旱地水窑结构形式与设计的初步研究

旱地水窑是集雨蓄水，解决人畜饮水，发展节水灌溉的有效集雨蓄水工程。根据干旱半干旱地区土质物理力学特性，提出窑址选择原则；应用岩土稳定理论及力学知识，分析水窑的合理结构形式，并推导出决定水窑形状的几个重要参数计算式，为生产设计提供依据。     

砂壤黄土比水容量对土壤容重变异敏感性分析

基于砂壤黄土的室内土壤水分特征曲线系列试验,讨论了砂壤黄土比水容量对Gardner经验模型的适用性,重点分析Gardner经验模型参数对土壤容重变化的敏感性。试验结果表明:Gardner比水容量经验模型对砂壤黄土具有很好的适用性,拟合的决定系数R2均达到0.97以上,具有较好的拟合效果;在低吸力段,比水容量随着土壤干容重的增大而增大,增幅明显;在中、高吸力段,比水容量随着土壤干容重的增大而趋于平缓,因此砂壤黄土容重变异对比水容量的影响主要集中于低吸力段;表征比水容量的Gardner经验模型的两个参数A和B中,参数A的敏感度mA远大于参数B的敏感度mB,土壤容重变异是参数A的敏感因素,参数B的非敏感因素,比水容量曲线参数A、B均与容重变异同方向变化。     

砒砂岩风化物对土壤水分特征曲线及蒸发的影响

运用高速离心机法和室内模拟蒸发的方法,对比研究了红色(RS)、灰色(GS)和白色(WS)三种颜色砒砂岩风化物在不同添加比例条件下对沙黄土和风沙土水分特征曲线、供水能力和干旱过程中失水过程的影响。研究表明:砒砂岩风化物的添加对沙黄土和风沙土水分特征曲线有较明显的影响。砒砂岩风化物的持水能力均高于沙黄土和风沙土,砒砂岩风化物添加提高了风沙土和沙黄土的持水能力,降低了沙黄土和风沙土失水速率;较低比例的砒砂岩风化物提高了沙黄土和风沙土的比水容量,但对风沙土和沙黄土低吸力段供水能力的提高作用并不明显。整个蒸发期间,砒砂岩风化物降低了沙黄土的标准蒸发量,而对于风沙土,其作用是蒸发前期降低,中后期增加。红色、灰色、白色三种砒砂岩风化物分别使风沙土的蒸发失水比提高了11.59%、10.14%和0.01%,添加三种砒砂岩风化物后的处理的最终平均含水量分别是风沙土的4倍、2.33倍、1.33倍,使沙黄土的蒸发失水比降低了13.33%、13.33%、29.52%,最终含水量降低了45.83%、54.17%、66.67%。因此,从提高土壤持水能力方面考虑,砒砂岩可以用于当地矿区和排土场区土壤改良,以促进生态修复。     

泾河南塬黄土的渗透特征及孕灾机制

[目的]分析泾河南塬黄土的渗透各向异性特征,并探讨该地区滑坡的孕灾机制,以期为黄土分布区雨水入渗型滑坡的灾害防治提供指导。[方法]通过野外调查和渗透试验,分析该地区裂隙土以及不同土层的渗透特征。[结果]裂隙土的渗透系数远大于均质土,裂隙的存在为水的入渗提供优势渗流通道。不同土层渗透系数对比表明,马兰黄土因大、中孔隙多以及节理裂隙发育,其渗透系数最大,而古土壤的渗透系数最小。[结论]泾河南塬黄土具有明显的渗透各向异性,水与裂隙共同作用已成为该地区的一种恶性灾害链模式。     

