地表坡度对坡面溶质随薄层水流迁移特征的影响

通过上方来水模拟薄层水流冲刷试验,研究了地表坡度对红壤坡面产流、产沙及非吸附性离子(Br-)迁移过程的影响.结果表明:起始产流时间随地表坡度增大呈递减趋势;坡度对产流规律和产流总量影响并不显著.坡面径流泥沙含量随产流时间呈半正弦波衰减趋势;坡度越大,周期越短,波幅越大;泥沙流失总量与坡度呈幂函数递增关系.薄层水流冲刷作用下坡度对土壤溴迁移特性影响显著;随着坡度增大,径流澳浓度随之增大,澳的流失方式由淋溶损失为主逐步转变为径流流失为主.     

砒砂岩地区坡面径流水动力学特性研究

【目的】研究砒砂岩地区坡面径流的侵蚀规律,为该地区坡面水蚀预报模型的建立提供理论依据。【方法】在内蒙古鄂尔多斯市准格尔旗的西召沟内,选取典型的砒砂岩沟坡,采用野外实地放水冲刷试验,对不同冲刷流量(100,150,200,250,300 L/h)和坡度(5°,15°,25°,35°)下砒砂岩坡面径流的水动力学特性进行研究。【结果】在试验的冲刷流量和坡度范围内,砒砂岩地区坡面径流流速均随冲刷流量和坡度的增加而增大,它们之间呈幂函数关系。坡面径流雷诺数(Re)为58.55~442.85,且Re随冲刷时间的延长有增大的趋势。坡面径流弗罗德数(Fr)为0.738~2.281,且Fr随着冲刷流量和坡度的增加而增大。当冲刷流量和坡度较小时,径流流态为层流和缓流;当流量和坡度较大时,径流流态为层流和急流。坡面径流Darcy-Weisbach阻力系数(f)与冲刷流量和产沙量呈反比关系。【结论】相对于其他地区,砒砂岩地区坡面径流水动力学特性有其独特的特征,研究结果可以进一步揭示该地区坡面侵蚀产流产沙机理及侵蚀动力学机制。     

降雨条件下电解质示踪正态模型的应用

为测试电解质示踪正态模型在降雨条件下测量坡面径流流速的可行性,对3个降雨强度和5个坡度条件下坡面电解质示踪试验数据进行分析;在降雨条件下将正态模型法计算的径流流速与传统流量法得到的流速进行对比.结果表明:正态模型测量坡面径流流速在理论上是可行的;坡度和降雨强度较小时,正态模型法能够在短距离内准确测量径流流速,与流量法测量结果接近;随着坡度和降雨强度的增大,由于电解质的横向扩散损失导致模型预测径流流速的精度有所降低.     

草地坡面径流侵蚀产沙过程模拟试验研究

[目的]研究草地坡面径流侵蚀产沙过程模拟试验。[方法]通过放水冲刷模拟试验对内蒙古自治区达茂旗草原土壤侵蚀特性进行系列分析,研究土壤侵蚀产沙过程和机理。[结果]变坡径流平均流速随径流量和坡度的增大呈波动趋势增加;坡面径流平均输沙率和平均剪切力均随流量的增加波动增加,随坡度的增加而呈抛物线形式变化,临界坡度值出现在25°左右,流量对输沙率的影响大于坡度因素的作用;坡面径流平均输沙率与平均剪切力之间有良好的线性关系。[结论]该研究为建立我国草原区土壤侵蚀预报提供理论依据。     

模拟降雨条件下坡度对石灰岩坡面土壤侵蚀的影响

[目的]揭示坡度对石灰岩坡面径流的影响。[方法]通过室内模拟降雨试验,研究了坡度对石灰岩坡面产流过程和侵蚀过程的影响。[结果]在5°～25°范围内,石灰岩坡面径流总量和动态径流量随坡度的增大而增大,临界坡度接近或大于25°。径流泥沙含量也随坡度的增大而增大,同一坡度下泥沙含量在产流初期迅速达到峰值,随后的20 min内持续下降直至稳定。径流系数、径流深随着坡度的增大而增大,呈现良好的线性关系。[结论]该研究为建立石灰岩土壤侵蚀预报模型和实现石灰岩区的综合治理提供理论依据。     

鲁中山区坡面尺度下的土壤侵蚀特征分析

土地资源的过度开发利用导致土壤侵蚀问题日益严重。坡面作为土壤侵蚀研究的基本单元,分析其在不同条件下土壤侵蚀特征对于水土保持政策制定具有重要意义。以济南市莱芜栖龙湾水土保持科技示范园的径流场为试验区,对2008—2012年的降水数据以及模拟降水试验观测数据进行定量分析,结果表明:(1)坡长一定时,25°为侵蚀临界坡度,坡度大于或小于25°,侵蚀量减少;(2)在10°～30°坡度范围内,降水量达到12.95 mm时才会产生径流,并且与径流量和泥沙损失量均呈现正相关趋势,并且降水强度越大,面蚀转为细沟侵蚀的时间越快,前期侵蚀量的波动越大;(3)10°～20°的坡度范围内,梯田种植方式比顺坡种植方式有更好的水土保持效果,25°～30°坡度范围内,林草工程和鱼鳞坑等措施结合可以有效减弱土壤侵蚀。     

