山坡道路水土流失防治措施研究

浮山县属黄土丘陵沟壑区,山多地广,农民居住分散,山坡道路复杂。山坡道路连接着村庄、农田与果园,与人们的生产、生活息息相关,对山区的经济发展起着重要的作用。据调查统计,山坡道路面积占土地总面积的4.5%,水土流失十分严重,主要侵蚀方式为沟蚀、泻溜等。山坡道路网应按照小流域综合治理规划合理布置,其主要防护措施:一是道路上方的坡耕地修筑梯田,以防止坡面径流汇集冲刷道路;二是将路面整修成拱型,以分散径流;三是在道路内侧修蓄水窑窖,拦蓄径流,发展节水微灌;四是路面及山坡栽植草灌,防止雨水冲刷。     

黄土丘陵区山坡道路防蚀措施设计与效益分析

针对黄土丘陵区山坡道路侵蚀问题,提出了以工程措施和林草措施相结合的山坡道路防蚀工程配置方案、布设原则等,包括工程措施中路面起拱,路边布设蓄水池、蓄水窑窖和截水沟等配置方案和路面种草的草种选择.多年野外实地调查与路面路段监测的结果表明,工程示范路段蓄水池、窑窖和植物措施的综合配置使山坡道路侵蚀模数减少了40%～82%.植物措施示范路段在次暴雨强度下较裸露地面道路侵蚀模数减少了58%～70%,径流减少了50%～69%.路面起拱、蓄水槽、窑窖、截水沟、植物措施的综合配置可以有效地防止山坡道路侵蚀.     

山区道路的水土流失及其防治

道路是实现农业机械化的必要条件,也是雨水径流集中的地方。加上路面板结,径流线又长,雨水下渗困难,路面冲刷严重。据有关水土保持研究所(站)观测,道路径流与冲刷情况见表1。山区群众广泛流传着“千年古路变成沟,路水不蓄必成灾”的说法。山区社队公路和田间机耕道路,有时一场暴雨,路面被冲成深壕,维修用工很多,有时被迫改线重修。路水集中冲刷往往又是导致沟头前进、蚕食梁垣坡地,使地形更加支离破碎的重要原因。     

长武王东沟试验区沟坡道路侵蚀及其防蚀措施

该文通过野外调查，定位监测和野外人工径流冲刷试验，结合土壤容重试验资料，在对沟坡道路侵蚀分类研究的基础上，对不同沟坡道路侵蚀的影响因素进行了综合分析，并对沟坡防蚀道路进行规划设计和效益评价。     

长武王东试验区道路侵蚀及其防治途径

本文通过野外调查、航片判读、野外人工径流冲刷试验,并结合土壤容重室内试验资料,对影响道路侵蚀的因素进行了综合分析。道路侵蚀是导致高原沟壑区沟头迅速延伸、地形更加破碎的主要原因之一,因此,以道路侵蚀防治为中心,并采用一系列综合防治措施是搞好本区域土壤保持工作的重点。     

坡面细沟发生临界水动力条件初探

通过玻璃水槽试验和土槽放水冲刷试验对坡面细沟侵蚀发生的临界水动力条件进行了初步研究。结果表明 ,坡面径流在顺坡向下流动过程中以滚波形式运动并发生叠加是造成侵蚀方式发生变化的主要原因。由于径流流动过程中发生滚波叠加 ,造成在径流流路上出现局部水深增加 ,导致侵蚀切应力激增 ,当切应力大于该处的土壤抗蚀力时便发生侵蚀 ,并最终造成细沟沟头的出现。通过对土槽冲刷试验的结果分析 ,运用能量守恒原理建立了径流能耗和径流侵蚀产沙率之间的关系 ,给出了给定土壤条件下坡面细沟侵蚀率估算模型。结果表明 ,坡面土壤侵蚀的发生具有一定的临界条件 ,当径流能耗大于 7 3 8(J)时坡面开始有细沟侵蚀发生     

