辽宁省汤河水库淤积分析研究

我国江河大多泥沙量大,造成水库淤积严重,由此带来了一系列问题:库容损失影响水库效益的发挥;坝前泥沙淤积影响枢纽的安全运行等。结合辽宁省汤河水库淤积测量项目,对水库淤积现状进行分析,探讨水库水位与淤积量之间的关系,确定在88.00～89.00m、91.00～95.00m、104.00～110.00m3个片断的淤积量特别突出。并结合水库的日常运行及相关工程措施,对水库淤积进行系统分析,指出目前水库淤积存在的问题并提出相关建议。     

东雷抽黄引水灌区退水对干渠减淤的影响

【目的】分析东雷抽黄引水灌区渠系泥沙淤积问题,探讨通过加大干渠输水流量以减少渠道淤积的可行性。【方法】利用东雷抽黄灌区总干渠的泥沙淤积实测资料,对水沙输移数学模型进行验证,再依据典型年份不同灌季不同时段引水含沙量高低情况,拟定了加大渠道输水流量的多种方案,对不同方案情况下渠道的冲淤过程及减淤量等进行数值模拟计算。【结果】减淤量和抽水费用等的计算结果表明,减淤效果最佳的方案是春灌期间含沙量较低时段加大渠道输水流量,该方案的减淤率为59.63%,减淤耗水费用为9元/m~3,较人工清淤费用(50元/m~3)节省成本82%。【结论】在春灌或夏灌含沙量较低时段,利用退水渠加大干渠输水流量减少渠道淤积在技术上是可行的,经济上也是合理的。     

基于BP神经网络的淤地坝次降雨泥沙淤积预测

为了探求淤地坝在次降雨情况下的泥沙淤积量,以黄土高原丘陵区花梁坝实测数据为例,引用3层前馈型BP网络建模方法,对侵蚀性降雨条件下淤地坝泥沙淤积量进行了研究。在模型输入层变量分别为最大30min降雨强度(mm/min)、降雨总量(mm)、平均降雨强度(mm/min)和降雨侵蚀力(mm2.min),输出层变量为淤地坝泥沙淤积量,根据降雨资料和淤积信息对应关系所计算的实际资料,对网络进行了训练,并运用训练后的网络进行模拟和预测。结果表明,BP网络的绝对拟合误差和相对拟合误差均较低,绝对拟合误差最大为-0.0061万t,相对拟合误差最大为-1.2946%。同时,BP网络还具有较高的预测精度,泥沙淤积预测的绝对误差最大为-0.039万t,相对误差最大为-5.5901%。该模型的建立为土壤侵蚀产沙规律的研究提供了一条新途径。     

伊犁河谷草地土壤容重的变异性与测定标准化

【目的】研究剖面尺度水平方向和垂直方向土壤容重的变异性,砾石含量对容重测定结果的影响,促进土壤分析和土壤资源管理的标准化。【方法】基于野外土壤调查,在伊犁河谷草地挖掘了56个土壤剖面,按照统一设定的深度范围,用环刀法采集土样,每层土壤重复5次。当有砾石时,测定该土层的砾石含量。用变异系数定量表征水平方向土壤容重的变异性。【结果】每层土壤5次重复容重变异系数的平均值均在8%以内,存在砾石会使土壤容重偏高约16%。垂直方向不同深度范围土壤容重差异显著,容重随深度增加而升高。【结论】研究草地土壤剖面的容重时,土层深度的划分要合理。需要针对新疆草地土壤砾石含量较高的状况,修订容重测定的相关标准方法。     

迷宫灌水器中泥沙淤积特性研究

【目的】研究泥沙颗粒引起的灌水器堵塞问题,为高抗堵性灌水器的研制提供参考依据。【方法】在灌水器90°和45°2种放置方式下,测试并分析了不同含沙量(0.5,1.0,1.5和2.0 kg/m3)、不同灌水器进口压力(0.09,0.06和0.03 MPa)下,浑水中的泥沙在迷宫灌水器中的淤积现象、淤积部位、淤积过程、淤积量及浑水流量的变化。【结果】①试验中泥沙在灌水器中间段与进、出口段发生淤积的概率分别约为18%和37%~45%。②两种灌水器放置方式对泥沙在其中淤积的部位与过程没有明显影响。③迷宫灌水器中泥沙的淤积与普通管道中泥沙的沉积现象有很大差异,其特殊的边界可能使其中水流在较小流速时仍具有一定的紊动能,从而不出现泥沙在流道纵断面方向的沿程沉积现象。【结论】①泥沙在迷宫灌水器中的淤积表现为起始淤积单元的随机性与淤积部位的规律性。②泥沙在迷宫流道中的淤积是一个既突然又逐步发展的过程,且总是充满流道的整个横断面。③泥沙淤积发生以后,通过灌水器的浑水流量会很快大幅度下降,并且随着淤积向上游的持续发展,流量逐渐减小。④浑水含沙量的提高会加快泥沙在灌水器中的淤积过程。     

