元谋干热河谷冲沟形态特征及其成因

元谋干热河谷冲沟极为发育,发达的冲沟网络不但蚕食耕地,还产生大量泥沙,并加剧面蚀的发育发展,加速土地退化进程.在干热河谷开展冲沟侵蚀研究对于该区经济的可持续发展及江河泥沙的控制意义深远.采用野外实地调查、文献资料综合分析的方法,对元谋干热河谷冲沟形态特征及其成因进行了研究.结果表明:1)元谋干热河谷冲沟具有“沟壁陡立、沟谷深壑、活跃沟头常呈上凸下凹状”等形态特征;2)岩层结构、气候降雨、土壤属性是导致该区冲沟发育的主要原因.在此基础上指出,未来干热河谷冲沟侵蚀研究重点应集中于冲沟形态监测方法、冲沟发育过程及机制、冲沟产沙效应及人类活动对冲沟发育的影响等方面.     

细沟侵蚀动态过程模拟数学模型和有限元计算方法

建立了集中水流作用下均质土壤坡面上细沟侵蚀动态模拟数学模型。模型包括根据质量守恒原理推导而得到的变沟宽水流连续性方程和泥沙运移方程；根据动量守恒方程推得到的水流动力学方程；由紊流冲击分布概率来确定的土壤剥离方程；过量泥沙采用沉积的一阶沉积方程。模型还考虑了沟床形态、水流动力、土壤侵蚀与泥沙沉积形成相互依赖的反馈环，具有表达细沟的空间变化和时间演变的能力。给出了利用有限元方法对水动力学方程及泥沙运移连续方程进行顺序求解的数值计算公式以及模型数值求解的具体步骤。     

土壤钾解吸的动力学方程和大麦反应的关系

本文应用Ｅｌｏｖｉｃｈ、抛物线扩散、权函数和指数方程研究电超滤恒电场下１２种土壤钾解吸的动力学。Ｅｌｏｖｉｃｈ、抛物线扩散和权函数方程具有高的相关系数和小的标准差，可以很好地描述土壤钾解吸的动力学，而指数方程的相关系数低和标准差大而不适宜应用。本文成功地建立了动力学方程与大麦多点田间试验钾肥反应和土壤钾素状况之间的相关关系，Ｅｌｏｖｉｃｈ、抛物线扩散和权函数方程的常数（斜率或截距）与土壤速效钾、大     

氮、磷、锌肥对纤维亚麻产量的效应

本文研究了南方主要母质发育的水稻土对硅酸盐的吸附与解吸特征。结果表明:吸附资料能很好地用Freundlich方程拟合,Temkin方程次之。不同浓度下的吸附过程可能存在两种吸附机制,解吸过程均呈抛物线型。连续解吸可提高土壤吸附Si后的解吸率。     

U形渠道量水槽的性能分析与筛选研究

U形渠道抛物线形喉口式量水槽、直壁式量水槽、长喉道圆底形量水槽具有与U形渠道自然衔接，无底坎，不淤堵的优点，适合在多泥沙U形渠道中应用，该文采用模拟方法，系统分析了这3种量水槽在不同尺寸、底坡和糙率条件下的U形渠道的适应性、壅水高度、工程量及其量水精度等技术指标，结果表明：抛物线形喉口式量水槽的适用面广、工程量小、壅水高度较低，量水精度与其它两种量水槽的量水精度相当， 能满足灌溉测流要求。因此，在多泥沙U形渠道测流时应优先选择抛物线形喉口式量水槽。     

谷坊泥沙淤积资料的分析

<正>50年代后期,由村野等人研究了全日本79座防砂工程的泥沙淤积资料,提出了谷坊淤积纵断形状近似于抛物线的结论.     

紫色土K+吸附解吸动力学研究

从国家紫色土肥力与肥料效益监测基地定位试验上 ,在第 10年水稻收获后从 0～ 30cm土层采取土壤样品 ,研究土壤K 吸附、解吸动力学过程。结果表明 ,不同施肥处理土壤K 吸附、解吸反应分别在2 4～ 32min和 4 6～ 6 4min达到平衡 ,吸附、解吸平衡量分别为 14 1～ 19 2cmolkg-1和 11 6～ 17 5cmolkg-1。相关分析说明 ,土壤阳离子交换量 (CEC)及粘粒含量是影响吸附平衡时间、吸附平衡量的重要因素 ;CEC、交换钾量是影响解吸平衡时间、解吸平衡量的重要因素。由此可见 ,长期不同施肥对土壤CEC、粘粒及交换钾量产生影响 ,从而影响了紫色土K 吸附、解吸平衡时间及吸附、解吸平衡量。平衡前钾离子的吸附、解吸速度及吸附、解吸率与反应时间lnt间存在良好的线性关系。其中反应速度直线和解吸率直线的斜率、初始反应速度及初始吸附率均与CEC、粘粒含量密切相关。Elovich方程和一级扩散方程分别为描述紫色土K 吸附、解吸反应的最优与最差模型 ,指数方程和抛物线扩散方程拟合性介于Elovich方程和一级扩散方程之间。由此可见 ,紫色土K 吸附、解吸过程不是一个单纯的过程 ,而是一个包括土体膨胀、吸附位活化、表面扩散等诸多因素的复杂过程。     