黄土高原坡耕地的细沟侵蚀及其防治途径

陕北典型黄土丘陵沟壑区的定位观测、野外调查和室内一系列人工降雨试验资料,表明了细沟侵蚀量占坡面侵蚀量的70%。而细沟侵蚀的发生是在坡面股流的流程上,当径流侵蚀力增大到足以冲刷土块,形成小跌水,进而演化为细沟下切沟头时,细沟侵蚀就开始发生了。下切沟头的下切侵蚀和下切沟头间径流对沟底的冲刷、沟头的溯源侵蚀、沟壁的崩塌形成了断续细沟,而位于一条股流流程上多个断续沟头溯源侵蚀的连接就形成了连续细沟。在这个过程中。由于降雨径流侵蚀力和土壤抗侵蚀力在时空上的强弱对比关系,出现了细沟的分叉、合并及连通现象。所有这些过程不但促进了细沟的发展,而且也造成了严重的细沟侵蚀。降雨径流侵蚀力。土壤抗侵蚀性能,坡度、坡长、坡形和土地管理因素是影响细沟侵蚀的主要因素。因此。防治细沟侵蚀的关键是削弱降雨径流侵蚀力和提高土壤的抗侵蚀性能。而免耕留茬、覆盖、草粮带状间作、水平沟种植及土地的合理利用是防治细沟侵蚀行之有效的措施。     

新墨西哥州岩画陡坡地段沟蚀现象研究

沿新墨西哥州岩画国家纪念馆管理区32km长的陡坡地段分布有50条侵蚀沟,其中沿土路、人行便道、天然山坡、河道分布的侵蚀沟分别为14、7、18、11条。土路、人行便道可以汇集地表径流,因而加剧沟蚀的强度。在所研究的50条沟中,有30条沟的径流来自于土路。造成土壤侵蚀和沟蚀加剧的自然因素为高强度降雨等。但研究结果表明,半干旱地区的某些开发建设项目可能是造成严重侵蚀的主要原因。     

两种沟头防护工程的效益

一、沟头侵蚀及其防治沟头侵蚀是黄土高原水土流失区土壤侵蚀的重要部分,其侵蚀形态包括沟头进展、沟谷扩展和沟床下切。串球状陷穴和陷穴间孔道的塌陷,是沟头前进的主要方式,沟谷扩展的主要型式,是沟边崩塌、滑坡和泻溜。由于黄土入渗力强、多孔疏松、湿陷性大,经暴雨径流冲刷,岸坡稳定性差,沟蚀剧烈,沟头溯源侵蚀速度很快,一般沟头每年前进2—3米,沟谷扩宽2米多。如宁夏回族自治区固原县,从1957年起,平均每年沟头延伸6.78米,最大一年延伸竟达15.7米。沟头侵蚀发生在沟头有集中径流的地方,蚀坎高差多在10米以上。下泄径流冲刷力强,沟床下切快,     

黄土坡面细沟侵蚀能力的水动力学试验研究

建立以水动力学为基础的侵蚀预报模型,必须解决影响土壤侵蚀发生过程及其强度的各水力要素的合理计算问题。本文通过室内径流冲刷试验,研究了黄土坡国沟侵蚀发生的水动力学机理及其输沙特征,探讨了细沟侵蚀预报模型中,细沟侵蚀民涉衣的土壤及有关径流的水力参数;土壤侵蚀性系数,细沟侵蚀发生的临界切应力,细沟径流的平均流速,Ｍａｎｎｎｉｎｇ糙率系数,以及反映细沟断面形态特征的系数的估算问题。     

黄土丘陵区山坡植物路防蚀效益试验研究

黄土丘陵区土质道路侵蚀严重,在很大程度上影响了当地人们的生产和交通.在野外调查研究与定位监测的基础上,对该区土质道路硬地面次降雨侵蚀产流、产沙防蚀效益及其影响因素进行了初步探讨,为该区土质道路的侵蚀防治提供了科学依据.     

Modeling Interrill Erosion on Unpaved Roads in the Loess Plateau of China

Unpaved roads play an important role in soil loss in small watersheds. In order to assess the impact of these unpaved roads in the Loess Plateau of China, runoff and sediment yields from road‐related sources must be quantified. Field rainfall simulation experiments were conducted under three slope gradients and five rainfall intensities on unpaved loess roads in a small watershed. Results showed that the runoff generation was very fast in loess road surface (time to runoff < 1 min) and produced a high runoff coefficient (mean value > 0·8). Soil loss rates were decreased as surface loose materials were washed away during a rainstorm. Rainfall intensity, initial soil moisture, and slope gradient are key factors to model surface runoff and sediment yield. Soil loss on loess road surface could be estimated by a linear function of stream power (R² = 0·907). Four commonly interrill erosion models were evaluated and compared, and the interrill erodibility adopted in the Water Erosion Prediction Project model was determined as 1·34 × 10⁶ (kg s m⁻⁴). A new equation taking into account different parameters like rainfall intensity, surface flow discharge, and slope gradient was established. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.     