洮河碌曲段河床形态演变与河流泥沙的关系浅析

根据对洮河碌曲段实测水文数据的分析,表明河床的变形上游以下蚀为主,下游以侧蚀为主,但河流上游也有淤积发生。该断面30a间的淤积总量为1．59m3,年平均淤积量为O．053m3。强降雨产生的地表径流造成的水土流失是河流泥沙的主要来源,水流冲刷河床产生的泥沙与水土流失产生的泥沙相比微乎其微。     

底坡对植物“柔性坝”固沙能力的影响分析

通过室内水槽模型试验,研究了植物"柔性坝"在浑水水流流态下的拦沙机理.试验分别在1/150,1/100,1/50底坡条件下对应5.09,9.08,13.08 L/s流量时进行观测.对植树坝前后单颗粒泥沙运动速度的变化进行了观察,并对植物坝前与坝内的泥沙淤积形态进行了分析.由试验得出,底坡越大,植物坝上游泥沙运动速度的衰减率就越小,泥沙越早达到输沙平衡,植物坝的拦沙效果也越差.     

潼关河段冲淤对渭河下游冲淤变化的影响

三门峡水库控制运用以来,潼关高程持续抬升,渭河下游仍在淤积发展,究竟是潼关高程抬升引起渭河下游淤积发展,还是渭河下游淤积发展造成潼关高程的缓慢上升,一直是三门峡问题的焦点。在实测资料的基础上,对渭河下游与潼关断面两者间水位变化和河段冲淤变化的相关性分析发现,渭河下游与潼关河段水力泥沙要素具有良好的相关性及一致性。潼关河段(或潼关断面)若发生冲淤,通常会引起华阴以下河段发生沿程冲淤,并随之引起华阴以上河段发生较大范围的溯源冲淤;此外,潼关高程与渭河下游泥沙累计淤积量及河床比降减缓密切相关。     

贵州典型植烟土壤pH值与速效钾的剖面分布模式

【目的】探明贵州植烟土壤pH值和速效钾含量剖面分布规律，为优质烟叶生产提供科学指导。【方法】选取贵州省36个典型烟田，挖掘宽1.0 m×深1.2 m的标准剖面，依据形态特征分层并采集各层土样，测定土壤pH值和速效钾含量，分析剖面变化模式及其影响因素。【结果】贵州植烟土壤pH值介于6.29～6.60，变异系数介于14.30%～15.33%（中度变异）。剖面分布模式分为递增型、递减型、先增后减型、先减后增型和均一型5种，以递增型为主，占比53.13%。速效钾含量介于133.02～314.03 mg/kg，变异系数介于29.74%～68.18%（中度变异）。剖面分布模式分为递减型、先增后减型、先减后增型和不规则型4种，以递减型为主，占比59.38%。pH值和速效钾剖面分布模式均受复合环境要素的影响。【结论】根据植烟土壤pH值和速效钾主要剖面分布模式及可能形成原因，在施肥和土壤保育上需结合植烟土壤实际情况有针对性的采取措施。     

官厅水库上游典型植物措施特性及在侵蚀性降雨下的水沙效应分析

为了研究官厅水库上游地区水土保持典型植物措施的减水减沙效益,选取5个标准样地,通过分析该地区侵蚀性降雨特性和植物多样性程度,研究不同典型植物措施的减水减沙效益随雨量、雨强和时间的变化,并评估不同植被盖度对径流深、产沙量的影响,得出在官厅水库上游布设水土保持典型植物措施的有效方法。结果表明:1)草坡盖度越高减水减沙效益越好,在大暴雨和特大暴雨条件下时效果明显,但盖度在45%~60%的草坡即可以达到水土保持典型植物措施的有效盖度,因此这一盖度适宜在北京山区范围内推广。灌草结合可在减少径流和泥沙方面达到较好效果,在官厅水库上游布设较草坡安全。2)合理的植被群落配置可以增强该群落自身对不良环境的抵抗力,其中多样性程度是关键,可促进坡面植被的盖度和稳定性保持在一定水平。保证植物盖度的同时,多样性程度越高,其退化速度越慢,从而可以保证植物的盖度和正常生理活动,减少径流和泥沙的产生。在进行水土保持植物措施的布设时,需要考虑到植物种类的多样性,将盖度与多样性指数、丰富度指数、均匀度指数作为布设措施时需要考虑的因素,并逐年进行补植。该研究为比较相应措施的水土保持效益打下基础,从而为北京山区生态安全的研究提供一定理论基础。      

上游水库库盘淤积分析

通过对上游水库多年来运行情况的调查,分析水库的淤积量,根据其淤积形态,深入分析水库淤积的主要原因,并提出减少淤积的措施和办法.     

