水土保持工程中的边坡稳定和渗流

<正> 水土保持工程量大面广,多是工程量较小的土方工程,农民群众施工多,有技术的专业队伍施工少,因此施工技术难以掌握,工程质量难以保证,致使一些工程在运行中发生毁坏现象。经调查分析,毁坏的小型蓄水工程有不少是因边坡稳定性差和渗流引起的,一般先发生边坡坍塌,随之出现渗水,造成流土或管涌,使工程穿洞而毁。     

治沟骨干工程土坝坝体裂缝、渗漏处理与常遇险情抢护

黄土高原地区水土保持治沟骨干工程的坝体 ,95 %以上的为土坝 ,由于承受荷载不均匀或坝基、岸坡的结合面处理不好 ,会出现坝体裂缝、渗漏现象 ,如不及时处理 ,就有可能造成坝体滑坡以及管涌、流土等险情。提出了土坝坝体常遇的裂缝、渗漏、滑坡等的处理与抢护方法     

波涌灌间歇入渗减渗效果及影响因素研究

通过波涌灌条件下的室内间歇入渗试验,研究了间歇入渗特性和不同土壤质地、土壤容重及波涌灌循环率等对间歇入渗减渗效果的影响,并与连续入渗进行了对比分析.给出了判断土壤是否适合进行波涌灌的简便方法,为波涌灌技术的进一步研究奠定了基础.     

流土灾害的形成机理与治理

流土灾害是各类工程活动中经常遭遇到的与地下水有关的地质灾害之一。对于流土的防治方法，工程实践中进行了大量的研究，并成效显著。但在对流土机理认识以及流土类型划分等方面，尚缺乏统一意见，在防治方法的理论依据上也讨论不多。从基本概念入手，对工程中出现的流土灾害类型进行划分，并讨论其机理，总结描述流土的常规模型，并对流土耦合模型进行探讨，根据模型探讨流土防治方法的理论依据。     

浑水渗流对粗粒土渗透特性的影响

粗粒土常常作为农业水土工程、水利工程和土壤特性改良工程的重要材料和载体,在浑水渗流作用下,其特性的变化对工程应用有重要影响。该研究推导了浑水渗流作用下,圆管中粗粒土渗流计算式,并采用自制装置系统分析了浑水渗流作用下粗粒土的渗透特性,探讨了粗粒土的水力梯度、渗透系数、渗流量以及孔隙填充率的变化规律,并将推导的理论式与试验结果进行对比验证。结果表明：在水力、几何条件均满足的前提下,浑水在粗粒土中的渗流可分为3个阶段,分别是细颗粒运移畅通阶段（阶段1）,孔隙堵塞和运移并存阶段（阶段2）和粗粒土顶部淤积分层阶段（阶段3）,粗粒土在各阶段表现出不同的渗透和物理特性;粗粒土渗透特性主要受到浑水浓度和水头的影响,随着浓度和水头的增大,浑水中细颗粒在粗粒土中的运移、堵塞和淤积会加剧,粗粒土整体的水力梯度会增大,而渗透系数会逐渐减小;粗粒土的不均匀系数是影响浑水渗流过程的重要因素,不均匀系数越大粗粒土内部孔隙率就越小,细颗粒运移的通道越不畅通,更容易发生堵塞和淤积;随着水头的增大,在较大渗透力的作用下细颗粒的运移会更容易,但也加快了内部堵塞和顶部淤积的速度,细颗粒持续向下运移的距离也会减小;随着浑水浓度的增大,粗粒土顶部的孔隙会快速沉积、封堵,细颗粒运移速度和距离都会被削弱;试验完成后,粗粒土柱沿着渗流路径方向自上而下孔隙率逐渐较小,在0～5 cm范围内下降梯度最大,5～20 cm范围下降趋缓。研究结果揭示了浑水渗流作用下粗粒土抗渗透特性的变化规律,为浑水渗流和工程应用提供理论支持。     

