透水砖铺装地面垫层结构对城市雨水入渗过程的影响

为了给透水砖铺装系统综合排水设计提供依据,建立了透水砖铺装地面物理模型,采用4种透水砖铺装结构形式(垫层由不同厚度的无砂混凝土、中砂、砂砾料组合而成),进行了模拟降雨条件下雨水入渗过程试验研究。结果表明:降雨过程中超渗的水流形成表层流,其水分延续入渗使地基土壤水分继续增加;4种处理在模拟降雨1 h,强度59.36 mm/h的情况下产流量均为0,下渗率的大小与垫层透水性程度呈正比,与土壤初始含水率呈反比;在模拟降雨2 h,强度59.36 mm/h的情况下(相当100年一遇2 h降雨量),透水砖铺装地面处理1(垫层结构自上而下为中砂10 cm、砂砾料20 cm),入渗效果最优,此时无地面产流。对于新建居民小区、道路、园林绿化等领域布置综合排水系统,以及那些现有排水系统超载严重,难以进行管网改建或改建代价过高的区域,用透水砖铺装地面取代不透水铺面是减少城市地面淹水频次和涝灾程度的良好途径之一。     

坡面降雨侵蚀和径流侵蚀研究

降雨侵蚀过程包括径流侵蚀作用和雨滴打击作用两个方面,传统的单径流小区降雨试验难以区分二者对坡面侵蚀的贡献。通过双土槽人工降雨试验,研究了降雨侵蚀和径流侵蚀的关系及二者对坡面侵蚀产沙的贡献。结果表明;在坡度和降雨强度一定时,坡上方来水量引起坡下方侵蚀产沙量随着上方来水量的增大而增大;在坡度一致和坡面径流量基本相同时,降雨侵蚀产沙量大于供水径流的侵蚀产沙量,降雨强度增大１倍时,坡面侵蚀产沙量增大约５０     

黄土高原农耕地坡面侵蚀过程的7Be示踪试验研究

定量研究坡面次降雨条件下不同侵蚀类型随时间的变化规律,利用传统研究方法很难解决,利用7Be在土壤表层剖面中呈指数减少的趋势,且主要分布在0～10 mm的表层范围内的特点,利用137Cs在耕层土壤剖面中分布比较均匀的趋势,运用复合示踪法定量研究了坡面次降雨条件下不同侵蚀类型的发生、发展.研究结果表明,7Be可以更敏感地反映侵蚀过程中所发生的坡面片蚀状况,并将坡面片蚀和细沟侵蚀类型随时间的变化定量区分开来.另外,利用7Be示踪法计算了细沟侵蚀量,并与传统研究方法得出的结果进行了比较.     

人工降雨条件下多层渗滤介质系统产流与入渗规律试验研究

透水性铺装地面是雨水利用的重要措施之一。该文通过建立透水砖铺装地面物理模型，采用3种透水砖铺装形式(垫层由不同厚度的无砂混凝土、碎石、中砂组合而成)和1种不透水砖铺装(对照)，研究不同垫层结构的透水砖铺装地面在降雨条件下的产流与入渗规律。结果表明：3种透水砖铺装地面系统对地面产流均具有明显的削减作用；在模拟降雨强度为59.36 mm/h的情况下(相当6年1遇1h降雨量)，无砂混凝土10 cm和石子15 cm垫层结构的入渗效果最优，此时无地面产流，其径流系数比不透水性铺装对照处理减小85%。     

人工模拟坡面产流试验研究

采用活动式人工模拟降雨试验装置,在室外对不同种类土壤、坡比、植被条件下的模型坡面产流进行了试验研究,重点分析了下垫面因子对坡面流流速的影响。结果表明:细沟流速随坡度的变陡而明显增大,坡面流速和细沟流速的比值随坡度的增加有明显变小的趋势,土壤理化性质、地表糙率的不同使坡面产流等也呈现出不同的特点。     

