降雨强度对梯田边坡细沟侵蚀的影响

为了进一步明确黄土高原丘陵沟壑区梯田边坡在不同降雨强度下的细沟侵蚀和发育特征,选取陕西安塞县纸坊沟小流域土壤为试验材料,利用自制的试验模型槽,采用人工分层填筑方法,模拟野外最常见的单级梯田形态,在室内模拟降雨的条件下,设计了5组降雨强度(1.5,1.75,2.0,2.25,2.5mm/min),研究了不同降雨强度对单级梯田边坡细沟侵蚀和发育的影响。结果表明:(1)降雨强度越大,梯田边坡坡面产流、跌坎和细沟出现的时间越早,细沟主要由沿坡面方向呈线状平行分布的跌坎相互连通演化而成;(2)各雨强条件下,细沟长度、宽度和深度的变化趋势不同,其中细沟的长度能很好地反映细沟的发育过程,且其与侵蚀速率之间存在着极显著的正相关关系;(3)不同降雨强度下,梯田边坡发生崩塌的过程分为3个阶段:跌坎的形成、有跌坎相互贯通形成细沟、由于表层土体悬空靠近坡顶的坡面出现浅层崩塌。     

野外模拟降雨条件下径流小区产流产沙试验研究

降雨引起的侵蚀产沙,是全球性的严重环境问题之一,在我国黄土区表现尤为突出。降雨及其产生的径流是引起黄土高原土壤侵蚀的主要动力,开展黄土区降雨产流产沙过程研究可为土壤侵蚀过程模型研发奠定基础,为水土保持与生态建设提供科学依据。利用野外模拟降雨试验研究了不同坡度、土地利用类型和雨强下径流、侵蚀产沙规律及相关关系。结果表明:在降雨过程中,产流时间随坡度、雨强的增大而变短,裸耕地产流时间短于自然草地。径流量随产流历时增加而增大,且坡度、雨强越大其值越大。产流过程中侵蚀产沙量呈先陡增、再陡减、最后趋于稳定的现象;坡度、雨强越大产沙量的峰值越大,峰值出现时间也相应提前。自然草地侵蚀产沙量极少,草地起着重要的固沙作用。建立径流与产沙回归关系,产沙量与径流量呈二次多项式函数关系,揭示了降雨过程中产流产沙变化规律。     

极端降雨作用下陕北梯田边坡稳定性分析

为了研究在极端降雨作用下梯田边坡稳定性,同时探究土体内部重要参数随降雨入渗变化规律,进行了人工降雨作用下的梯田边坡的室内模型试验研究以及梯田边坡数值模拟分析。研究结果表明:在实施降雨的前2h,平均入渗百分率为65%,之后,入渗率由于地表径流的增加而随时间逐渐减少,一段时间(8h)之后,入渗率降到一个相对稳定值(25%);降雨入渗造成土体中含水率增加,致使梯田边坡的抗剪强度由于有效应力的减少及土体吸水软化而降低;降雨入渗影响下梯田边坡的滑动变形区为坡面以下0~1.0 m,变形量以坡面最大,从坡面到坡体深部逐渐减小,梯田边坡崩塌类型为冲蚀引起的局部浅层崩塌破坏;随着降雨的持续,梯田边坡安全系数不断减小,在降雨5h后安全系数ks1,梯田边坡发生垮塌。     

烟叶烘烤相对失水速率数学模型

为掌握烟叶烘烤干燥速度的计算,为烟叶精准化烘烤提供技术支撑,利用上海实验仪器厂101A-3型电热鼓风干燥箱进行烘烤试验,温度稳定在39 ℃、湿球温度稳定在32 ℃、风机挡位开启1挡的条件下,考查薄层胶体毛细管多孔干燥动力学研究及理论分析,结合实测数据,构建了烟叶烘烤湿表面分率数学模型及相对失水速率数学模型。烟叶烘烤湿表面分率数学模型,在薄层胶体多毛细管多孔物料湿表面分率数学模型的基础上再乘以厚度收缩率的减少量,即fi=φ×（1－Hsi）=XiXC×（1－Hsi）,模型模拟值和观察值拟合性较好,误差较小;烟叶烘烤相对失水速率数学模型,在湿表面分率数学模型的基础上再乘以面积收缩率、长度收缩率、宽度收缩率、厚度收缩率及呼吸消耗量5个因子的减少量,即F=fi×（1－Asi）×（1－Lsi）×（1－Ksi）×（1－Hsi）×（1－HXi）,经绘制成对曲线图、t检验及相关系数分析,模型模拟值和实测值拟合性较好,误差较小。该试验构建的烟叶烘烤相对失水数学模型可解决烟叶烘烤降速阶段烟叶失水速度难以计算的问题,为烟叶烘烤精准控制、失水速度的计算提供了新的数学模型计算方法。