旱地水窑开挖数值模拟与结构形状参数验证

旱地水窑是集雨蓄水，解决人畜饮水、发展节水灌溉的有效集雨蓄水工程。从水窑结构受力特性分析，水窑属于浅埋式非衬砌地下结构，其结构形状及尺寸是决定窑体稳定和安全的关键因素，而开挖阶段又是窑体最危险阶段之一。针对前期研究所拟定出的斜墙圆拱式窑体形状及参数，应用弹塑性非线性分析方法，分别采用两种不同开挖工序及过程进行开挖过程模拟研究，并从反映水窑体稳定性的位移、塑性区及拉应力3个方面分析了开挖卸荷对窑体稳定性的影响。数值模拟结果表明：不管采用上行法还是下行法开挖，水窑在开挖过程中土体是稳定的，从而验证了以前研究所     

不同地区黄土的结构性试验研究

考虑不同地区黄土的结构性差异,选取洛川、兰州和杨凌3地的典型黄土,分别进行三轴剪切试验,测定了应力应变关系曲线.基于Duncan-chang双曲线模型,提出了一种简便求取结构性参数的方法,得出了这3个地区的黄土结构性参数的变化规律,较好地揭示了它们的结构性的变化规律和影响因素.结果表明,非饱和黄土的结构性参数随应变的增大先降低,而后保持在一个稳定的水平.含水率与围压对黄土的结构性影响显著.在相同的围压条件下,含水率越低,黄土的结构性参数越大;在相同的含水率条件下,围压越小,黄土的结构性参数越大.对不同地区而言,在相同条件下杨凌黄土的结构性最强,洛川黄土次之,兰州黄土结构性最弱.     

黄土喀斯特与水土流失灾害

黄土喀斯特,是黄土受到潜蚀而表现出来的一种地貌景观。这种地貌广泛分布于黄土地区。本文以陕西泾阳县口镇—龙泉黄土覆盖的洪积扇和台原区的黄土喀斯特为研究对象,对黄土喀斯特及其构造基础、黄土灾害地貌及其成因进行了较为深入的研究。文章认为:黄土喀斯特的分布具有一定的区域性;构造节理控制了相应地区的黄土喀斯特地貌形态、展布方向和发育程度,是黄土喀斯特的重要构造基础。文章还对黄土喀斯特的特征及其演化过程进行了系统的阐述,指出了黄土喀斯特给人类生产和生活造成的危害。     

淤地坝最优坝高的确定方法研究

淤地坝已在我国黄土地区水土流失治理中发挥了巨大作用.在进行淤地坝的规划设计时,淤地坝的坝高是影响主体工程经济的一个关键因素.根据具体的坝址、库区地形条件,试图利用益费比最佳的经济效益指标来确定淤地坝的最优坝高.同时,对晋西黄土丘陵沟壑区王家沟流域内已成6座淤地坝进行了计算验证,结果表明采用经济效果最佳指标法是可行的,可为淤地坝的合理规划设计提供科学依据.     

陕西省公路黄土路堑高边坡植被防护研究

陕西省修建了多条经过黄土地区的高速公路,其路堑高边坡的植被防护问题是目前研究的重点问题之一。总结厂陕西省已建或在建公路黄土路堑坡面植被防护所采用的主要技术方法,分析了各种方法的防护效泉。同时,探讨了黄土路堑高边坡植被防护同前存在的主要问题,以便为其它地区黄土路堑高边坡植被防护提供参考。     

深翻改良土埌

我社是在黄河以南平原地区。天气比较温暖,变化不大,全年降水量在700-800毫米左右,有216天生长期。土壤肥瘦不等,以黄沙土和黄土为主,土层3-4尺厚,粗细一致。根据中国科学院土壤队分析为轻壤土。一年能收二次庄稼,在深耕细作、合理换茬后,每次产量都比未深翻的地高。     