泥沙浓度及粒径对水轮机转轮内部流动影响的数值分析

为了掌握泥沙介质在水轮机转轮中的分布规律以及对转轮压力场的影响,该文应用固液两流体多相流动模型,充分考虑了固液两相间的相互作用,通过求解雷诺时均N-S方程和重正化群k-ε湍流方程,对不同泥沙介质条件下水轮机转轮通道中的流动进行数值研究。研究结果表明,含沙水会导致水轮机转轮叶片表面压力载荷增大,固液两相间速度差异是导致叶片表面泥沙体积浓度分布的变化的主要原因。小粒径泥沙在叶片表面分布均匀且体积浓度低,大粒径泥沙会集中分布在叶片的前缘及出水边等区域。该研究可为多泥沙电站水轮机转轮抗泥沙设计提供参考。     

探讨以沙量平衡计算方法辅助土壤侵蚀监测

在简要阐明沙量平衡计算概念的基础上，提出以沙量平衡计算辅助土壤侵蚀监测之方法。分析了沙量平衡计算各组成部分与土壤侵蚀监测之间的关系，对沙量平衡计算框架下沙源监测、沉积泥沙存蓄变化监测及泥沙输出监测的应用方法及其可行性进行了探讨，明晰了以此方法辅助土壤侵蚀监测的时空问题。     

U形渠道量水槽的筛选研究

U形渠道抛物线形无喉段量水槽、直壁式量水槽、圆底形量水槽具有与U形渠道自然衔接,不抬高底坎,过泥沙能力较强,工程量较小,量水精度较高的优点,是U形渠道量水的优化选择,对这3种量水槽在不同尺寸、底坡和糙率条件下的U形渠道的适应性、壅水高度、工程量及其量水精度等技术性能进行系统分析,表明抛物线形无喉段量水槽的适用面广、工程量小、壅水高度较低,量水精度与其它两种量水槽的量水精度相当,是一种高性能的多泥沙U形渠道量水装置。     

柳河流域沙量平衡分析

柳河是东北地区泥沙问题最为严重的河流之一，该文分析了流域水沙运移特征，在此基础上建立起流域16年的沙量平衡关系，分析了流域产沙、沉积特征及沉积的分布格局。研究表明，53.5％的悬移质泥沙沉积在河道中，其中，87.9％沉积在闹德海至彰武之间；对流域上游产水、产沙与流域内泥沙沉积及流域产沙之间的关系进行了耦合分析，丰富了沙量平衡计算的内容，并可对深入认识流域泥沙发展趋势及泥沙治理提供参考。     

柳河流域沙量平衡分析

柳河是东北地区泥沙问题最为严重的河流之一,该文分析了流域水沙运移特征,在此基础上建立起流域16年的沙量平衡关系,分析了流域产沙、沉积特征及沉积的分布格局.研究表明,53.5%的悬移质泥沙沉积在河道中,其中,87.9%沉积在闹德海至彰武之间;对流域上游产水、产沙与流域内泥沙沉积及流域产沙之间的关系进行了耦合分析,丰富了沙量平衡计算的内容,并可对深入认识流域泥沙发展趋势及泥沙治理提供参考.     