黄土区土质道路径流水动力学参数的灰色关联度分析

黄土区土质道路路面侵蚀是该地区土壤侵蚀中的重要形式之一,为了探讨其土壤剥蚀率与径流水动力学参数的相关关系,以便为该地区道路土壤侵蚀预报模型的建立提供帮助,采用室内人工降雨及放水冲刷实验、灰色关联度分析方法研究了裸露土质路和植草土质路的径流水动力学参数与土壤剥蚀率间的关系,结果表明:1)在15°坡度、不同雨强条件下,可根据径流量或水流功率计算土壤剥蚀率;2)在2mm.min-1雨强、不同坡度条件下,可根据水流功率或坡度计算土壤剥蚀率;3)在降雨加放水冲刷试验条件下,裸露土质路的土壤剥蚀率可通过径流水深或径流流速计算得出,而植草土质路的土壤剥蚀率可通过过水断面单位能量或径流量计算得出。因此,在无汇水条件时,根据径流水流功率计算土壤剥蚀率较为合理;在有汇水条件时,采用径流量计算土壤剥蚀率较为合理。     

黄土与紫色土坡面侵蚀特征对比试验研究

采用人工模拟降雨试验,在相同试验条件下对黄土和紫色土坡面产流及产沙特征进行了对比研究.研究结果表明,黄土坡面属于超渗产流,坡面发育有较深的侵蚀沟;紫色土属于蓄满产流,坡面沟道不发育或发育微弱,且在相同条件下黄土坡面侵蚀量远大于紫色土坡面的侵蚀量.对比试验表明,在实施水保措施时,应结合土壤的结构和侵蚀特征选择适当的方案,以达到理想的防治效果.     

不同扰动带设置对坡耕地产流产沙的影响

为研究减小坡耕地水土流失的方法,试验在5°,10°和15°的径流小区内沿等高线设置扰动带(长条形翻耕扰动区域,投影宽度30 cm),研究其对坡耕地产流产沙的影响。通过改变扰动带的位置(小区上方或下方)、坡度(水平状或原坡状)和覆盖情况(有覆盖或无覆盖)对小区进行处理,并与CK(未设置扰动带的小区)进行比较。结果表明,设置扰动带可延迟产流时间,扰动带的位置变化对产流时间的影响最明显,其中,设置于小区下方水平有覆盖的扰动带延迟产流效果最好,产流时间延迟6.4～8.1 min;所有扰动带均有减流效果,设置于下方水平有覆盖的扰动带减流效果最好,与CK相比产流量减少42.81%～43.74%;扰动带的减沙效果与覆盖条件有关,有覆盖的扰动带具有明显的减沙效果,无覆盖的扰动带减沙效果不明显,甚至造成产沙量增加,其中,设置于下方水平有覆盖的扰动带减沙效果最好,与CK相比,产沙量减少32.47%～44.14%。     

紫色土丘陵区典型坡地产流及产沙模拟试验研究

应用人工模拟降雨实验,对紫色土丘陵区坡地产流及产沙特征进行了研究.(1)地表径流初始产流时间随着雨强和坡度的增加而加快,在0.7～9.5 min之间变化;壤中流初始产流时间变化复杂,在2.6～46.4 min之间变化,雨强是影响低坡度壤中流初始产流时间的主要因子;(2)地表径流累积量与雨强、坡度均成正比关系,壤中流累积量随着坡度和雨强的增大呈现出减小趋势;(3)地表径流雨后消退迅速,退水常数k(Barnes法)值为0.41～0.66,壤中流消退缓慢,退水常数为0.91～0.99;(4)同一降雨历时下,相对坡度而言,雨强是决定产沙量的主要因子,产沙量在23.4～972.3 g/(m2·h)之间变化;在同一雨强下,产沙量随着坡度的增大而增加.就紫色土坡地而言,改良耕作制度和耕作措施,实施因地制宜的水保措施,提高坡地土壤入渗率和持水量,使降雨径流以壤中流形式产生,能更有效地防治水土流失.