋势,与红土泻溜坡面相比,泻溜坡积物土体紧实度和容重显著降低,非毛管孔隙度减小,毛管孔隙度增大,而总孔隙度变化不大;(3)与同一深度(0~50 cm)的红土泻溜坡面相比,红土泻溜坡积物滞留贮水量减小了77.94%,吸持贮水量增大了28.74%,而饱和贮水量差异不大(仅增大8.28%)。     

大垌水库库区弃渣场防护设计

分析计算了大垌水库施工中永久弃碴量及弃碴场的分布情况。针对库区弃渣场在施工期可能受设防洪水影响,在运行期渣体坡面将受库水升降影响的特点,论述了库区弃渣场的防护措施及设计方案。通过对库区弃渣场采取防护措施,保证了水库安全运行。     

栖龙湾小流域坡面产流产沙特征及降雨分析

为明晰山东省栖龙湾小流域坡面产流产沙规律，选取栖龙湾小流域10个典型坡面径流监测小区的降雨、径流和泥沙等实测数据，探究不同坡度、不同水土保持措施下各小区产流产沙特征以及径流泥沙与各降雨因子的相关关系。结果表明：1）栖龙湾小流域的降雨有明显季节变化，主要集中在6～9月，侵蚀性降雨主要集中在6～8月；2）相同降雨条件下，产流产沙量为裸地最多，且随坡度的增加而增多，采取水保措施后产流产沙量为石坎梯田小区<土坎梯田小区<坡耕地；经济林<农地；3)10°小区除土坎梯田种植的杏树小区外其他3个小区径流深与降雨量、降雨侵蚀力、土壤流失量均呈显著相关；土坎梯田种植的花生小区径流深还与降雨历时存在显著相关性；土坎梯田种植的杏树小区径流深、土壤流失量与各降雨因子均无显著相关性，只有土壤流失量和径流深呈显著相关。     

模拟上方来水对工程开挖面冲刷的试验研究

工程开挖面是生产建设项目水土流失的主要来源之一,开挖面下垫面改变剧烈,产生的水土流失既有传统水土流失的共性,又有其自身的特殊性。其中有汇水影响开挖面占总开挖面数量的94%。通过人工开挖坡面小区及放水冲刷试验模拟汇水影响,研究上方来水条件下开挖面水土流失规律,以期为开挖边坡水土流失预测及防治提供理论基础和科学依据。结果显示:放水冲刷试验过程中基本没有初损历时,径流系数普遍偏大;侵蚀外营力放水流量、下垫面因素坡度、坡长等对开挖面土壤侵蚀均有重要的影响,均与单位面积土壤流失量呈极显著相关;新旧开挖面土壤流失量差异显著,其倍数与坡度呈极显著幂函数负相关关系;随放水流量增大,各小区径流量、单位面积产沙量均呈增大趋势;同一放水流量,不同坡长小区产流产沙差异不明显;同一放水流量,不同坡度小区之间单位面积产沙量差异显著,但径流量差异不明显。     

新疆KSTY水电站工程弃渣场水土保持措施浅析

根据新疆KSTY水电站工程弃渣场自然环境特点及工程特性,通过分析弃渣场水土流失的类型和危害,提出"先拦后弃"的治理原则,在堆渣前根据堆渣高度及周边环境情况,适当降低挡渣工程高度,在满足拦挡要求的前提下降低造价。弃渣坡面防护措施可与植被恢复措施相结合,放缓弃渣边坡,以达到恢复自然景观的效果,同时做好坡面排水和渣体内排水措施。实践表明,弃渣场拦挡措施效果良好,且与周边环境较协调。     

降雨条件下坡地水分转化特征实验研究

坡地水分转化规律研究对于探讨坡地水土流失以及坡地养分迁移规律具有重要意义。本文以黄绵土为试验材料，通过模拟降雨试验，研究了不同雨强条件下坡面入渗过程与产流特征。结果表明：(1)在地表坡度15°、土壤容重1.28～1.30g/cm3的条件下，坡面平均入渗率(ia)与降雨强度(iR)具有极显著的抛物线函数关系，当iR=1.35mm/min 时，ia具有最大值(1.01mm/min)；初始产流时间(tp)随iR的增大而减小，二者呈幂函数关系。(2)坡面产流以后，入渗率(i)随降雨历时(t)呈幂函数形式降低，坡面产流强度(VR)随t的延长呈对数函数形式增加。(3)随着雨强的增大降雨的入渗量略有增加，但降雨向土壤水分的转化率则显著降低。     

基于扰动分析法的弃渣场稳定影响因素敏感性分析

为识别不同因素对弃渣场稳定性的影响程度，本文以百色水库灌区工程典型弃渣场设计情况为基准，基于扰动分析法分析评价挡渣墙尺寸、堆渣坡比、堆渣高度、渣土内摩擦角等4个因素对弃渣场抗滑稳定安全系数（K1）、挡渣墙基底抗滑稳定安全系数（K2）的敏感性。结果表明，堆渣坡比对K1、K2比较敏感，渣土内摩擦角对K1比较敏感、对K2特别敏感，挡墙尺寸及堆渣高度对K1、K2不敏感。研究结果可为弃渣场设计及施工提供参考，从而提高弃渣场稳定性。     