黄土道路侵蚀过程模拟试验研究

黄土地区土质道路侵蚀强烈,严重影响当地的生产与交通事业。开展黄土道路侵蚀研究,对于黄土地区水土保持与生态经济建设具有重要意义。采用模拟降雨试验方法研究了黄土道路侵蚀过程,取得了如下结果。(1)道路径流侵蚀发生时间随雨强及坡度的变化皆可用幂函数方程描述;(2)道路径流侵蚀开始时含沙量很高,但很快下降并随降雨历时的延长而逐渐趋于相对稳定;(3)道路侵蚀率变化过程可分为3个阶段:径流侵蚀开始至20min及40min至侵蚀过程结束,侵蚀率随降雨过程的变化较大,20～40min之间基本稳定;(4)道路侵蚀模数随雨强及坡度的变化均可用幂函数方程描述,雨强及坡度对道路侵蚀的综合影响可用二元线性方程描述。     

黄土区薄厚层浮土土质道路降雨侵蚀过程差异

土质道路经长期碾压产生了大量浮土,加剧了道路侵蚀。本文通过人工模拟降雨试验,研究不同雨强及坡度条件下薄层1.0 cm和厚层4.0 cm浮土土质道路的产流产沙特征。根据侵蚀物质的差异,将浮土道路侵蚀过程分为单独浮土侵蚀阶段和浮土、道路混合侵蚀阶段。结果表明:(1)浮土侵蚀阶段、混合侵蚀阶段薄层浮土平均径流率为厚层浮土的1.01倍~1.52倍、1.26倍~2.44倍。2.5 mm·min^–1雨强时3个坡度下的平均次降雨产流量为43.44 L,较1.0~2.0 mm·min^-1雨强提高37.36%~82.05%;(2)混合侵蚀阶段16°坡面平均含沙量均值为227.30 g·L^-1,为4°和8°的2.14倍和1.37倍。小雨强(1.0、1.5 mm·min^-1)时厚层浮土次降雨产沙量为薄层浮土的1.39倍~2.14倍;大雨强(2.0、2.5 mm·min^-1)时薄层浮土次降雨产沙量为厚层浮土的1.14倍~1.67倍。1.0 mm·min^-1雨强时3个坡度下的平均次降雨产沙量为2.08 kg,占1.5~2.5 mm·min^-1雨强的23.57%~68.59%;(3)混合侵蚀阶段及次降雨过程薄层浮土含沙量与径流率相关性较厚层浮土均增强。结果可为黄土区浮土道路侵蚀防治工作的开展提供科学依据。     

农村土质道路路面形态对道路侵蚀的影响

路面形态作为道路微结构的表现形式,改变道路降雨侵蚀特征,对调节道路系统水沙传递过程有重要意义。本文以拱形、侧向形、平直形、凹形等4种常见路面形态为研究对象,通过室内模拟降雨试验,研究坡度（5°、10°、15°）及路形差异下,道路侵蚀特点。结果表明：路形对产沙的影响高于产流,路形通过改变路面径流的水力学特征来改变产沙特性;在坡度10°和15°时,凹形路面径流流态为急流,流速最大,土壤侵蚀率显著高于其他路形,且侵蚀泥沙颗粒粒径较大;在坡度5°和10°时,拱形和平直形路面水流流态为缓流,拱形路面产流产沙能力最弱,抵抗降雨侵蚀的能力最好。凹形和平直形路面对坡度的敏感性较高,随着坡度提升,产沙量和水流能量均有大幅提高,坡度对拱形和侧向形影响较弱。路形差异导致侵蚀特征迥异,在道路设计建设过程中,科学的路形搭配和“路-渠”组合能有效防治道路侵蚀,降低道路建设对生态环境的影响,该研究可为农村低等级道路建设和维护提供参考。     

半干旱丘陵地区乡村道路侵蚀特点和影响因素研究——以内蒙古四子王旗东南部为例

内蒙古北部半干旱丘陵低山地区的乡村道路,侵蚀严重,使运输受阻,经常被迫改道,占用耕地,严重影响了当地农村的发展。以阴山北麓四子王旗的农耕地区为例,通过大量实地考察,研究道路侵蚀特点,并从自然和人为两方面研究道路遭受侵蚀的原因,分析道路侵蚀的发生机理。结果表明:乡村土质道路侵蚀的主要影响因素是路面坡度和降水强度,人类的使用方式也直接影响路面侵蚀。研究区位于坡面上和谷地中汇水处的土质道路普遍发育不同程度的侵蚀;夏季发生的有限的几次强降水是研究区道路遭受侵蚀的重要原因;位于较大坡度坡面上和谷地中汇水处的道路侵蚀最为严重;两边不等高和壤质土的路面都易遭受侵蚀;人类使用的季节性和维护的缺失加剧了道路侵蚀。     

