坡面水力侵蚀比尺模拟试验设计与验证

 针对黄土高原坡面水力侵蚀调控实体模拟试验中存在验证不充分的问题,利用黄土高原小流域水力侵蚀调控实体模拟试验理论与技术,设计黄土坡面水力侵蚀比尺模拟试验,并对其进行验证。结果表明:在正态条件下,满足几何、降雨强度、入渗、径流运动、输沙、床面变形等相似条件下所建造的坡面模型;在试验条件下,虽然与模型原型流型有所偏离,但降雨、径流流态、平均流速、阻力系数、汇流过程、产沙、输沙及床面变形是基本相似的。表明该方法可以作为坡面治理水土流失、优化治理方案,寻求水土资源高效利用措施的工具。     

选沙对水力侵蚀比尺模拟试验侵蚀过程相似的影响

针对坡面水力侵蚀比尺模拟试验存在的选沙困难、侵蚀过程相似验证不充分的问题,在前人研究的基础上.就降雨条件下选沙对黄土坡面水力侵蚀比尺模拟试验侵蚀过程相似的影响进行了研究.结果表明,无论选用何种模型沙,当雨强比尺满足λi=λ1l/2,土壤含水量比尺满足λθ=1,径流过程都满足相似;依据悬浮相似选择的模型沙,需检验其是否满足起动相似,利用经检验不满足起动相似的模型沙进行的试验,侵蚀过程也不满足相似;利用依据起动相似选择的模型沙进行的试验,侵蚀过程满足相似要求.黄土坡面水力侵蚀比尺模拟试验宜选用依据起动相似为主的选沙方法选择模型沙.     

宁南山区典型饮水型集雨系统的水质特征

针对宁南山区典型饮水型集雨系统窖水的水质特征研究薄弱的问题,通过对水窖进行实地监测,对比研究了不同集雨系统水窖在贮存雨水约180 d后水质基本达到稳定状态时的水质特征。结果表明,(1)在集雨面同为庭院的条件下,混合窖(水泥砂浆抹面,窖底铺胶泥)的水质总体优于水泥窖;以混凝土公路面为集雨面的胶泥窖水质较差。(2)3种集雨系统中窖水的总磷(TP)量均超标,其中公路面与胶泥窖组合形式下的总磷(TP)量超标较严重,达到66.7%。(3)3种典型集雨系统窖水中的细菌总数均严重超标,且只有公路集雨形式下的胶泥窖水中的大肠杆菌超标。集雨面污染对窖水水质的影响较大,公路收集的雨水水质较差;地区水窖应因地制宜,采用混合窖要优于纯水泥窖。     

MBER土壤固化剂集流场的施工工艺

 人工集流场常用的防渗材料有混凝土、聚乙烯薄膜和沥青玻璃丝油毡等,这些材料的集流效率高,但是存在造价高或耐久性差的缺点。应用土壤固化剂修建集流场,能够有效解决集流材料造价高和耐久性差等问题。在阐述MBER土壤固化剂的组成和固化机制、原材料的技术要求、配合比设计和集流场结构设计等基础上,重点研究土壤固化剂集流场的施工工艺,提出了在干硬性施工工艺中混合料的均匀性、含水率和施工时间是应用固化剂修建集流场的关键技术,建议加强对塑性施工工艺的研究。     

基于Morris和EFAST的CERES-Wheat模型敏感性分析

依据在陕西杨凌获得的冬小麦试验资料,用Morris法和EFAST(extended Fourier amplitude sensitivity test)法分析了CERES-Wheat模型输出变量中小麦开花期、成熟期、产量、地上生物量对品种和生长参数的敏感性,并分析比较了两种方法的一致性。结果表明,光周期影响因子(P1D)、出苗-穗分化期积温(P1)、穗分化-挑旗期积温(P2)和春化影响因子(VEFF)均对开花期和成熟期较敏感,灌浆期积温(P5)对成熟期有较大影响;挑旗前、后的光能利用率(PARUE,PARU2)、P1D、P1和P2均对产量和生物量有较大影响;最适条件下标准籽粒质量(G2)和开花期单位地上生物量的籽粒数(G1)对冬小麦产量有较大影响,第一标准叶的比叶面积(SLAS)对地上生物量有较大影响。Morris法和EFAST法得到的参数敏感性结果具有较高的相关性,表明计算工作量较小的Morris法较适于筛选模型敏感参数。     

不同复合措施的次降雨径流、产沙调控率和作物产量

针对单一径流调控措施难以得到较好水土保持效果的问题,本研究通过天然降雨径流、产沙的试验定位观测,对几种措施复合后的次降雨径流、产沙的调控率,及对作物产量的影响做了分析.研究表明:复合措施可以有效地对坡面径流、产沙进行调控,减少坡面径流量和产沙量90%以上,同时提高农作物的产量10%以上.复合措施因其优异的径流、产沙调控能力,增产明显,成本低廉,实施简便,成为一种性价比较高的坡面径流调控模式.     