基于土壤水分动态的梯田苹果园水窖配置

针对如何合理配置水窖以解决黄土高原梯田种植苹果存在的水资源短缺问题,利用WEPP模型,在对0～200 cm土壤储水量动态变化模拟验证的基础上,以满足梯田苹果在不同典型代表年的生育期需水为目标,对水窖进行优化配置。结果表明:在更新土壤及作物管理数据库后,WEPP模型可实现对梯田苹果园0～200 cm土壤储水量的动态模拟;利用土壤水分动态变化选择典型年来进行水窖优化配置,更能满足苹果的需水要求;黄土丘陵沟壑区适宜的水窖配置干旱年为1 150 m3/hm2,平水年为180 m3/hm2,湿润年为50 m3/hm2。该研究为高效利用该区有限水资源提供了一种基于土壤水分动态变化来满足苹果生长需水的水窖优化配置方法。     

黄土高原窑窖集水工程技术探讨

在调查研究的基础上 ,指出了目前黄土高原窑窖集水工程建设中存在的主要问题 ,包括沿路水窖布设过多、集流场建设滞后以及目前窑窖施工、沉沙池设计中存在的关键技术问题等。在具体分析集流场集流潜力和用水量基础上 ,针对沿路水窖布局提出了科学密度指标体系。作者还对水窖工程技术存在问题提出了对策 ,并推荐迷宫式沉沙池以完善目前窑窖工程的技术环节。     

豫西山丘区构建径流聚集工程体系研究

通过对豫西土石山区的汝阳县和黄土丘陵区的嵩县历年开展雨水水土保持调控工程的调研,提出了在豫西山丘区构建以水平梯田、隔坡梯田、水窖（池）为主要措施的坡面径流调控工程和以集流坝为主要措施的沟道径流调控工程以及山泉溪流开发工程等综合性的降雨径流聚集工程体系,目的在于有效缓解豫西山丘区水资源缺乏、雨季降水多以山洪形式流失、雨水资源利用率低下等问题。     

黄土和红壤丘陵区输变电线路工程水土流失影响因素及特征

为顺应国家电网公司高质量绿色发展的内在需求,防治输电线工程施工过程中造成的严重水土流失。以黄土丘陵区和红壤丘陵区为研究对象,通过野外调查和文献查阅,选取区域内两条典型线路,就气候、地形、土壤和植被等自然因素对输电线路工程水土流失特征的影响进行研究。结果表明:(1)黄土丘陵区相较于红壤丘陵区侵蚀营力除水力之外还有风力。(2)黄土丘陵区土壤渗透性强、土层深厚,而红壤丘陵区质地粘重、遇水易板结、入渗能力差。(3)黄土丘陵区植被自我恢复能力较差,施工过程中需要随时进行补植,而红壤区植被遭受破坏后恢复能力强,即使施工中植被遭受破坏,在短期内也可自然恢复。(4)黄土丘陵区输电线路工程在施工期土壤侵蚀模数是自然恢复期的1～10倍。黄土丘陵区输电线路各区域的土壤侵蚀模数是红壤丘陵区的2.5～31.25倍。(5)黄土丘陵区侵蚀模数在换流站站区、电机电缆区和榆林市线路工程塔基区的侵蚀模数取最大值,换流站站区和线路工程塔基区新增水土流失量最大; 而红壤丘陵区输电线路工程侵蚀模数在宜昌市线路工程塔基区取最大值,塔基区的新增水土流失量亦为最大。塔基区是水土流失防治和监测的重点区域。因此,根据当地自然因素差异,分区域设计工程措施,有利于减少水土流失。     

黄土丘陵沟壑区淤地坝建设效益与存在问题

韭园沟流域是黄土丘陵沟壑区第一副区具有代表性的一条小流域,1953年被确定为水土保持试验、示范基地,并开展了以沟道淤地坝建设为主要措施的小流域综合治理。50a来取得了显著的拦泥淤地增产效益、生态效益和社会效益,为黄土高原丘陵沟壑区淤地坝建设起到了典型引路作用。分析了淤地坝建设运行过程中存在的一些突出问题,可为今后大规模的沟道淤地坝系建设提供科学依据和实践经验。     