黄土区土质道路人工降雨及放水试验条件下产流产沙特征

为了研究土质路面草本植被降低水土流失的作用,采用室内人工降雨及放水试验的方法比较了裸露路和植物路的产流产沙过程及径流水动力学特征,结果表明：相对于裸露路,不同覆盖度植物路总径流量降低幅度为3.94%～ 25.10%,总泥沙量降低幅度为9.65%～45.69%;在大致相同放水量条件下,植物路的土壤侵蚀速率、径流流速和过水断面单位能量均低于裸露路;植物路的Darcy-weisbach阻力系数和曼宁糙率系数分别是裸露路的2.62～9.00倍和1.74～ 3.53倍;植物路通过降低径流流速、减小过水断面单位能量和增大路面粗糙度及径流阻力起到减轻道路侵蚀的作用。该文为广大土质山坡道路侵蚀防治和植物路铺设提供理论支持。     

黄土丘陵区路面种草对水土保持的影响及成本效益分析

土质道路广泛分布于中国的农村、公园和自然保护区，由于设计标准低，常常引发严重的水土流失，是农村道路损坏的主要原因。1997～2001年，以黄土高原丘陵沟壑区陕西省延安市下砭沟小流域农业作业道路为背景，以防止和减轻路面汇流引发的水土流失对道路的破坏为目的，采用小区径流监测和施工统计的方法，在路面进行了为期5年的种草试验。研究结果显示，路面种草后径流量减少76.38%，土壤侵蚀量减少69.47%，建设成本比石子路减少71.65%，维护费用比对照减少60.97%，是一种经济可行的技术途径。对各地土质路面土壤侵蚀治理和道路维护具有广泛参考价值。     

非硬化路面侵蚀产沙规律野外模拟试验

为了科学治理非硬化路面水土流失,采用野外放水冲刷试验,对非硬化路面侵蚀产沙规律进行了试验研究。结果表明,同一坡度不同放水流量与同一放水流量不同坡度条件下,非硬化路面产沙随时间的变化形式均有3种,分别为平缓型、多峰型和单峰型。对同一路面不同观测断面的产沙量分析发现,产沙量沿坡面的空间变化形式分别为波动式减小、逐渐式减小和先增大后减小。、得出平均含沙量与放水流量呈对数相关,产沙率与放水流量、平均含沙量与坡度、产沙率与坡度均呈直线相关。以期为非硬化路面的水土流失预测和治理提供科学依据。     

野外模拟降雨条件下矿区土质道路径流产沙及细沟发育研究

为研究矿区土质道路径流产沙及细沟形态发育特征,在野外调查的基础上,设计坡度(3°、6°、9°、12°)和雨强(0.5、1.0、2.5、2.0、2.5、3.0 mm/min)2个处理,在野外建立不同坡度的道路小区,采用人工模拟降雨的方法,测定了不同处理道路径流产沙参数和细沟形态指标。结果表明:1)各坡度道路径流率为1.12~8.24 L/min,与雨强线性关系极显著,随坡度变化不显著;除0.5 mm/min雨强3°~9°坡及1.0 mm/min雨强3°坡道路径流流态为层流外,其余为紊流,雨强-坡度交互作用(I×S)对流态影响显著;阻力系数只与坡度相关。2)各坡度道路剥蚀率为0.92~324.46 g/(m2·s),与雨强、坡度和径流率呈极显著幂函数关系(R2=0.968,P0.01),道路土壤发生剥蚀的临界剪切力和临界径流功率分别为2.15 N/m2和0.41 W/(m2·s)。3)3°道路以片状侵蚀为主,6°~12°道路细沟发育,细沟宽深比、复杂度、割裂度和细沟密度分别为1.80~3.75、1.07~1.55、0.20%~10.33%和0.067~2.01 m/m2,细沟发育程度是雨强和坡度交互作用(I×S)的结果。4)6°~12°道路细沟侵蚀量占总侵蚀量比例为18.0%~57.16%,总侵蚀量与细沟宽深比、细沟复杂度、细沟割裂度和细沟密度均呈显著的函数关系(R2=0.35~0.96,P≤0.01),割裂度是影响土质道路总侵蚀量的最佳细沟形态因子。结果可为矿区土质道路水土保持工程设计及生产安全提供参数支持。