黄土坡面退水及其氮污染试验研究

坡面退水及其污染物负荷是研究坡地水文过程和污染物迁移机理的重要组成部分.通过室内模拟降雨试验,分析了黄土坡面退水情况及降雨因素、地形地貌和农业管理措施对退水的影响,同时从降雨-径流-土壤相互作用角度探讨了退水矿质氮的浓度和负荷量.结果表明:①黄土坡面退水以地表径流为主,退水时间、退水量和退水强度远小于降雨期地表产流;②降雨强度、地表覆盖(牧草和秸秆覆盖)和地形地貌(坡度和坡长)对坡面退水影响较大,降雨期和退水期的产流强度均与雨强呈对数增加趋势;③降雨停止后,坡面径流的流速减小,与土壤相互作用时间较长,致使退水矿质氮浓度普遍高于降雨结束时径流矿质氮浓度,坡长越长越明显;④坡面退水矿质氮流失以NO3--N为主,NH4 -N流失量较低.     

改性沥青粘层材料的配制和粘接性能研究

以SBS、环氧树脂为主要改性剂,配制了SBS、环氧树脂改性沥青粘层材料,并对它们的剪切强度、水泥混凝土-沥青混凝土、钢板-沥青混凝土层间粘接强度进行了试验研究.结果表明,采用改性沥青粘层材料,可大幅度地提高层间粘接强度.     

基于通径分析和灰色关联理论的坡面产流产沙影响因子分析

基于坡面不同植被措施下多场室外人工模拟降雨试验,采用通径分析和灰色关联理论研究了植被、降雨及下垫面等因素对坡面次降雨径流总量和泥沙总量的不同影响作用。结果表明:1)通径分析与灰色关联分析结果基本一致;2)降雨强度、植被覆盖度和土壤前期含水量是影响坡面次降雨径流总量的3个最重要因子,其次分别为植被类型、降雨历时、植被生长阶段和坡度;3)植被覆盖度和降雨强度是影响次降雨泥沙总量最重要的两个因子,降雨历时对泥沙总量的影响作用最小。     

水泥混凝土桥面水泥基防水黏结层材料性能评价

为了使水泥混凝土桥面水泥基防水黏结层兼具优异的防水性能和黏结性能,开发了一种新型水泥基防水黏结层材料,选用3种传统沥青基材料(SBS改性沥青、橡胶沥青、水性环氧树脂改性乳化沥青)与其进行性能对比.通过剪切试验确定了水泥混凝土桥面板的最佳处理方式以及水泥基防水黏结层材料的最佳凝结时间.利用斜剪和拉拔试验分别评价了不同温度、浸水和冻融循环等因素对水泥基和沥青基防水黏结层材料强度的影响规律.试验结果表明:水泥混凝土桥面板宜采用拉毛处理,水泥基防水黏结层材料的最佳凝结时间为0. 5 h;随着温度的升高,水泥基和沥青基防水黏结层材料的剪切和拉拔强度均呈线性下降,但水泥基防水黏结层材料的剪切和拉拔强度下降幅度明显低于3种沥青基材料,在70℃高温条件下,3种沥青基材料的剪切和拉拔强度接近0 MPa,而水泥基材料的剪切和拉拔强度仍能分别达1. 37、0. 36 MPa,说明水泥基防水黏结层材料的耐高温性能优异;浸水和冻融循环对水泥基防水黏结层材料的剪切和拉拔强度的影响远小于其对沥青基材料的影响,这主要得益于水泥基防水黏结材料在有水条件下持续的水化反应.     

TRMM面降雨量数据在鄱阳湖流域的精度评价

利用2011年和2012年鄱阳湖流域及附近的47个台站观测数据对TRMM V7降雨量数据进行了日、月、年尺度的精度检验,并分析了该流域降雨与地面植被覆盖和地形的关系.结果表明,TRMM数据的精度随尺度而变化,TRMM日降雨量与地面实测值相关性一般,相关系数(R)为0.67左右,而均方根误差(RMSE)在10²0 mm之间;月和年尺度降雨量精度较好,R2分别为0.897和0.845,平均相对误差小于85%;日、月和年尺度的降雨量与地面植被覆盖度无明显相关性,但地形对降雨量有一定的影响,地形较高的山区降雨比平原区要多.月和年尺度的TRMM降雨量数据可应用于大、中尺度的水文和生态模型.     

水泥混凝土路面国产环氧沥青防水层的性能分析

为了确定环氧沥青防水层材料在水泥混凝土路面防水应用的适用性及耐久性,结合某特大桥的水泥路面防水层材料施工应用实践,开展了系列试验.结果表明：（1）国产环氧沥青材料、SBS改性沥青材料和FYT材料进行粘附强度对比,其平均抗剪强度依次为1.98、0.39、0.33 MPa; 20℃下拉拔强度分别为1.98、0.98、0.83 MPa; 50℃下其拉拔强度分别为0.73 MPa、流淌、0.08 MPa.（2）用中和与未中和的国产环氧沥青进行抗拉强度对比,20℃下未中和的环氧沥青与混凝土7、4d的拉拔强度分别仅为0.53、1.64 MPa; 20℃下中和的环氧沥青与混凝土7、4d的拉拔强度分别达到0.9、2.0 MPa,20℃下中和的环氧沥青与钢板之间的拉拔强度达到7.8 MPa.（3）用国产环氧沥青材料与美国环氧沥青材料进行短期老化试验对比,国产环氧沥青的粘度略有增加,变形性能变化较小,抗拉强度变化较大,而美国环氧沥青老化前后各项指标变化均很小.结果表明,国产环氧沥青防水材料的各项指标与其他防水材料的性能相比具有一定的优越性,能达到国家标准要求,将国产环氧沥青防水材料应用到水泥混凝土桥面防水是可行的.     

