边坡降雨入渗与坡面径流影响因素敏感性分析

影响边坡降雨入渗的因素很多,如雨强、土体渗透性、土体初始含水率、坡度、坡面糙率等。以非饱和降雨入渗与坡面径流有限元耦合模型为计算方法,应用正交试验设计数值试验,从坡面产流时间tp、坡脚径流水深h、坡体入渗量Q和入渗量与降雨量之比C的角度,对上述五种影响因素进行敏感性分析。结果表明,影响tp的主要因素是雨强、土体渗透性;影响h的主要因素依次是雨强、坡面糙率、土体渗透性;对Q影响较大的因素依次是土体渗透性、雨强、初始含水率;对C有较大影响的依次是土体渗透性、雨强、初始体积含水率。     

降雨条件下露天矿井坡面径流入渗综合系数探讨

弄清降雨条件下地下工程的坡面径流入渗综合系数,对于有针对性制定地下工程防洪排水对策具有重要意义。利用某矿井长期大量地下水实测数据,采用流量过程线法,探讨了降雨条件下该露天矿井坡面径流入渗综合系数变化规律,分析了其动态变化机制。研究表明,一次降雨过程径流入渗综合系数变化于0.65～0.96之间,平均值为0.81,最大降雨径流入渗综合系数基本上出现在降雨期的前2 d内。多峰雨型或连续雨型条件下,径流入渗综合系数(0.84)比单峰雨型条件下(0.76)大。应用流量过程线分割法测定矿井坡面径流入渗综合系数,理论严谨、方法可行、结果可靠,可为类似地下工程排水设计提供理论依据。     

坡面降雨入渗产流规律的数值模拟研究

本文采用运动波理论和两次改进后的Green-Ampt入渗模型建立了坡面降雨入渗产流的动力学模型，并得到了实验资料的良好验证。运用该模型研究了简单坡面上降雨入渗产流的动力学规律，分析了雨强，土壤初始含水量，渗透系数，坡面阻力，以及坡长，坡度等因素对坡面产流过程的影响规律，得出了一些有益的结论。     

降雨条件下坡面径流泥沙起动流速研究

针对降雨条件下坡面径流泥沙起动规律研究中存在的问题,在前人研究的基础上,将雨滴侵蚀力引入到降雨条件下坡面径流泥沙起动受力分析过程中,建立了降雨条件下坡面径流均匀沙起动公式,进行了典型试验,并利用已有资料和典型试验资料进行了验证。结果表明,在降雨条件下坡面径流泥沙起动研究中考虑雨滴侵蚀力的作用是合理的,且给出的公式可用于降雨条件下坡面径流及河川径流泥沙起动流速的计算。     

石灰岩小流域坡面不同治理措施降雨径流泥沙关系研究

本文以具有典型石灰岩山区特征蒲洼小流域坡面不同治理措施流场为研究对象，通过对所得数据进行数学分析，建立了各种治理措施的径流量与降雨量，降雨历时之间的数学模型，确定了么流量和泥沙量的关系，并对模型进行了适应性检验及线性拟合分析，分析结果表明，模型的相关系数在０．９２－０．９８之间，预测值与观察之间的残差在０．０４１－０．１１３之间，其拟合关系比较好，故相关方程可以 作为实验地区小流域的降雨产流模型，     

坡面径流的試驗研究

本文首先說明坡面径流研究的重要性。其次对于各种坡面流速公式,以及集流时間及退水时間公式作一簡单概述。文中对人工降雨坡面径流专門試驗給出簡要的描述。对于这些試驗結果进行經驗整理,得到下列形式的坡面流速公式: v=(K_q)~(1/2)I~(1/3)式中:v——断面平均流速(厘米/秒);I——坡面的坡度;q——单寬(1米)流量(升/分钟);K——系数,草地为3.0,光地为7.5。至于坡面集流时間,則因按稳定流或不稳定流計算而异。試驗表明,稳定流坡面集流时間对坡面洪峯传播时間(不稳定流)之比約等于2。文中对坡面退水时間理論公式与試驗数据进行厂比較,发現理論公式計算結果偏小,并提出了坡面退水时間經驗公式。     

不同类型坡面小区降雨径流污染特征初步分析

丹汉江流域是南水北调中线工程的重要水源区。本文对丹汉江水源区的商洛市商南县西河小流域14个径流小区,安康市汉滨区余姐河流域7个径流小区,共计21个径流小区自然降雨下的径流污染特征进行了试验研究。分析了径流小区在不同坡度和长度下的TN、TP以及COD等污染物流失特征。结果表明,坡度及长度均对污染物流失有不同程度的影响。其中随着坡度增大,营养物流失严重,而径流小区长度的增加同样会增加非点源污染物的浓度。     

红壤开挖面坡面径流特征研究

为了研究坡面径流特征,采用上方人工放水实验模拟坡面水流,研究不同放水流量强度、不同坡长及不同坡度条件下红壤坡面径流过程特征.结果表明:(1)不同放水流量强度条件下,坡面径流率随径流历时的变化总体上呈先逐渐增大,后趋于稳定的变化过程,且放水流量强度越小,坡面径流率的增长速度反而越大;(2)不同坡长条件下,坡面径流率随径流历时的变化过程总体上先逐渐增大,后趋于稳定,且随坡长的增大,坡面径流率越小;(3)不同坡度条件下,坡面径流率随径流历时大部分先逐渐增大,后趋于稳定,对于两个较陡坡(50°和65°)且放水流量较大的坡面,坡面径流率随历时先逐渐减小,后趋于稳定.     

