实验地貌的动态观测装置

实验地貌的动态观测对于研究沟坡的侵蚀过程和发生机制具有重要意义.在介绍实验地貌动态观测装置——MX - 2010 -G型地貌仪的基础上,采用传统钢尺+水准仪观测方法以及地貌仪测量方法,测量同一坡体的体积,以率定地貌仪的观测精度.结果表明:对于5组不同坡度、体积约为2.4万cm3的沟坡模型,地貌仪测量的体积相对误差可以控制在±10％以内,其中绝对值最大相对误差为9.0％,绝对值最小误差为-0.4％;对于120 cm×140 cm范围内的坡面,10个检查点空间坐标在x、y、z 3个方向上的均方误差平均值分别为0.99、0.84和0.42 cm;在6个断面测点系列高程值线性回归分析中,回归系数6与相关系数R2值均接近于1.结果表明,该地貌仪能够对沟坡微地貌的变化过程进行精确的观测.     

用于土壤侵蚀试验的降雨模拟器研究进展

述评悬线式、针头式、管网式、喷头式4种降雨模拟器的特性及其应用现状与前景。悬线式和针头式降雨模拟器具有降雨强度下限低、均匀性好等优点,但在模拟降雨时,控制面积小,雨滴粒径偏大而且单一,所以应用渐少。管网式与喷头式降雨模拟器所产生的雨滴粒径与能量分布与天然降雨更为接近,广泛应用于土壤侵蚀试验研究中。目前,智能化、自动化、大型化的降雨模拟大厅不断涌现,同时根据雨滴发生基本原理搭建的手控、简易的降雨模拟器仍有其强大的生命力。     

城市透水面集水效应现场试验

现场试验是获得城市透水面雨水下渗特性的重要手段。为了探索和验证城市透水面集水效应的现场试验方法,并初步率定嵌草砖铺装路面的渗流特性,通过城市嵌草砖铺装路面的降雨模拟现场试验,观测试验面出口的径流过程。结果证实：1）该试验系统的降雨模拟装置可移动性好,节水显著;径流观测装置对试验区周围地貌改变微小,其灵敏度和可操作性符合试验要求。2）嵌草砖铺装路面初期产流量较小,其主要原因是高出地面的嵌草及低于地面的水坑阻挡了地表径流;试验场出口径流过程曲线有波动,造成这种现象的主要原因是流场中嵌草的起伏和摆动。3）当地表充分湿润、降雨强度为1.19 mm/min时,嵌草砖铺装路面的渗流率约为0.42。     

城市雨水集蓄利用工程的效益分析与激励措施———以某校园内集雨洗车装置为例

补贴措施是政府推广雨水利用的一种重要手段,合理地定量计算补贴金额是一项具有重要现实意义的工作.通过示范区雨水集蓄利用现场试验,观测不同降雨条件下集雨桶的储水量及特征气候条件下停车场的洗车需水量;并以该工程为例,对城市雨水集蓄利用的成本-综合效益进行评价.结果表明：城市雨水利用工程综合效益体现在生态、社会效益上,净收益率较低,需要政府扶持和激励.本项目10年的投资净收益率平均为7.05％,扣除物价上涨率4％,实际收益率仅约为3％,低于一般水利工程项目的收益率.结合大连市经济社会发展状况,提出根据可定量计算的生态效益进行现金补助的雨水利用激励措施,相对其他措施,这种补贴方法更加透明、合理.     