招远玲珑金矿废石模拟淋滤试验分析

为了分析降雨淋滤对水质化学组分的影响状况、研究玲珑金矿区废石经降水淋滤对环境带来的影响,进行了金矿废石模拟淋滤试验.通过对比分析淋滤前后水的化学成分发现,淋滤效果与降雨量大小和降雨强度有关,降雨量越大淋滤效果越明显,在同一降雨量条件下,降雨强度越小,则淋滤效果越明显;淋滤后绝大部分组分(离子)浓度呈现不同程度的增大趋势,淋滤液中Pb、Mn2+、NO2-、F-、Ca2+、NO3-、耗氧量淋失较多.结合淋滤试验结果和当地水质环境综合分析,废石经降雨淋滤使水中NO2-、Pb含量升高是造成该区水环境污染的主要因素之一.最后结合玲珑金矿区金矿废石的实际情况,提出了防治措施.     

基于SWMM的多情境城市雨洪控制模拟

为解决城市雨洪问题,以某市老城区为研究对象,构建暴雨洪水管理模型(SWMM),模拟不同重现期下低影响开发(LID)、绿地景观格局优化等多种情境的雨洪控制效果。研究结果表明:不同重现期(2、5、10 a)降雨下,低影响开发和绿地景观格局优化措施均可不同程度地提升研究区的雨洪控制效果,两者的组合模式可以将径流总量和洪峰流量削减至60%以下;不同绿地景观格局优化措施下,平均地增加绿地斑块可以更显著地削减径流总量和径流系数,而在排水压力大的区域增加绿地斑块和绿色雨水廊道能更有效地削减洪峰流量。     

沥青粘结层抗剪强度试验分析

沥青混合料与下承层的粘结可用沥青作粘结材料，其抗剪强度的大小直接影响到沥青的稳定性。本研究利用自行设计的抗剪模具，以水泥混凝土及钢板为基底材料，用SBS改性沥青及SBR改性乳化沥青为粘结材料，进行了抗剪试验，分析了各种因素对抗剪强度的影响。     

西安城区海绵城市建设设计降雨量与不透水地面分布研究

为给西安市海绵城市建设提供科学依据和参考,确定了西安市海绵城市建设设计降雨量并对主城区下垫面进行分析.结果表明:西安市年径流总量控制率为50%、80%和85%时,对应的设计降雨量分别为6.76 mm、17.43 mm和21.22mm.设计降雨量为21.22mm时,海绵城市建设可实现对全年87.14%的降雨场次地表径流有效控制的目标.主城区中,莲湖区、碑林区和新城区的不透水地表面积为90%左右,城市内涝的风险和促渗难度较大.结合西安市湿陷性黄土的地质条件,建议建立连续渗透体系;对既有街区,海绵城市建设应优先从公园绿地海绵化入手.     

沂河流域降雨量及降雨侵蚀力的时空尺度分析

根据1962—2019年沂河流域7个站点的日降水资料,运用ArcGIS空间插值、小波分析、重标极差分析(rescaled range analysis, R/S)等方法,分析降雨量及降雨侵蚀力时空变化。结果表明：沂河流域及各站点降雨量与降雨侵蚀力相关性均为正;沂河流域降雨量与降雨侵蚀力年内分布不均,主要集中在夏季,分别占全年的64.28%和73.60%;沂河流域年均降雨量为764.33 mm,降雨侵蚀力为1 433.26 MJ·mm/(hm²·h),年际总体呈波动下降趋势且未来两者均将延续历史减少趋势,两者均在1969年和1997年出现突变点且第一主周期分别为26 a和25 a;沂河流域降雨量和降雨侵蚀力在空间上均呈从东北到西南递增的趋势。     

Physical simulation of urban rainfall infiltration

To meet the demand of urban rainwater integrated management, we designed and complemented a physical simulation experimental system of urban rainfall infiltration regulation parameters. We discuss the feasibility of quantitative regulations of urban underlying surface rainfall infiltration conditions and a practical application of a simulated experimental system. In a comprehensive analysis of the composition of an effective rainwater harvesting system and selection of water storage material, we simulated the major parameters of an experimental area rainfall, soil moisture and water storage capacity by providing an effective regulation of the experimental area runoff coefficient, obtained from basic data.     