降雨条件下坡长对黄土裸坡面径流流态的影响

采用室内人工模拟降雨试验方法,探讨了雨强30～125mm/h条件下,坡长(1～5m)对黄土丘陵区裸坡面(20°)径流流态的影响。结果表明,试验条件下坡面薄层径流流态为层流且为急流;径流雷诺数随坡长、雨强的增大呈增加趋势,而佛汝德数随坡长与雨强的增加没有规律性;雨强、坡长与雷诺数均呈正相关关系。研究结果将为该区坡面水土流失治理提供一定的科学依据。     

透水坡面降雨径流过程的运动波近似解析解

本文从坡面流运动波理论的基本方程出发，利用运动波特征线法和分级叠加法，推导出了实验条件下考虑净雨强随时间变化的坡面流运动波方程近似解析解。用实验实测资料对模拟计算结果进行了验证。结果表明，坡面漫流过程的模拟计算结果与实测资料符合良好。     

坡面径流实时监测装置研究与应用

径流泥沙含量测量是准确计算土壤流失量、科学评估水土保持效益的关键工作,也是水土保持监测的主要技术瓶颈之一。研发实现径流泥沙含量的实时动态监测设备对提高水土保持监测工作效率、促进水土保持行业发展具有重要意义。本文介绍了"坡面径流实时监测装置"的测量原理及其核心构件,完成了"坡面径流实时监测装置"的室内清水检测试验,跟踪了系统修正后的野外应用效果。得到如下结论:(1)坡面径流实时监测装置以集流桶、超声波液位传感器、重量传感器、电动阀、下位机和上位机为核心组件组成,其部分测量误差来源包括液位测量误差、泥沙比重误差及水流冲击力误差;(2)液位测量误差与集流桶横截面半径d(m)密切相关,主要体现在对径流总体的测量偏差,最小偏差为0.196d2,通过减少集流桶横截面半径,能够有效减少液位测量误差;(3)泥沙比重误差随被测泥沙比重的增加而减少,当被测泥沙比重在2.0—2.4范围内且每偏差0.01时,对泥沙含量测量的偏差均小于0.01 (m_总—V_(总·ρ清));(4)水流冲击力误差会导致液位在较低水平时测量精度较差,通过降低径流跌落高度能够有效减少误差;(5)通过定型设计与理论公式的优化,坡面径流实时监测装置的最小测量偏差可达±6.7%。     

降雨径流对坡面土壤的侵蚀作用及蓄水沟的设计

祁东县是湖南省的坡耕地大县,坡面水土流失在县域水土流失中占有很大的比例。由于蓄水沟施工简单,投资少,故在治理坡面水土流失的工程措施中应用较多。文章结合具体实践,就降雨径流对坡面土壤的侵蚀作用及蓄水沟的设计进行探讨。     

降雨条件下不同土壤类型的坡面径流侵蚀产沙试验研究

利用人工模拟降雨试验,研究我国最具代表的4种侵蚀性土壤,即红壤、紫色土、黑土和黄土,降雨雨强和坡度对坡面径流侵蚀产沙的影响以及坡面径流与侵蚀产沙的相关性,结果表明,4种土壤的坡面平均产沙强度均随降雨雨强和坡度的增大而增大,其抗侵蚀能力大小依次为紫色土、红壤、黑土和黄土;对人工模拟降雨试验坡面平均产沙强度进行二因素方差分析,计算所得的P值均小于0.05,说明降雨雨强和坡度对坡面侵蚀产沙强度的影响显著;分析4种土壤坡面侵蚀产沙与径流的关系,得出坡面产沙强度随径流强度的增大而增大,且两者之间存在较好的幂函数关系。     

南江县古坟坪滑坡降雨入渗观测与稳定性分析

为研究降雨条件下浅层土质滑坡的入渗规律及其对稳定性的影响,以南江县古坟坪滑坡为例,对该滑坡区及其邻近区域开展了不同深度体积含水率和基质吸力监测。结合实时降雨量资料,分析降雨条件下坡体内部的含水率和吸力的动态变化过程,并基于无限边坡模型开展坡体稳定性计算。结果表明:2^#监测点位于滑坡邻近区域,初始体积含水率随深度的增加而减小,但滑坡区后缘存在基岩汇水点,导致1^#监测点初始体积含水率随深度的增加而增加;1^#监测点基岩面处存在入渗的优势通道,降雨时基岩面处体积含水率最先响应;降雨过程中稳定性系数随着深度的增加不断减小,最危险的滑动面处于基岩面,但是现阶段滑坡处于稳定状态,稳定性系数>1。通过对滑坡体入渗规律和稳定性的分析,可为该类典型滑坡的预报预测、危险性评估及灾害治理提供科学的理论依据。     