宁南山区淤地坝功能转换的定位划分指标体系

随着气候及下垫面条件的变化,淤地坝内的洪水总量及淤积量降低,运行水位低于死水位而无法利用。可对有必要、有条件的淤地坝工程进行库坝功能转换,使其在保证防洪安全的前提下兼具小型水库的供水功能。以宁南山区典型流域为例,建立了包含工程位置、淤积速率、梯田面积比例的指标体系,对宁南山区淤地坝工程的功能划分及定位进行了研究。对定位为供水功能的工程,通过水文核算、工程改造等实现其功能的转换,使淤地坝工程兼具防洪供水功能,实现坝系水资源化,从而增加流域水资源可利用量,提高水资源及工程的利用效率。     

关帝山林区典型森林土壤物理性状分析

以关帝山林区内4种典型森林土壤为研究对象,通过开挖剖面观察土壤剖面构型并对土壤物理性状进行分析比较。结果表明:各林地土壤均有明显的枯落物层(A0)、腐殖质层(A)、淀积层(B)和母质层(C),不同林地枯落物层的厚度有较大差异,其厚度依次为:针阔混交林(9.4cm)华北落叶松林(8.5cm)杨桦阔叶林(6.7cm)沙棘灌木林(4.8cm)。从土壤容重、孔隙度、毛管孔隙度以及团粒结构体含量等方面综合分析得出:针阔混交林地土壤的物理性状最好,其次是沙棘灌木林和杨桦阔叶林,华北落叶松林较差。建议在该区进行生态修复的营林过程中,加强对华北落叶松人工林的抚育管理,以改善其林下土壤理化性状。     

小流域坝系中单坝设计应注意的几个问题

黄土高原地区水土保持淤地坝工程作为水利部“三大亮点”工程之一已正式启动,淤地坝建设重点也由单坝建设转入了以小流域为单元的坝系建设。小流域坝系中单坝的设计不同于原来的分散的单坝,必须综合考虑上下游坝的防洪标准、枢纽组成、建设顺序、淤积年限等情况,才能保证坝系的安全和稳定。结合实际,谈谈坝系中单坝设计应注意的几个问题。(1)设计坝仅设有坝体和泄水洞,其上游旧坝淤积年限低于设计坝且设有溢洪道,两座坝的设计防洪标准相同情况下淤地坝的设计。按有关规范,设计坝的控制面积应为区间控制面积,但由于上游坝在淤积库容淤满后洪水泥沙将通过溢洪道下泄水洞的设计标准应按实际情况确定。针对这种情况,在进行淤地坝设计时,泄水洞的设计流量应考虑上游坝的来水,即控制面积应按两座坝的控制面积之和计算；淤积库容的确定,在上游坝淤积年限内按区间来沙量计算,在上游坝达到淤积年限后,来沙量计算应考虑上游坝的来沙量。     

植物坝前上游段推移质泥沙的输移特性

通过室内水槽模型试验,研究了植物坝对水流流态及坝前上游段推移质泥沙输移的影响,试验是在1/150,1/100和1/50三种底坡下均对应5.09,9.08,13.08L·s-1三种流量时进行观测的。由试验得出,植物坝可以引起上游水位壅高,水流流速减小。加沙后,上游段推移质泥沙的运动速度明显减小,大量粗颗粒泥沙在坝前淤积下来,说明植物坝具有较好的阻水拦沙作用。输移过程中,泥沙群前端最初呈三角形分布,越靠近坝体,三角形分布越不明显,说明坝前壅水及速度梯度的存在使泥沙的输移形态发生了变化。还证明底坡对泥沙的输移分布形态及运动速度影响很大,从理论上分析了植物坝前上游段进口断面输沙率与推移质泥沙运动速度之间的关系。     

肥料减施对江苏沿海地区大蒜生长与品质的影响

探究有机硅水溶缓释肥在大蒜生产中的应用效果与肥料减施机制,采用田间试验方法,以常规肥料常用量(F 1)、有机硅水溶缓释肥常用量(F2)以及有机硅水溶缓释肥不同程度减施(F3、F4、F5)对大蒜生长性状、产量、品质与土壤性状进行研究,以期为江苏沿海地区大蒜合理施肥提供技术解决方案.结果表明,施用有机硅水溶缓释肥可增加大蒜植株的株高、叶长、叶宽,提高叶片叶绿素含量,促进植株地上部生长,显著增加返青期地上部鲜质量产量(P<0.05);增加蒜薹的粗度、长度、鲜质量产量,提升蒜薹紧实度;增加鳞茎的直径、2～4级鳞茎占比、鲜质量产量,提升鳞茎紧实度与内在品质;有机硅水溶缓释肥减施20％处理较常规肥料常规用量处理,返青期地上部鲜质量、蒜薹鲜质量表现为增产,但二者间差异不显著,而鳞茎鲜质量不仅增产,且二者间差异达显著水平;有机硅水溶缓释肥对提升土壤中全氮和有效磷的含量效果明显,对降低土壤容重作用显著;而对土壤有机质含量、pH值、速效钾含量则无明显影响.总体而言,在江苏沿海地区大蒜生产过程中,采用有机硅水溶缓释肥,肥料总量减施20％不仅不会影响大蒜生长与产量,还可以增加产量并提升品质,提高肥料利用率,减少土壤养分流失,改善土壤性状.     