大牛岭科技示范园区不同作物措施坡面产流产沙分析

以大牛岭科技示范园区2013-2020年自然降雨径流泥沙观测数据为依据,利用随机森林算法分析了不同作物措施坡面产流产沙特征以及水沙与降雨因子之间的关系。结果显示,土壤流失量、径流量随不同场次降雨的变化规律基本相同,红薯措施的土壤流失量及产流量最小,花生措施较大;A型降雨对产流产沙的影响最大,其次为C型,B型降雨影响最小;I30、PI60、PI、降雨量对土壤流失量产生影响,产流产沙受I60的影响偏低,产流受降雨量的影响最高;土壤流失量与径流深存在显著线性相关性,土壤流失量增速为白蜡树<大豆<李子树<红薯<核桃树<花生。研究成果可为辽阳地区生态文明建设、水土保持规划和低山丘陵区坡面侵蚀预测提供科学指导。     

工程堆积体坡面细沟流水力学参数特性研究

为采用水力学参数特性揭示黄土高原沟壑区工程堆积体坡面土壤侵蚀过程,开展了野外放水冲刷试验。通过组合不同流量(35、45、55L/min)、不同坡度(24°、28°、32°)的试验,对坡面沟蚀发生发展过程中的水力学参数特性进行了研究。结果表明,坡面细沟水流的平均流速与水深主要受流量控制,二者均与单宽流量呈幂函数关系,且流速随冲刷时间的持续和冲刷形态的变化呈现上下起伏—瞬时增大—稳定的波动或减小—趋于稳定的变化历程。在所有坡度和流量范围内,雷诺数Re在42.9~1 082.8之间变化,雷诺数Re随坡度的增大呈先减小后增大的抛物线趋势。由坡面流弗劳德数Fr随冲刷历时变化情况表明,坡面径流形态是由急流向缓流发展。阻力系数f在0.019~0.94之间变化,f随坡度的增加先减小后增加,且随雷诺数Re的增大而增大,二者之间呈显著的指数函数关系。粗糙系数n随雷诺数增大而增大,且其与雷诺数存在显著性的指数函数关系。研究结果可为工程堆积体土壤侵蚀预报模型的建立提供一定的参数,对解决生产建设项目弃土弃渣场、取土场等水土流失问题具有重要的作用。     

凤冈县河头水库弃渣场水土保持设计

通过对河头水库弃渣场周边水文、地质、气候以及弃渣场现状等重点分析,进行水土保持措施总体布置设计,并且对主要采用的浆砌石挡渣墙、三维土工网垫、周边截排水工程以及后期覆土整治进行典型设计。典型设计浆砌石挡渣墙保障弃渣场堆渣稳定,三维土工网垫用于渣面边坡防护,弃渣场周边截排水工程有效截排上游来水,渣面覆耕植土撒播绿肥植物,最终通过拦挡措施、截排水沟措施、坡面防护措施、覆土整治措施将水库弃渣场整治为耕地,实现工程建设耕地占补平衡。     

引江济淮工程(安徽段)大型弃渣场堆置要素设计

弃渣场是水土保持设计中应关注的重点区域,其堆置要素设计是保障弃渣场安全稳定及防护措施经济合理的关键环节。本文以引江济淮工程(安徽段)JHGT-QT-1~#及2~#两个大型弃渣场为例,对弃渣场各堆置要素设计时应综合考虑的因素进行分析,其中渣场最大堆高除满足相关规范的规定外,还应结合复垦及相关规划要求综合确定。堆渣体稳定计算结果对确定台阶高度、平台宽度以及渣体坡比影响较大。     

降雨条件下水电站弃渣场边坡渗流特性及其稳定性分析

降雨条件下水电站弃渣场边坡稳定性是工程设计人员重点关注的问题。为研究降雨条件下水电站弃渣场饱和-非饱和渗流特性及其边坡稳定性,文中利用SEEP/W与SLOPE/W模块进行耦合计算,采用非饱和渗流分析方法对降雨条件下桐子林水电站弃渣场边坡稳定性进行研究分析。数值模拟结果表明:降雨条件下,渣体内部含水率不断增加,孔隙水压力逐渐增大,随着降雨的持续,渣体表面部分区域会形成暂态饱和区,在坡体表面形成正的暂态水压力,孔隙水压力变为正值;降雨入渗导致渣体基质吸力减小,渣体抗剪强度参数不断降低,渣体边坡安全系数不断减小,边坡稳定性下降,雨停之后边坡安全系数趋于稳定;采用参数折减法计算暴雨工况得到的渣体边坡稳定系数偏小,结果相对偏于保守。     