岩质边坡在降雨条件下的稳定性分析

雨水入渗改变了岩质边坡非饱和区渗流场的分布,是引发边坡滑坡的主要因素之一.在极限平衡理论和非饱和土抗剪强度理论基础上,引入了渗透力的概念,利用有限单元法进行了降雨条件下岩质边坡稳定性的分析.最后,利用编制的边坡稳定程序进行了算例分析,结果表明,岩体边坡的稳定安全系数随着雨水的不断渗入在逐渐地降低,即降雨入渗对边坡的稳定具有不利影响.     

岩土体内降雨非饱和入渗问题研究

讨论了降雨非饱和入渗机理、计算分析及其工程应用方面所取得的成就和存在的问题。其中包括了降雨入渗机理模型、土-水特征曲线、降雨非饱和数值计算等方面的研究。另外就降雨入渗诱发滑坡问题的应用进行了简单的探讨,并指出了目前应用中存在的问题和新的研究方向。研究结果表明,进一步发展降雨非饱和入渗理论研究及其计算方法对完善非饱和入渗理论和解决由降雨入渗引起的地质灾害工程问题有着重要的意义。     

降雨观测误差修正方法研究

从水文实际情况出发,分析了遥测降雨系统雨量观测资料误差的类型和特点,结合抗差最小二乘法,提出了雨量观测误差的三步修正方法.每一步利用雨量资料误差不同特点,提出不同的权函数进行修正.选用危水水库乌溪沟以上流域1974年—1999年间共28场洪水的暴雨资料,进行统计分析计算,确定三步权函数修正法每一步的权函数.然后用生成的误差系列,进行模拟估计,效果较为理想.该方法简单实用,便于在其他流域上进一步推广应用.     

降雨入渗路基湿度场演变规律

为研究受地下水位高度差异的影响降雨入渗路基湿度场的分布与变化状态,基于饱和-非饱和土渗流理论,构建了5种具备不同初始地下水位的路基数值试验模型.通过分析两种降雨强度情况下的试验结果,总结了湿度场变化的主要规律,并阐述其根本机理.结果表明:降雨雨强越大,地下水受到扰动抬升越显著,路基层位越低,其湿度和扰动区扩距受地下水影响越显著;随着初始水位降低,路堤湿度极差的增幅呈二次曲线增大并至稳定值,扰动区水平扩距呈二次曲线减小并至稳定值;工况一定,则对应存在一个平衡水位线,当初始水位在其之下时,对路基湿度演变影响甚微,反之,随着初始水位的增高,路基湿度增幅呈对数递增.处于平衡水位之上时,初始地下水位高度对降雨入渗路基引发湿度场的分布与变化状态影响显著.     

Numerical study on rainfall infiltration in rock-soil slop

1 Introduction The effect of water on landslide stability has been paid much attention to for a long time. Water in landslide primarily comes from rainfall infiltration, ground water and other sources. Among them, the rainfall, which is a kind of uncontrollable external con- dition, is of significance for landslide failures. The landslide accidents induced by rain- fall are possessed of a large proportion. Especially, the group landslides caused by rain- fall commonly result in very serious h…     

Numerical study on rainfall infiltration in rock-soil slop

A mathematical model for the rain infiltration in the rock-soil slop has been established and solved by using the finite element method. The unsteady water infiltrating process has been simulated to get water content both in the homogeneous and heterogeneous media. The simulated results show that the rock blocks in the rock-soil slop can cause the wetting front moving fast. If the rain intensity is increased, the saturated region will be formed quickly while other conditions are the same. If the rain intensity keeps a constant, it is possible to accelerate the generation of the saturated region by properly increasing the vertical filtration rate of the rock-soil slop. However, if the vertical filtration rate is so far greater than the rain intensity, it will be difficult to form the saturated region in the rock-soil slop. The numerical method was verified by comparing the calculation results with the field test data.     

空间插值法在降水分布中的应用

空间降水信息需求日益增加,应用于空间降水的插值方法也日益完善,不同的插值方法因为所应用的地区不同会产生不同的结果.对于不同的地区,应采用不同的方法进行比较,才能得出最佳的插值方法.采用江苏省的南京市、无锡市等12个市自1999-2008年间的1月的降雨量为数据源,分别用普通克里格插值法(0K)和反距离加权法(IDW)对同时期江苏省扬州市的降雨量进行插值,通过分析发现:普通克里格插值法的结果整体上优于反距离加权平均法.     

强降雨作用下浅层滑坡尖点突变模型研究

采用非线性科学突变理论和数理统计方法分析了浅层滑坡坡体位移与降雨量、边坡稳定系数和坡体饱水面积比的关系，并结合工程实例建立了在强降雨作用下浅层滑坡的尖点突变模型，利用该模型分析了浅层滑坡突发失稳的破坏机理。研究结果表明，浅层滑坡坡体位移与降雨量的关系服从幂函数分布；边坡稳定系数与坡体饱水面积比的关系服从线性分布，边坡稳定系数随坡体饱水面积比的增大而减小；浅层滑坡一般是由强降雨触发的，强降雨是影响浅层滑坡稳定系数大小的最主要外部因素。建立的尖点突变模型揭示了浅层滑坡有时发生在强降雨过后的滞后原因。