纤维水泥土抗拉强度的试验研究

采用在水泥土中掺入纤维的方法获得了比水泥土抗拉强度和韧性更高的纤维水泥土。通过正交试验,建立了关于纤维水泥土抗拉强度与纤维掺量、长度间的数学关系。分析表明纤维水泥土抗拉强度随着纤维掺量和长度的增加而增加,且纤维掺量对纤维水泥土抗拉强度的影响比纤维长度的影响更大。     

不同治理度下小流域正态整体模型试验——工程措施对小流域径流泥沙的影响

该文首次运用正态整体模型试验方法研究小流域在不同治理度下的水沙变化规律。试验结果表明小流域坡面治理存在一个明显阈值,黄丘区第二付区为80%;沟道布坝密度对流域径流泥沙影响显著,并首次提出黄丘区第二付区不同治理度阶段的布坝密度界限值。     

玻璃纤维对水泥土抗压和抗拉强度的影响

分析了玻璃纤维长度和掺入量对水泥土抗压和抗拉强度和影响机理,试验结果表明,在考察范围内水泥土的强度随着玻璃纤维长度和掺入量的增加而增大,且玻璃纤维掺量对水泥土抗拉强度的影响比抗压强度更显著,但当玻璃纤维掺入量超过一定限度时,水泥土的强度反而会降低。     

农地耕层与犁底层土壤入渗性能的连续测量方法

研究农田土壤入渗性能对于了解铧式犁耕作对土壤水力性能的影响、指导农地耕作方式决策、农田灌溉、改善农地生态环境具有重要意义。该文提出了一种农耕地耕层与犁底层土壤入渗能力连续测量方法以及相应的计算模型。采用恒定流量向地表供水,由供水在地表湿润面积随时间的变化过程估计地表耕层土壤初期很高的入渗性能,由产流后供水流量与产流流量之差计算相对较低的土壤入渗性能及犁底层土壤入渗性能。并进行了室内模拟试验,结果表明该方法可连续测量农地耕层与犁底层的入渗过程。采用入渗量和供水量对比的方法进行误差分析,相对误差为5.75%,说明该方法具有较高精度。该方法省时、省水便于野外应用,为今后的进一步研究提供手段。     

电解质示踪测量坡面薄层水流流速的改进方法

薄层水流速度测量对坡面水文和土壤侵蚀过程预测具有重要意义。电解质示踪脉冲模型在短距离测量流速的精度较低,提高短距离测量精度是开发便携测量设备的需要。该文对电解质示踪脉冲模型的边界条件进行改进,采用正态分布函数代替脉冲函数的边界,提出了电解质示踪法测量流速的正态模型。用正态边界条件和脉冲模型解的卷积作为实际电解质传输过程的解,得到更符合实际的电解质传输模型。利用正态模型与试验观测数据拟合,得到水流流速的估计值。与脉冲模型比较,正态模型不同程度地降低了不同测量位置流速预测的误差。研究结果为改进测量流速的设备开发提供了科学依据。     

不同PAM施用方法对土壤入渗和侵蚀的影响

施用土壤调理剂PAM可增加入渗率和减少土壤侵蚀,为了研究不同PAM形态与施用方法对施用PAM效果的影响,该文对3种形态的PAM（溶胶态、溶液与干粉状）以及干粉PAM与石膏混合的2种施用方法进行了试验。结果表明,3种不同形态PAM均能够显著增加土壤入渗、减少侵蚀量。与对照相比,喷洒溶胶和溶液PAM可分别提高土壤稳定入渗率1.0～2.5、1.7～2.8倍,直接施用干粉PAM可提高0.25～1.8倍。综合比较干粉PAM的两种施用方法,地表直接撒施干粉比与土壤混合效果略好一些,与石膏联合施用可明显提高干粉PAM增加入渗效果,并且增加幅度随着石膏混合量增加而增加。地表直接撒施干粉PAM,与对照相比减少土壤侵蚀量最大约80%,可达到施用溶胶态与溶液PAM减少侵蚀相同的效果。干粉PAM与表层土壤混合施用将降低PAM减少侵蚀的效果。增加石膏掺入量可以加强干粉PAM增加土壤入渗、减少径流的效果,但会降低减少土壤侵蚀的作用。综合比较3种形态PAM及干粉PAM施用方法对入渗与侵蚀的影响,直接使用干粉PAM不仅具有较好效果,且施用方法简单易行,适合在旱作农业区推广使用。     