坡面径流阻力计算模式对比研究

坡面流是污染物迁移、土壤侵蚀、泥沙输移的主要动力因素,阻力系数是影响坡面流模拟的重要参数。为比较三种阻力计算模式(阻力系数为常数、以淹没度为变量的Lawrence模型和阻力分割模型)在裸坡、砾石覆盖坡面、植被覆盖坡面三种常见坡面上的适用程度,本文建立了坡面降雨径流模型,对不同类型坡面的产流进行了模拟。坡面径流模型采用扩散波模型,坡面降雨入渗模型采用考虑坡度影响的Green-Ampt模型,当存在植被时,考虑冠层降雨截留损失。结果表明:在裸坡上,三种阻力计算模式均适用;而在有砾石覆盖和植被覆盖的坡面上,考虑阻力系数时空变化的阻力分割模型模拟精度最高。阻力系数对坡面径流流量的影响在坡面汇流的涨水与退水阶段较大,而在稳定阶段很小。对有植被覆盖坡面,降雨强度存在阈值,大于阈值时,不同阻力模式对坡面流模拟结果影响甚微;反之,需选择合适的阻力计算模式,且坡长越长,坡度越缓,降雨强度阈值越大。     

坡面径流的快速测评技术研究

 长江上游地区土层薄,蓄水容量差,由于雨量集中,容易导致洪、旱灾害交替发生,进行坡面径流调控降低土壤含水量是流域治理的有效手段,坡面径流的快速测评可为径流调控提供数据支持。研究采用野外调查和取样分析的方法,得到长江上游不同土壤类型土层厚度和物理性质;统计分析长江上游不同地区 5 年一遇最大 24 h 降雨量,基于径流形成原理,计算得到长江上游地区径流系数为 0.53 ;不同地区壤中流占总径流量的比例均值为 30% ,研究结果可为坡面径流调控提供理论依据。     

若干农田降雨地表径流计算方法述评

对当前国内外农田降雨地表径流预测方法进行综述,介绍降雨地表径流总量预测中的统计分析法、径流曲线法、人工智能法以及降雨径流过程实时预测中的水文学法、基于水量平衡与能量守恒的动力学法等5种方法的研究现状和发展趋势,并讨论了各自的优缺点。认为现有预测方法在描述农田降雨入渗产流这一复杂机理问题上还存在着严重的精度问题。提出了进一步的研究方向:继续深入开展农田降雨入渗产流机理研究,以期研发一套较高模拟精度的适用于农田降雨地表径流预测的机理性模型,为进一步防控因降雨冲刷作用引起的土壤侵蚀以及农田非点源污染问题提供理论依据。     

坡面径流小区径流桶搅拌取样法测量误差研究

坡面径流小区径流桶含沙量测量是坡面径流小区水土流失监测的关键。在1.05,5.25,10.49,52.46,104.92,524.58kg/m3六个含沙量水平,30,60,90cm三个水深,对径流桶含沙量进行人工搅拌法取样试验测量精度及其影响因素分析。结果表明：人工搅拌法观测红壤坡面径流小区径流桶的含沙量,其测量值均小于真实值,相对误差在-20.18%～-49.57%之间,平均相对误差为-34.79%;人工搅拌法测量精度与径流桶的含沙量相关,其测量相对误差随含沙量的增大而显著增大;人工搅拌法测量精度与径流桶的水深相关,其测量相对误差随水深的增大而显著增大;测量值与实际值存在极显著线性相关,通过线性修正方程修正可以减少相对误差,提高测量精度,水深在30,60,90cm条件下,修正方程率定后,相对误差绝对值平均数分别减小21.05%,27.53%,16.62%。     

坡面侵蚀中径流含沙量测量方法研究与展望

土壤侵蚀中的径流含沙量是衡量坡地水土流失的重要参数之一，只有合理测量坡地径流中的含沙量才能为水土保持提供有利的依据，同时为验证土壤侵蚀预报模型提供基本参数。本文从测量原理出发，对含沙量各种测量方法的适用环境、测量精度及其局限性进行了比较全面的分析，重点研究了坡面径流含沙量的测量方法。研究结果表明目前测量含沙量的方法在坡面侵蚀动态水流含沙量的测量中存在只能静态测量的问题。目前电解质脉冲法在测量坡面薄层水流流速中做出了有益的探索，研究发现水流速度、泥沙的弥散系数与含沙量之间存在着相关关系，用此方法测量含沙量将有可能实现含沙量的动态测量。