坡面水土流失比尺模型相似性的试验研究

通过不同比尺的系列模型试验,为坡面水土流失的比尺模型相似性研究,提供了原型和模型的降雨-产沙资料。试验结果表明,坡面产沙浓度随时间的变化有较强的紊动性,因此建议采用经验回归的方法率定降雨产沙的比尺关系;原型和模型的侵蚀产沙量都与雨强成幂函数相关,其雨强系数随模型几何比尺的增大而减小,而雨强指数的大小与坡面几何尺度的大小无关。     

室内人工模拟降雨试验研究

该研究在天然降雨的观测基础上,根据室内侵蚀模拟试验的特点,设计了两种降雨模拟试验系统,并对该系统的降雨特性进行了率定和分析研究.研究结果表明,对于SX2002管网式降雨模拟器和SX2004喷射式降雨模拟器,可以把雨强作为主要控制参数来实现降雨模拟的动能相似;这两种降雨系统都能较好地满足室内降雨模拟试验的要求,其中管网式降雨器雨强调控范围较大、均匀度较好,但比较适于尺度较小的试验,喷射式降雨器更适于尺度和地形高差较大的模型试验,但它的雨强调控范围和均匀度不如前者.      

水蚀风蚀交错区黄土抗剪强度敏感性分析

抗剪强度不仅是黄土重要的力学性质指标,还是控制重力侵蚀的内在因素。利用直剪仪进行快剪试验,研究干密度和含水量对黄土抗剪强度的影响,并用基于变量增长率的敏感性分析方法,对抗剪强度的影响因素进行了敏感性分析。结果表明:干密度是通过影响粘聚力和内摩擦角来影响抗剪强度的,而含水量仅仅通过影响粘聚力来影响抗剪强度。含水量对粘聚力的影响呈指数函数减小,而对内摩擦角影响很小,含水量对粘聚力的影响程度是其对内摩擦角的18.5倍。黄土抗剪强度对干密度的敏感性大于它对含水量的敏感性,前者的敏感系数是后者的10倍。可为黄土沟坡重力侵蚀的力学机理分析提供参考依据。     

黄土高原重力侵蚀对地貌因素的敏感性分析

地形属性是影响降雨引发重力侵蚀的形成、演变、分布和危害的重要因素。以延安市宝塔区为例,基于已有文献和调查数据,采用GIS和RS技术,以及改进的增长率敏感系数法对影响黄土高原重力侵蚀的地貌等因素进行敏感性分析。结果表明:(1)坡度对重力侵蚀总量、滑坡侵蚀量和崩塌侵蚀量的影响较大,且都呈正相关关系;重力侵蚀总量、滑坡侵蚀量、崩塌侵蚀量对坡度的敏感系数分别达到60.5,1616.6,89.3。(2)对重力侵蚀总量和滑坡侵蚀量而言,距河流距离、高程是次重要影响因素;而对崩塌量而言,植被覆盖率、坡面曲率是次重要影响因素。(3)研究区域中小型重力侵蚀发生次数较多,大型重力侵蚀发生频数较少,但大型重力侵蚀对侵蚀总量的贡献较大;其中,体积大于100×10^4m^3的大型崩滑侵蚀虽然发生频数仅占总数的13%,但其侵蚀量却占重力侵蚀总量的57%。研究结果可为黄土高原地区水土流失综合治理及生态恢复提供参考依据。     

城市雨水利用效益综合评价

以石头口门水库水源地为研究区域,将生态风险评价引入水库水源地评价中,从自然条件和人为干扰状况出发,根据生态风险评价框架和层次分析思想建立石头口门水库水源地生态风险评价指标体系。在研究区历史资料考证和野外考察的基础上,筛选出点源污染、面源污染及干旱作为风险源。结果表明,石头口门水库水源地的生态风险分布具有明显的空间差异性。研究还发现,对石头口门水库水源地生态风险值贡献较大的因子为N元素和P元素,二者的权重分别为0.224 7和0.195 4。研究结果可为环境管理和生态风险决策提供数量化的理论依据和数据支持。     

人工模拟降雨的能量相似及其实现

 能量相似是降雨模拟的基本原则。通过对雨滴粒径、雨滴击溅速度、降雨均匀度等能量相似要素的分析和探讨,提出实现降雨模拟能量相似的重要手段,即在降雨高度、雨滴发生器等条件不变的情况下,通过调节雨强来实现降雨能量的相似;通过加大供水压力等手段可提高降雨动能,所以在降雨模拟实践中,降雨高度不一定需要达到使所有粒径的雨滴均达到终速所需的高度。