小流域土壤侵蚀动态过程模拟模型

建立流域土壤水蚀预报模型将为小流域综合治理、土地利用规划等宏观决策提供依据,为小流域水土保持效果有效评价提供参考。通过对小流域侵蚀动态过程的分析,在水流连续方程、动量守恒方程及泥沙质量守恒方程基础上,对坡面－沟道及各沟道间土壤侵蚀时空关系进行合理耦合,建立了流域系统土壤侵蚀动态模拟过程模型;采用有限元方法对土壤侵蚀模拟模型进行数值离散,建立了小流域系统数值离散模型;在确定流域时空离散方法基础上,采用VC++语言编制流域水蚀模拟程序;在室内人工模拟降雨条件下,对模型小流域50 mm/h降雨强度,5 min降雨历时情况下土壤侵蚀情况进行模拟,在得到流域内典型点处径流流量、径流含沙量及各沟道流速动态过程的同时,将流域内各沟道出口处模拟结果与测量结果比较,径流流量、径流含沙量、流速模拟精度均高于80%。研究结果表明小流域土壤侵蚀模拟模型的建立是可靠的,模型的数值离散方法及编制的计算程序是完全可行的。这一模型的建立将为小流域土壤侵蚀动态过程的模拟预报及实现由小流域向中大流域的侵蚀动态模拟预报提供一定的理论基础。     

两点边值问题的拟Shannon小波数值解法

用拟Shannon尺度函数作为权函数构造了两点边值问题的小波配置法，空间导数采用拟小波数值格式离散。在此基础上，进一步给出了小波配置解的外推方法。外推法是一种简单易行而精度又很高的数值方法，而且网格步长h的选取可以和小波配置法中配置点的选取采用相同的策略，所以可以很方便地将两点边值问题的小波配置解进行外推，以提高解的精度。数值算例表明，拟小波配置法适合于求解具有大梯度解的问题，小波配置解的外推方法可有效地提高其精度。     

径流小区产流过程量水堰自动测量系统

坡面径流小区是水土保持和相关领域研究的重要手段,流量观测是径流小区观测的主要内容.该研究设计开发了一种适用于径流小区流量过程的自动观测系统,该系统集成了量水堰、水位计和泥沙传感器,并配套了数据自动采集、存储和传输设备.通过水槽试验,标定了量水堰流量系数,建立了针对量水堰结构设计的近似流量模型并获取了模犁参数;模型验证和参数标定试验的结果表明:三角堰的水位与流量之间有着非常好的相关性,简化流量模型可以用于计算流量,简化模型回归分析的决定系数为0.98.此外,该文分析讨论了泥沙含量对流量观测的影响,提出了净产水(扣除泥沙体积的产水量)的概念和估计方法.该含沙水流自动测量系统具有很好的可靠性和观测精度,在水土保持监测方面具有广阔的应用前景.     

波涌灌溉和PAM作用下内蒙古河套灌区水蚀的试验研究

在内蒙古河套灌区采用波涌灌溉 ,施用 PAM(土壤结构稳定剂 )和利用地下咸水灌溉等不同处理进行了玉米地水蚀作用的试验研究。结果表明 ,灌溉方式在防止沟中水蚀方面没有太大作用 ,而施用 PAM却有显著效果 ,灌溉水中 PAM的质量分数 w(PAM)为 10× 10 -6时基本上可以起到防止水蚀的作用。在连续灌溉方式下 ,w(PAM)为 10× 10 -6的处理中水样含沙量只有对照的 14 .5 7 ;而在波涌灌溉方式下 ,w(PAM)相同的处理中水样含沙量仅为对照的 0 .91 ;w(PAM)为 2 0× 10 -6的各处理中水样含沙量基本上为 0或接近 0。