雨强及坡度对黄土区草地坡面水流流速的影响

黄土区草被覆盖下的坡面水流流速特征研究对于深刻认识该区草地坡面侵蚀动力和科学决策该区水土保持与生态建设具有重要意义。采用草地小区人工模拟降雨试验方法,对黄土区草地坡面水流流速随雨强及坡度的变化特征进行研究,结果表明:(1)在5个不同雨强及5个不同坡度下,草地坡面流速随降雨历时变化均表现为产流初期流速快速增大,持续一段时间之后转为缓慢增大或保持稳定,且可用幂函数描述;(2)草地坡面次降雨产流平均流速分别随单一因子雨强、坡度的增大而增大,且皆可用对数函数描述;(3)草地坡面次降雨产流平均流速随雨强及坡度复合因子的变化可用二元对数函数描述,试验条件下坡度对草地坡面水流平均流速的影响大于雨强的影响。     

Autodesk Civil 3D在大型弃渣场规划设计中的模拟研究

为解决新疆某水利工程渣料量大,场地紧张的弃渣场规划问题;本文利用Autodesk Civil 3D软件中曲面、放坡、路线、纵断面和道路等功能,快速实现了渣场梯级堆置和台阶坡面布设"之"字道路的设计理念.结果表明,Autodesk Civil 3D可以高效准确地完成大型弃渣场三维动态堆渣体和内部道路模型建立,并复核计算渣...     

神府煤田弃土弃渣堆积体径流侵蚀特征

为研究神府煤田弃土弃渣堆积体径流产沙规律,采用野外模拟降雨试验的方法研究了不同降雨强度条件下偏石质弃渣体(Ⅰ)、偏土质弃渣体(Ⅱ)及弃土体(Ⅲ)径流侵蚀特征。结果表明:(1)Ⅰ和Ⅱ弃渣体砾石含量分别为69.33%和45.06%,颗粒级配良好,而弃土体颗粒级配不良,以沙粒为主(90.31%);(2)雨强为1.0 mm/min时Ⅰ弃渣体和弃土体径流为层流,其余条件下各堆积体径流均为紊流,各堆积体坡面径流率、雷诺数和单位径流功率均与雨强成显著递增的线性或幂函数关系;(3)Ⅰ和Ⅱ弃渣体侵蚀速率随降雨时间以峰谷交替式的趋势下降至稳定,弃土体则呈增大—减小—稳定的变化趋势,Ⅱ弃渣体侵蚀波动性最强,侵蚀速率最大,Ⅰ弃渣体和弃土体侵蚀速率与雨强和径流率均成显著的指数关系;(4)Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ堆积体土壤可蚀性分别为40.713、379.77、93.355 g/m~3,发生侵蚀的临界单位径流功率分别为4.61×10~(-3)、6.26×10~(-3)、5.94×10~(-3)m/s。     

生态修复铁矸石山土壤物理性质变化研究

文章以鞍山矿区自然植被恢复条件下的铁矿矸石山为研究对象,通过野外调查、实地观测和室内分析测定,研究了铁矿矸石山土壤物理特征.研究表明:土壤容重随着废弃年限的增加而减小,废弃同期的阳坡由于风化滞后,其土壤容重大于阴坡.土壤自然含水量、饱和含水量、毛管持水量、田间持水量、总孔隙度、毛管孔隙度随废弃年限的增加呈同步增长的态势...     

水利施工中弃渣场水土保持措施分析

水利工程在施工建设过程中,会产生弃渣,随着弃渣量的增加会形成弃渣场。弃渣场存在着一些危害,如引起水土流失,不利于农田耕种等,因此要对弃渣场进行水土保持,尽量恢复耕地以补偿工程淹没和损毁的农田,以使工程建设对项目区生态环境的影响降到最低。文章分析了弃渣场的危害,弃渣场进行水土保持的原则,并针对性提出对弃渣场进行水土保持的措施,主要从工程措施和植被措施二个方面进行阐述的。     

水电建设项目弃渣场生态修复技术应用

弃渣场是水电建设项目生态修复的重点,本文从设计方法和工程应用方面对弃渣场渣脚、坡面和渣顶生态修复技术进行了归纳总结,指出了各项生态修复技术的特点和适用范围,并结合工程实例进行了分析,对开展弃渣场防护措施设计、指导项目水土保持施工具有积极的作用。     

喀斯特地区不同林型土壤持水性分析

森林是陆地上重要的生态系统类型,虽然喀斯特森林的面积相对较小,但其土壤的涵养水源功能对喀斯特地区水土保持和生态恢复仍具有重要意义。研究以贵州典型喀斯特林地为例,采用野外定点采样结合室内实验的方法,对不同林型下土壤的物理特性和持水特征进行分析。结果表明,喀斯特林地内土壤容重随着土层深度的增加而增大,而土壤的孔隙度随着土层深度的增加而减小。同为石灰土情况下,土壤容重的均值大小为针叶林阔叶林混交林,有效持水量的大小为阔叶林混交林针叶林。黄壤针叶林土壤容重小于石灰土针叶林,两种林型土壤孔隙度差异不明显。除毛管持水量外,其它持水能力指标黄壤针叶林均略大于石灰土针叶林。喀斯特林地土壤饱和的含水量很大程度取决于土壤容重,毛管孔隙度对饱和的含水量的影响并不显著。