径流功率理论在黄土坡面侵蚀产沙计算中的应用

介绍了径流侵蚀产沙功率理论的基本原理,并应用这一理论对放水冲刷试验中不同坡度和流量条件下的侵蚀产沙特征进行了分析和比较。结果表明,当坡度为3~°27°时,单位径流的侵蚀功率随坡度的增加而增大;当坡度增加到27°时,单位径流功率达到最大值,而后随着坡度的继续增加,单位径流功率有所减少。实测数据和据单位径流侵蚀功率理论计算的坡面单宽径流侵蚀产沙量表现出了相似的变化规律,两者都随坡度的增加呈抛物线变化,坡面单宽径流侵蚀产沙量的最大值都出现在21°左右,且二者之间具有良好的线性关系。说明径流功率理论可以较好地应用于坡面单宽径流侵蚀产沙量的计算。     

黑土坡面径流特征模拟研究

以土槽模拟自然坡面,在人工降雨条件下,对黑土坡面径流参数进行了分析。结果表明:随着降雨强度(简称"雨强")和坡度的增大,黑土坡面径流的初始产流时间缩短,径流量和径流系数增加。在前期降雨条件下,二次降雨所表现的径流侵蚀特征均强于首次降雨。黑土坡面产生细沟的时间随坡度增大而缩短,当坡度15°时,细沟产生时间基本一致,细沟的数量及长、宽、深等参数增大,坡度对沉积的影响作用大于降雨强度。     

赤红壤坡面径流含沙量及产沙特征研究

通过人工模拟降雨试验,研究不同坡度和雨强对赤红壤坡面径流含沙量过程及侵蚀产沙量的影响。结果表明:含沙量随径流历时有一个下降后趋于稳定的过程;侵蚀产沙量跟坡度、雨强的关系可用坡度和雨强的乘积的线性函数描述。     

运动波理论及其在黄土坡面径流过程模拟中的应用

从运动波理论的基本方程入手,分析坡面产流机制,推导出某一时刻坡面上任一点的运动波方程的理论解析解.根据对坡面径流过程的分析,将坡面径流过程分成涌水阶段,平稳阶段和消退阶段,分别各阶段推导出了运动波方程理论解析解的求解公式.最后用模型去拟合实测径流过程,求取各次降雨的参数值~i0,a和m,对理论公式进行修正,建立了~i0,a,t_a,T_c,t_h的预测模型.如果已知坡面基本状况、坡度、降雨强度及前期土壤含水量,利用本文提出的模型即可预测单次暴雨下坡面末端径流动态过程.     

喀斯特区石桥小流域不同条件的坡面径流的产流特征分析

[目的]研究喀斯特区石桥小流域不同条件的坡面径流的产流特征。[方法]在喀斯特区石桥小流域水土流失综合治理试验区,按不同治理措施条件设置了23个径流小区、3个固定植物群落样地,通过长期定位观测,收集了小流域2005年以来的基础数据和2006至2009年小流域综合治理实施后的监测数据,分析不同条件下坡面径流的产流产沙特征。[结果]不同坡度对径流深的影响依次为:坡度为5°时径流深为392 mm<坡度10°的404 mm<坡度15°的423 mm=坡度20°的423 mm<坡度25°的424 mm<坡度30°的438 mm<坡度40°的442 mm;不同坡度对土壤侵蚀模数影响依次为:坡度5°时土壤侵蚀模数为38.08 t/km2.a<坡度10°时的83.90 t/km2.a<坡度15°时的120.50 t/km2.a<坡度20°时的136.21 t/km2.a<坡度25°时的210.50 t/km2.a<坡度30°时的272.71 t/km2.a<坡度40°时的308.08 t/km2.a。[结论]径流深和土壤侵蚀模数均随坡度增加而增大;坡长与径流深密切相关。     

海涂盐碱地工程边坡土壤抗冲刷性能试验研究

本文对6个不同坡度和6个不同流量条件下的海涂盐碱土坡面进行上方来水径流冲刷试验,对试验中得到的盐土坡面冲刷侵蚀产沙率和几个典型的径流水动力学参数与坡度、流量的相关关系以及产沙率与各参数之间的相关关系进行分析,研究其抗冲刷性能。结果表明,产沙率Rs分别与坡度呈良好的线性正相关关系,与流量呈良好的对数关系。雷诺数Re与流量呈线性正相关而与坡度无显著相关关系。坡面水流剪切力τ和水流功率ω与流量和坡度均呈线性正相关关系。剪切力τ、水流功率ω与产沙率对数相关,都可以很好的预测不同坡度和流量条件下的产沙率。对比相关系数,水流功率ω能更精确预测产沙率Rs。该研究结果可为海涂围垦区盐碱土地工程边坡的土壤侵蚀预报模型的建立研究提供科学依据。     

天然降雨条件下坡面侵蚀动力学特性研究

采用天然降雨径流小区试验的方法,通过观测天然降雨条件下坡面径流流速,对坡面侵蚀发生过程中的径流水动力学特性进行了研究.结果表明:植被覆盖的坡面和裸坡的径流水力学参数流速、雷诺数、弗汝德数均随降雨强度的增大而增大;阻力系数则随降雨强度的增大而减小.有植被覆盖的坡面流的雷诺数与弗汝德数则随雨强的变化相对平稳.     