透水型谷坊坝拦截泥石流形态数学模拟

在对透水型谷坊坝进行评价与修改和新设计时,必须把握泥沙移动形态。然而,其有效方法是用数学模拟。对泥石流的模拟试验,多数采用频分多路复用法(FDM);少数用数字地形模型(DEM)进行计算。但不同程度存在计算难度。2009年日本学者丹羽论等人依据浅水流方程在二维平面,用有限元素法对透水型谷坊坝进行了泥石流的模拟试验。以基准面和水面海拔之差作为连续式的未知量,对泥石流区域流动的稳定性进行计算。分析结果表明,此法适用在透水型谷坊坝周边泥石流泥沙堆积的模拟。能在定量上对透水型谷坊坝的进行评价与分析。今后,有待于提高在移动边界附近的计算精度的研究和输送泥沙质量浓度等评价进行预测。     

流域侵蚀产沙模拟与泥沙冲淤变化研究

针对流域侵蚀泥沙计算问题,开展了基于流域泥沙库的流域侵蚀产沙模拟及泥沙冲淤变化研究。计算中考虑了河道塘库淤积作用的影响,分析了影响流域侵蚀和泥沙输移的主要因子,结合通用土壤流失方程并考虑流域泥沙输移,构建了流域侵蚀产沙模型。模型通过魏城河流域模拟验证取得了良好的效果。     

东北黑土漫岗区侵蚀产沙平衡分析

以位于东北黑土漫岗区的乌裕尔河流域及其周边部分地区为例,探讨该区土壤侵蚀产沙平衡问题。利用侵蚀产沙平衡的方式,分析了东北黑土漫岗区侵蚀泥沙的来源、侵蚀泥沙的沉积部位以及流域产沙之间的关系。通过历史资料、实地观测等方式,明确了坡面及沟道侵蚀为该区侵蚀泥沙的主要来源;坡间凹地、坡脚及坡下草甸为侵蚀泥沙的主要沉积位置,只有少部分泥沙通过流域出口输出。进而阐明了该区坡面侵蚀量大,河道输沙量小的主要原因,为该区水土保持规划、水土流失治理提供了参考依据。     

输沙力公式在大型沟道网络中的应用

本文提出了大型沟道网络泥沙移动、再分配的输沙力计算公式,该公式利用四个已确定的输沙力方程计算输沙力,通过修正临界切应力说明了泥沙混合物的平稳变动性,并经大量测量数据反复验证,说明其对水流和泥沙的适用范围很广,可用于大型沟道网络中具有空间变化特性的沟道、水流、泥沙输移力的计算。     

元谋干热河谷旱坡地双链型罗望子-牧草-羊生态农业模式高效配套技术研究

生态环境脆弱、水资源短缺、土地退化严重、光热资源充足是元谋干热河谷的突出特点,双链型罗望子-牧草-羊生态农业模式是针对该区脆弱的环境条件,为保护和恢复退化生态系统平衡,发展区域经济提出的生态可持续发展方式。本文总结了在该区建立双链型罗望子-牧草-羊生态农业模式的高效配套技术,并分析了该模式的综合效益。     

豫西黄河流域土壤侵蚀环境特征与类型划分

豫西黄河流域是黄河泥沙的产区之一,严重的水土流失使黄河下游泥沙、洪水问题更加严峻。通过对研究区土壤侵蚀的地质环境及形态类型的调查研究,分析了研究区控制土壤侵蚀的主要地质环境特征,在此基础上依据不同地质环境特征,主要考虑地形地貌类型和地层岩性等地质环境条件的差异,将研究区土壤侵蚀环境类型划分为基岩山地丘陵侵蚀、黄土塬梁峁丘陵侵蚀、河谷侵蚀3种类型,这对于黄河的治理与开发以及区内生态建设具有重要的意义。     

扭黄茅+三芒草群落对干热河谷区雨后径流的再分配作用

在标准径流观测小区采用多年生草本扭黄茅(Heteropogon contortus)和一年生草本三芒草(Aristida adscensionis)按不同比例构建植被群落,通过观测其径流量、泥沙流失量等特征,探讨两种生活型禾本科牧草在干热河谷区水土保持中的作用。结果表明:由一种多年生禾草和一种一年生禾草构成的水土保持功能型群落,当以盖度表征的两功能型物种功能性状达到均衡时,群落水土保持功能最大,此时群落具有最小的径流及泥沙流失量;一年生或多年生单一物种组成的群落,其水土保持功能与两个物种均有的群落表现出不同的调节能力,多年生植物的作用要大于一年生植物。萨瓦纳群落的径流调节功能可能主要来源于一年生及多年生禾草的混合适应机制,就干热河谷而言,应当重视以扭黄茅为代表的多年生植物促进水分在土壤层均匀分布的作用。     

U形渠道抛物线形量水槽设计多媒件软件的研制

U型渠道抛物线形量水槽的设计过程复杂,采用手工计算繁琐。采用Visual Basic编程,研制开发了 U型渠道抛物线形量水槽多媒体设计软件,使用方便灵活,可根据用户需要对量水槽设计进行优化,极大地简化了量水槽多媒体设计过程,能用于各种标准、非标准 U形渠道无喉道平底抛物线形量水槽设计。