黄土高原水土保持骨干坝设计中存在的问题与建议

通过对贯彻落实水利部关于进一步加强淤地坝建设管理和安全运行若干意见过程中水土保持骨干坝设计存在问题的分析,提出了在水土保持骨干坝"三大件"枢纽组成结构条件下,放水工程、溢洪道及其消能防冲设施的设计思路,以及坝体渗流计算在正常和非正常情况下的上游水位及其渗流计算条件的设定,对进一步加强淤地坝建设管理和安全运行、科学合理地进行水土保持骨干坝设计具有指导意义。     

灌施连续与间歇入渗硝态氮运移与土壤含水量的关系

通过室内土壤灌施间歇入渗试验，研究了灌施条件下波涌灌溉土壤间歇入渗硝态氮的运移与分布特性，分析了硝态氮分布与土壤含水量的关系，并与灌施条件下土壤连续入渗进行了对比，为进一步研究施肥条件下波涌灌溉土壤间歇入渗溶质运移规律奠定了基础。     

虹吸式波涌管道灌溉技术的初步研究

为解决波涌灌溉的关键技术问题，形成所需间歇水流，该文提出了一种新的适合井灌区的节水灌溉技术——虹吸式波涌管灌节水灌溉技术，其根据虹吸原理,利用一套间歇水流发生装置和调节池，可在低压配水管道出口自动形成波涌灌溉所需的间歇水流，实现波涌灌溉。这一技术将波涌灌和低压管道输水灌溉两种先进的节水灌溉技术有机融为一体，充分发挥各自的优势，以获得最佳的节水效果。该文介绍了虹吸式波涌灌溉系统组成和各部分的作用，分析了间歇水流形成原理，通过室内试验验证了这一节水灌溉技术的可行性，为进一步开展田间试验奠定了基础。     

油料冷态预榨过程的油脂径向渗流模型及验证

为量化考察油料一维压榨过程中油脂的流动状态,针对直筒式冷态压榨制油过程,通过简化假设建立了一维压榨模型,并对油料微元进行受力分析;利用Darcy渗流定律与Terzaghi固结理论建立了油料压榨过程中的渗流模型,确定了影响压榨出油效果的因素主要为料筒内径、物料层高度、压榨压力、压榨时间、油脂黏度和物料孔隙度。在实际压榨过程中,压榨压力和压榨时间易控制,油脂黏度和孔隙度也可以通过设置压榨参数而改变,而压榨机的料筒规格不易改变,因此料筒半径的选取尤为重要。基于此,根据渗流模型推导出油率模型,分析了料筒半径对出油率的影响关系,指出料筒内径不宜过大。开展不同筒径时的出油率试验,并与模型预测值对照,其最大误差为2.10%。研究结果为油料直筒式低温预榨制油设备制造及工艺参数的优化及选取提供了参考。     

波涌灌溉技术田间适应性分析

利用地面灌溉模型对波涌灌溉条件下地表水流及入渗过程进行模拟,在模拟结果与田间实测资料对比基础上,确定适宜的田间灌水参数,即土壤入渗强度、田块规格、田面坡度、入地流量、田间微地形等的变化范围,给出适合于波涌灌水方法应用的田间组合条件,提出波涌灌水技术对壤类土质的田间适应性,为制定波涌灌溉的田间实施方案提供科学的依据     

水土保持及土壤侵蚀动态机制研究现状及存在问题

简要回顾了目前我国水土保持研究存在的问题,提出了以“地表径流调控”为主的水土保持技术措施和基于水动力学特性的侵蚀产沙机理研究方向和研究意义。系统总结了以“地表径流调控”为主的水土保持措施和减流减沙效应指标以及土壤侵蚀过程机理研究现状,探讨了径流调控及坡面流侵蚀动力过程中存在的主要问题以及亟待开展的研究。     

“进则全胜”下的水土保持评价指标体系构建

“进则全胜”即按照区域生态、经济运行规律及相互作用机理,通过对水土流失及生态环境的有效治理,实现“绿水青山就是金山银山”。按照习近平总书记“进则全胜”的思想,结合水土流失产生的动因及多目标需求、生态经济社会系统耦合与水土保持实施多目标性协同的本质,构建了水土保持技术属性、水土流失治理过程、治理效果相互耦合为主线的指标体系,包含8个一级指标、20个二级指标、43个三级指标。这能够比较完整表征对水土保持评价的全过程,为实现“进则全胜”目标下的水土保持评价提供了科学依据。     