延安极端降雨特性分析及对梯田侵蚀灾害影响

针对以增暖为主要标志的全球变化导致气候变率增大,极端天气气候事件和灾害发生更为频繁,造成人口、农业经济生产、基础设施风险扩大的现实,以2013年造成延安多地严重受灾极端降雨特性及其对梯田侵蚀影响严重为例,基于延安站多年逐日降雨资料和梯田侵蚀实地测量资料,分析了该极端降雨的特征并探讨了其对梯田侵蚀灾害的影响。结果表明:(1)延安2013年降雨总量达到959mm,比1951—2012多年平均降雨量高出448.8mm,其中7—9月降雨量达到761mm,占全年降雨量的79.4%,最大月降雨7月为568mm,达到万年一遇标准;(2)延安2013年极端降雨侵蚀性降雨和暴雨次数多,暴雨总量大,同时降雨出现短历时中强度、中历时高强度、长历时强侵蚀弱输沙的新变化;(3)延安2013年极端降雨下连片梯田侵蚀剧烈,侵蚀模数和相对高差与汇水面积之间存在显著关系,梯田中下部侵蚀严重,最大土壤侵蚀模数达到54 049.50t/km2,该研究可为水土保持农业梯田工程设计提供依据,同时将为气候变化条件下有效应对该类极端降雨采取永久措施和临时措施及适应性调控提供科技支撑。     

基于模块化设计的水利水保工程桩基钢筋笼加工平台研究

[目的]针对在水利、水保及民用建筑工程领域的基础工程施工中所用到的钢筋笼加工制作平台存在的造价高,使用不便,制作材料浪费大,标准不统一和加工质量差等问题,基于"系统化、模块化"的设计思想,设计一种钢筋笼加工制作平台。[方法]该设计主要包括固定支架模块和固定轴模块。固定架模块由一对固定支架组成;固定轴模块由高笼模块、中笼模块和低笼模块组成。内固定轴模块通过内滚动轴承连接外固定轴模块,外固定轴模块表面沿外圆周安装有数个主筋镶片,主筋镶片上有横向的主筋卡槽和纵向的加强箍或支撑箍卡槽。[结果]该设计解决了不同桩基设计要求的钢筋笼尺寸制作不通用问题,也解决了钢筋笼加工不统一、不标准,且一个工程一台机械,用完即丢弃的问题。不仅能使成品钢筋笼加工质量容易符合规范要求,而且能防止在制作过程由于就地制作造成的泥土和油污对笼身的污染,大大提高了制作和施工效率,节约成本,保护了环境。[结论]桩基钢筋笼加工平台的改进设计对不同类型基础工程中设备器材的可持续利用有重要意义,它可以促进建筑材料的循环应用。     

复合坡度下雨水高效集蓄利用模式研究

通过复合坡面人工模拟降雨径流冲刷试验,研究了2种雨强下4种下垫面模式的坡面径流调控效应,从产流时间、侵蚀量、径流量以及泥沙含量等方面分析了径流调控的机理。结果表明:帕特草+PAM是一种理想的措施,其坡面径流量和侵蚀量均最小,较裸地对照(CK)分别提高了93.02%和98.13%,其次是帕特草+地孔,PAM+地孔;单纯在裸地上打地孔的坡面径流调控效果较裸地对照效果不明显。坡度对不同下垫面复合措施的影响甚微,而降雨强度对其影响却极为显著。坡面雨水的集蓄利用复合措施与水土保持综合治理模式改变了坡面的小地形状况,增加了植物(作物)覆盖度,加大了降水的入渗速率和数量,对黄土高原的水资源有效利用具有理论指导作用。     

雨水集蓄利用中的水质问题及对策

针对目前雨水集蓄利用中的雨水水质安全问题,从大气污染、雨水收集、窖水贮存、窖水消毒等几个方面分析了集蓄雨水污染成因,提出了研发筛选集流和窖体新材料、优化水窖结构设计和改进消毒方法、加强集流面与水窖管理等防止窖水污染和改善窖水水质的措施。