黄土高原土壤干燥化问题探源

以黄土沉积环境的旱化和黄土形成的三种风化类型为切入点 ,通过古今类比分析 ,探究了黄土高原土壤干燥化的黄土地质渊源。其次 ,讨论了土壤干燥化的土壤物理学成因。土壤水分物理特性 ,因受黄土粒度组成的制约而呈现出明显的方向性变化 ,即从西北向东南 ,土壤持水性能渐次增高 ,土壤蒸发性能渐趋降低 ,以田间持水量作为参照状态 ,则会发现黄土高原土壤经常处于水分亏缺状态。土壤干层的形成是干扰和破坏植物演替序列及其土壤水分生态基础造成的后果 ,从而引起土壤干燥化的趋强化发展 ,最后 ,从气侯变化入手 ,对黄土高原土壤干燥化趋势进行了预估     

黄土高原沟壑治理措施及其效果

黄土高原的水土流失有面蚀和沟蚀两个主要方面 ,危害都十分严重 ,要有效地控制水土流失 ,必须坡沟兼治 ,综合治理。根据黄土高原的特点 ,在抓紧坡面治理的同时 ,应加大沟壑库坝建设速度。根据量入为出的原则 ,沟壑坝系工程建设事业应首先快速发展 ,以促进面上综合治理 ,使投资效果更好 ,提高黄土高原生态环境建设的整体效益     

南京附近下蜀土中黄土层与古土壤层的差异性探讨

Xiashu loess strata are widely distributed along the middle-lower reaches of the Yangtze River in East China with the stratum near Nanjing, Jiangsu Province being typical. The cyclic variability of the stratum was investigated through comparison of geological features, chemical composition, and swelling-shrinkage properties between the loess and the paleosol layers. Based on the investigation of such a cyclic variability, soil behavior associated with the unsaturated state of the Xiashu loess stratum and its usefulness for geotechnical design and construction in the Nanjing area was analyzed. The stratum consisted of two types of cyclically alternating soil layers, namely the loess and the paleosol layers, which was the major cause for its cyclic variability. The loess and the paleosol layers were formed in different sedimentary environments. In order to avoid detrimental results from the differential engineering properties between them, this study suggested for the practitioners the importance of inspecting the variation of water content and controlling the downward net fluxes during geotechnical construction in the Nanjing area.     

不同材质水窖贮存雨水水质变化特征

针对劣质水贫困地区解决饮水安全存在的集雨水窖材质对水质影响研究薄弱的问题,通过对不同材质的水泥砂浆抹面水窖、固化土水窖、橡塑水窖3种水窖贮存雨水的浊度、pH值、COD等指标的变化过程进行分析,研究了雨水集蓄生活型水窖水水质变化趋势。结果表明:贮存雨水初期水质各指标波动较大水质难确定,而后在长期贮存中水质各指标逐渐趋于稳定平衡。浊度、COD、微生物指标之间互相关,收集低浊度的雨水对水的自净、微生物生长的限制及消毒有重要作用,建议应加强集流面管理,或通过过滤池实施应用,将浊度降低在初期。不同材质水窖对雨水水质净化各有优劣,基本能满足饮用水标准,实际采用时应因地制宜。     

流域尺度不同水保措施减水效益分割

在实测资料的基础 ,借助流域网格划分的模型计算方法 ,首次在流域尺度内将水土保持工程措施和生物农业措施在减少地表径流中的作用分割开来 ,从而为定量评价黄土高原以林草植被建设为主的生态环境治理对黄河流域水资源的影响提供数据基础。计算结果显示 ,在“六五”基础上王东沟小流域以梯田建设、土地平整、沟坡道路防蚀技术为主的水土保持工程措施平均减少地表径流 18.1% ,而在“七五”基础上以人工林草植被建设为主的生物措施和调整土地利用结构、扩大经济林果种植面积的农业措施共减少地表径流 10 .9%。这一结论说明为最大限度地减少黄土高原生态环境建设对黄河水资源的影响 ,其治理应以生态、农业措施为主。