东北黑土区不同垄向耕地沟蚀与地形耦合规律

东北黑土区在长期高强度开垦连作下,侵蚀沟切割耕地地表现象严重。以黑龙江省宾县的两个典型乡镇为研究区,基于GIS和RS技术,采用全局空间自相关、样方网格等方法,综合垄向、侵蚀沟、地形数据探究区域尺度下垄向分布及不同垄向耕地沟蚀与地形因子耦合规律。结果表明:（1）不同乡镇沟蚀空间集聚程度不同,主导性垄向耕地内的侵蚀程度最高;（2）垄向在耕地上的分布有很强的空间自相关性,不同的垄向空间分布是对地形条件的反馈体现,合理的垄向空间分布会起到降低沟蚀密度的作用;（3）除糖坊镇斜垄外,不同垄向耕地沟蚀密度随海拔的升高呈现先增大后减小的趋势。糖坊镇不同海拔级优势垄向规律性不强,三宝乡整体上任意海拔级斜垄耕作最优;（4）坡度与坡长交互作用显著。两乡镇表现为“小坡度”+“小坡长”或“小坡度”+“大坡长”条件横垄耕作最优,“大坡度”+“小坡长”或“大坡度”+“大坡长”条件斜垄耕作最优;（5）黑土区漫川漫岗地带斜垄耕作更具水土保持作用。     

土壤分离能力测定的不确定性分析

土壤分离能力是含沙量为零时坡面径流分离土壤的最大值,是确定细沟可蚀性和土壤临界剪切力的基础,也是土壤侵蚀过程模型推广应用的前提,因此,对其准确测量非常关键。在系统分析野外坡面径流小区无法测定土壤分离能力的基础上,从室内试验水槽的类型与规格、土样采集的代表性、测试样品的长度、扰动程度、初始土壤含水量及土样冲刷时间等方面,系统讨论了它们对土壤分离能力的潜在影响与机制,探讨了土壤分离能力测定过程中的不确定性。对深刻理解土壤侵蚀过程的动力机制、选择合理的土壤分离能力测定方法与试验过程,具有重要的指导意义。     

生产建设项目弃渣(土)场水土流失特征与防治措施

生产建设项目弃渣场种类繁多,弃渣成分、结构复杂,各类弃渣场的侵蚀形式、机制不尽相同,不易实施适宜的水土保持措施,致使弃渣场水土流失十分严重。通过介绍弃渣场存在的各类土壤侵蚀型式、归纳土壤侵蚀类型、分析岩土侵蚀特点,指出影响弃渣场土壤侵蚀的主要因素有排弃方式、组成物质、坡面以及堆积时间等。结合保证弃渣场安全稳定、恢复土地生产力的弃渣场水土流失防治目标,分析现有水土保持措施特点,提出健全弃渣场水土流失防治措施体系的建议,为弃渣场的水土流失防治提供科学依据。     

路堤边坡土壤类型对水土流失影响的试验研究

以秦皇岛-沈阳客运专线和胶州-新沂铁路路堤边坡为研究对象,通过对天然降雨条件下路堤边坡土壤侵蚀的现场调查,并分析二试验区侵蚀程度出现较大差异的原因,研究二者相应边坡土壤类型对水土流失的影响。结果表明,秦沈线和胶新线路堤边坡侵蚀程度的差异是由二者路堤边坡土壤的可蚀性不同造成的;在次半宽降雨量大于临界次半宽降雨量时,秦沈线路堤边坡的侵蚀程度远大于胶新线路堤边坡的侵蚀程度,主要是由于胶新线路堤边坡土中含有直径大于20mm的碎石;路堤边坡土壤的可蚀性与降雨特性有关,提出了减少路堤边坡土壤流失量的建议。     

Evidence of non-site-specific agricultural management effects on the score of visual soil quality indicators