坝缘山地陡坡地不同水保措施土壤流失量对比——以张家口市沽源县红旗滩小流域为例

在沽源县红旗滩小流域陡坡地,选取地貌、土壤、植被等自然条件具有较强代表性的红泥滩村北山坡为研究地,设置未治理坡面径流小区、水平沟治理坡面径流小区、鱼鳞坑治理坡面径流小区3个观测小区。于2007～2009年的雨季连续监测、对比各径流小区的土壤流失量。结果表明：在坡度、坡向、植被盖度和降水特征等要素基本一致的条件下,水土保持措施效果由好到差依次是水平沟治理坡面径流小区、鱼鳞坑治理坡面径流小区、未治理坡面径流小区。坝缘山地陡坡地水土流失治理应提倡使用水平沟治理方式。     

川中丘陵区紫色土坡耕地土壤侵蚀特征

通过径流小区定位观测,研究了川中丘陵区坡耕地土壤侵蚀特征。结果表明,坡面径流量和土壤侵蚀量年际间存在差异;随着坡度的增加,坡面径流量和土壤侵蚀量呈增加的趋势。多元回归分析表明,降雨量与坡面径流深、土壤侵蚀量之间存在显著的线性关系;而降雨强度、降雨历时与土壤侵蚀量分别存在着显著的幂函数和二次函数关系。主成分分析表明,降雨量和降雨强度为坡耕地主要的土壤侵蚀因子,降雨历时对土壤侵蚀的贡献率随坡度的增加逐渐加强。     

黄土残塬沟壑区坡度和坡长对土壤侵蚀的影响分析

该研究以黄土区坡地的坡长与坡度对于土壤侵蚀的影响为研究内容,旨在为因害设防,更好的治理水土流失,对黄土高原坡地综合治理提出理论依据和切实可行的实践指导. 根据在山西省吉县黄土残塬沟壑区长期定位水土流失观测与调查资料,并结合以往关于黄土区的研究成果分析了坡长和坡度与侵蚀的关系,研究表明:随坡长和坡度的增大,径流增大,侵蚀量越大,侵蚀模数增大;年侵蚀模数与坡长呈正相关关系;随着坡长增大,细沟侵蚀和浅沟侵蚀明显增强;坡耕地坡长最好小于15 m.     

黄土残塬沟壑区坡度和坡长对土壤侵蚀的影响分析

该研究以黄土区坡地的坡长与坡度对于土壤侵蚀的影响为研究内容 ,旨在为因害设防 ,更好的治理水土流失 ,对黄土高原坡地综合治理提出理论依据和切实可行的实践指导 .根据在山西省吉县黄土残塬沟壑区长期定位水土流失观测与调查资料 ,并结合以往关于黄土区的研究成果分析了坡长和坡度与侵蚀的关系 ,研究表明 :随坡长和坡度的增大 ,径流增大 ,侵蚀量越大 ,侵蚀模数增大 ;年侵蚀模数与坡长呈正相关关系 ;随着坡长增大 ,细沟侵蚀和浅沟侵蚀明显增强 ;坡耕地坡长最好小于 15m .     

利用REE示踪法分析坡面放水冲刷的侵蚀过程

为确定放水条件下坡面侵蚀规律,采用3个坡度(15°,18°,21°)和3个流量(3.5,4.5,5.5L·min-1)交叉组合进行室内冲刷试验,并利用REE示踪法系统分析细沟发生和发展过程.结果表明:坡面上部细沟侵蚀最为剧烈,到试验结束时,坡面上部、中部和下部的沟蚀深度分别在20cm、10cm和5cm的范围内;上部和中部各层稀土元素示踪区的侵蚀率在试验过程中的变化曲线呈现单峰型或多峰型.流量对各元素示踪区侵蚀率的影响比坡度更为显著,是影响细沟侵蚀量的主要因素.水流流量不变时,在试验初始3min内,坡度对坡面下部的侵蚀影响相对较大.     

坡度、坡长变化与水土流失量之相关性分析

通过对天然径流小区的观测试验,研究了坡度、坡长与水土流失间的关系。结果表明试验区径流冲刷量、养分流失量、农作物产量与坡度和坡长存在着密切的关系。同时对该地区水土流失的成因进行了一定的分析,并提出了一系列水土流失防治措施,以便为当地的水土流失整治工作提供一定的科学依据。     

小流域降雨径流泥沙测验对比分析

凡是在有降雨且多以暴雨形式出现的区城,坡面径流是导致陆地表土产生位移和搬运的主要动力。虽然径流速度及其动力大小与降雨强度、降雨量、地形坡度、土壤性质、植被稀密、岩石软硬等因素密切相关,但是主导因子是坡面径流。通过对治理程度不同的两条小流域的降雨径流泥沙测验对比分析,为综合治理水土流失提供理论依据。