ST-1固化剂对崩岗洪积固化泥沙抗剪特性的影响

采用ST-1固化剂对典型崩岗洪积泥沙进行固化,通过击实试验和三轴剪切试验分析ST-1固化剂掺量、养护龄期与固化泥沙抗剪强度的关系.结果表明,固化泥沙的最优含水率为12.83 g·kg^-1,所对应的最大干密度为1.88 g·cm^-3;固化泥沙的应力—应变曲线为应变软化型,土样表现出脆性破坏特征;抗剪强度随着围压的增大而增大,围压为200 kPa时抗剪强度最大,达到3 707 kPa;随着养护龄期的延长,黏聚力先增大后保持稳定,第14天黏聚力达到最大值,为381 kPa,内摩擦角整体也呈现增大趋势,最大值可达53°;随着ST-1浓度的增大固化土黏聚力增大,但内摩擦角变化不明显.因此修筑拦砂坝时可适当增加围压,并且养护龄期选择7～14 d,固化剂浓度选择0.03%,以达到较高强度.     

风沙土机械组成、容重和孔隙度对采煤塌陷的响应

通过测定和计算毛乌素沙地东南缘补连塔煤矿塌陷区和非塌陷区风沙土机械组成、容重、孔隙度,应用空间对比法研究采煤塌陷对风沙土物理性质的影响。试验结果表明:与非塌陷区相比,塌陷区物理性粘粒含量明显减少(P<0.05),尤其地表10 cm土层最为显著;与非塌陷区相比,塌陷区风沙土容重、孔隙度在不同坡位有明显差异,其中沙丘顶部和中部容重和孔隙度变化不明显(P=0.1),而沙丘底部和丘间低地容重明显减小,孔隙度明显增大(P<0.05);从垂直剖面上看,0 cm~40 cm层容重和孔隙度无明显变化(P=0.1),40 cm~100 cm层容重明显变小,孔隙度明显增大(P<0.05);裂缝密度对风沙土容重、孔隙度的影响不明显;在采空区边界,陷落幅度对风沙土容重影响较小,在采空区内部随着陷落幅度的增大,低位陷落体容重有随机减小趋势。     

青藏高原样带高寒生态系统土壤有机碳分布及其影响因子

沿青藏公路,以跨越山地荒漠、高寒草甸-草原和山地灌丛-针叶林等地带的样带为研究区域,在23个样点采集土样分析土壤有机碳(SOC)分布及其影响因子.结果表明,在样带水平方向,不同植被下整个剖面的SOC含量从高到低依次是森林＞灌丛＞草甸＞草原＞荒漠;在垂直方向上,森林、灌丛和草甸植被0～10 cm土层SOC含量、草原植被20 cm以上土层SOC含量皆显著高于其下各层,荒漠植被各土层SOC含量分布均一.灰色关联度分析表明;降水是影响样带内SOC分布的主导气候因子,随样带内水热条件的改善,降水对SOC分布的影响逐渐降低;降水和土壤粘粒对表层SOC分布的影响较大,土壤粉粒和砂粒对底层SOC分布影响明显.土壤容重和pH对SOC沿剖面分布的影响逐渐降低;植被生物量是影响不同植被下SOC分布的重要生物因子.     

基于Flow-3D的多阶明渠工程数学模型研究

【目的】研究灌区多级阶梯明渠水流的水动力特性及泥沙淤积问题,并评价其对多阶明渠工程的影响。【方法】基于VOF方法,在Flow-3D平台上建立了山东省德州市牛角店输水工程的三维数学模型,通过模拟不同工况下的三维多阶明渠水流,对比分析水流流速分布、水面线变化及渠底泥沙淤积情况。【结果】水流流态平稳后,最大流速出现在第二级阶梯上,挟沙水流流速较清水流速大0.50～0.86 m/s;在挑坎及第二级阶梯上,水面线变化幅度较大;随着时间推移,泥沙主要淤积于挑坎前及第三级阶梯底部,200 s时淤积厚度最高达0.143 mm。【结论】在牛角店输水工程施工及后期运行中,适当加固第二级阶梯渠底,提升第二级侧墙高度,并通过调控下游水位以保证灌渠的安全运行。