This study investigates 11 agricultural management practices (AMPs) and their effects on seven visual soil quality indicators and soil aggregate stability. The survey carried out across eight pedoclimatic zones in Europe and China was based on visual soil assessments (New Zealand VSA method) performed on soils subject to different soil management practices and nearby similar soils, under similar farming features, without the distinctive soil management practice (control). Fisher's exact test was used to test if the management treatment was independent of the score of each visual soil quality indicator and to test if the management treatment produced a higher frequency of the score ‘good’. The results showed a statistically significant (α < .05) higher frequency of the score ‘good’ for ‘soil structure and consistency’ and/or ‘soil porosity’ for six AMPs. For no-till AMP, the null hypothesis can also be rejected for ‘susceptibility to erosion’ and ‘soil stability’ and for ‘mulching + permanent soil cover’ AMP, for the ‘presence of tillage pan’ and ‘soil colour’. The hypothesis that the management treatment was independent of the score of each indicator was rejected for ‘soil structure and consistency’ of three AMPs, for ‘soil porosity’ of three AMPs, for ‘soil colour’ of one AMP and for the ‘presence of tillage pan’ of one AMP. This study demonstrates that farming systems sharing a common influential soil management practice at different locations and with different soil types significantly affect the score of some visual soil quality indicators.     

西藏“一江两河”地区土壤侵蚀现状及分布特征

基于土壤侵蚀遥感调查成果,分析了西藏“一江两河”地区（一江两河指雅鲁藏布江、拉萨河及年楚河）土壤侵蚀现状及分布特征,探讨了研究区土壤侵蚀的影响因素及水土流失防治思路。结果表明:（1）该地区侵蚀类型以冻融侵蚀为主,面积达2.2万km²,占总侵蚀面积的47.19%,水力侵蚀、风力侵蚀次之,分别占45.57%,7.24%;（2）土壤侵蚀强度以中度侵蚀为主,占42.65%,中度及以上侵蚀面积占80.36%;（3）土壤侵蚀面积广,空间分布差异明显,多种侵蚀形态相互交错,潜在危害大;（4）“一江两河”地区土壤侵蚀现状及特征是环境气候及人为活动共同影响下形成的,其中人为活动单一且影响较弱,恶劣的自然条件是土壤侵蚀的主导因素,该区水土流失防治可借鉴生态清洁小流域治理理论及经验,创新思路,综合治理。     

Establishing permissible erosion rates for various landforms in Delhi State,India

Permissible erosion rate also known as soil loss tolerance (‘T’ value) is defined as maximum erosion that can take place on a given soil without degrading its long‐term productivity. In India, default ‘T’ value of 11·2 Mg ha⁻¹ y⁻¹ is used for devising land restoration strategies for different types of soils. However, ability of soil to resist degradation varies with soil type, depth and physico‐chemical characteristics. Therefore, the present investigation was undertaken to determine ‘T’ value of different landforms of Delhi State by taking into account the soil saturated hydraulic conductivity (SHC), bulk density (BD), organic carbon, erodibility and soil pH. Soil state was defined by a quantitative model and scaling functions were used to convert soil parameters to a 0–1 scale. The normalised values were multiplied by appropriate weighting factors based on relative importance and sensitivity analysis of each indicator. Categorical rankings of I, II or III were assigned to soil groups based on overall aggregate score. ‘T’ value of different landforms of Delhi State was computed using the guideline of USDA‐Natural Resource Conservation Services. Majority of landforms of Delhi had ‘T’ value of 12·5 Mg ha⁻¹ y⁻¹, except for the soils of hill terrain, dissected hill, pediment and piedmont plain, where ‘T’ value ranged from 5 to 10 Mg ha⁻¹ y⁻¹. These ‘T’ values could be used for conservation planning and will help the planners in devising suitable land restoration strategies. Copyright © 2008 John Wiley & Sons, Ltd.     

山西省沿黄地区水土保持综合治理战略对策研究

本项研究从分析沿黄地区治理开发的优势和劣势入手,对多年来的治理实践进行了回顾总结,提出了今后治理开发的基本指导思想,奋斗目标、重点区域、技术战略及其配套措施。