汶川震区滑坡堆积体坡面侵蚀量测算方法

在汶川县选取典型滑坡堆积体,采用三维激光扫描仪实地测量滑坡堆积体形态,用图像分析方法鉴别沟道,用于估算堆积体形成后的土壤侵蚀量。根据滑坡堆积体坡面实测点云数据,采用最小二乘法拟合二次曲线,近似为堆积体坡面沟道各横截面发生侵蚀前的坡面线。结合堆积体发生侵蚀后的坡面沟道实测数据,测算各段沟道侵蚀量后估算出滑坡堆积体坡面侵蚀总量。典型滑坡堆积体坡面侵蚀总量为355 m3。采用传统断面法对计算结果进行验证的结果表明,拟合断面法计算的各分段侵蚀沟体积略大于传统断面法计算结果,相对误差为15.6%。5条分段沟道中最大相对误差为27.1%,最小相对误差为7.9%,拟合断面法计算侵蚀沟体积的精度较好。     

干旱土石山区坡面径流集散工程系统优化配置模式研究

针对目前国内外还没有一套比较完整的坡面径流集散工程系统优化配置方法的现实,依托陕南地区坡面径流利用技术项目,在前人研究的基础上.提出了坡面径流集散工程系统优化配置的指导思想--使整个系统中降水量及其径流量、集蓄量、用水量达到最优的组合,实现整个系统的投入产出效益最大的目标;构建了含有2个决策变量、5个约束条件的线性规划数学模型,采用了逆时序法确定蓄水设施的总容积.最后以该项目区中的马利沟小流域为实例,计算出现有人口5 420人的马利沟小流域建设362 hm2灌溉农田需配置集雨区面积825.37 hm2、储水体总容积29 889.59 m3、单窖容积100 m3,需建水窖299个,可实现农业年纯增收114.539 8万元,验证了模型的可行性和实用性.     

坡面苜蓿蓄水保土效益试验研究

黄土高原坡面侵蚀极为严重,导致坡面土地的生产力严重下降.通过对不同坡度坡面苜蓿降雨产流产沙的观测,以坡面玉米和裸地为对照,分析了坡面苜蓿的蓄水保土效益,结果表明:坡面苜蓿耗水较强,土壤含水量低于裸地和玉米地,降雨后苜蓿地产流明显低于裸地,5°、10°和15°坡面其蓄水效益分别可达73.48%,71.43%,69.55%,同时坡面苜蓿根系能有效防止径流冲刷,暴雨形成的冲刷沟深度小于裸地,其保土效益在5°、10°和15°坡面上分别可达91.90%、84.96%和81.02%.坡面种植苜蓿可有效拦截降水,减少坡面冲刷.     

坡面径流集散工程效益评价指标体系研究

依托陕南地区坡面径流利用技术项目,针对目前国内外还没有一套完整的坡面径流集散工程效益评价方法的现实,借鉴运筹学中的层次分析理论,以定量和定性分析相结合的方法,建立了坡面径流集散工程效益分析评价的层次递阶模型,经过筛选和分析,建立了一个包括经济效益、生态效益和社会效益三大类共11项评价指标的体系。分析计算出各指标对总目标即综合效益的权重,建立了综合效益评价的数学模型。经项目区内白河县马利沟小流域实例验证,证明了坡面径流集散工程效益评价指标体系的合理性。     

不同截排水布置方式下坡耕地坡面产流产沙的模拟研究

为了改善坡面水系分段拦蓄径流泥沙的调控效益,采用室内人工模拟降雨试验,探讨l坡面集中汇流(T1)和"燕型"分流(T2)2种不同的控制排水措施下的坡面产沙产流过程。结果表明,与无措施坡面(CK)对比,2种不同排水布置方式均能显著延长径流急剧增加的历时,降低产流率增速,减少产流深46.61%~56.40%,使产流率与径流历时的对数拟合系数均达到0.85以上,且T2处理坡面产流率较T1处理变化更平稳,产流率和产流总量在各坡度均表现为T2处理T1处理CK;在5°、10°坡面,不同排水措施对径流挟沙调控效应表现为T1处理T2处理,在15°坡面则相反。而坡面径流含沙量与坡面累计产沙量变化并没有显著的对应关系;T1处理有利于削弱坡度对侵蚀量的影响,而T2处理对减少产流受坡度因子影响的效果更显著。     

不同密度砒砂岩风化物坡面水蚀机理试验研究

为研究砒砂岩风化物坡面水蚀机理,以期对鄂尔多斯水土流失治理提供数据参考,采用降雨模拟系统进行不同雨强、不同密度下降雨侵蚀试验,用直剪仪测得密度为1.7 g/cm³砒砂岩风化物的黏聚力和内摩擦角,揭示了各密度坡面入渗产流及侵蚀特点的成因.结果表明:密度为1.7 g/cm³的坡面稳渗率随雨强的增大而增大;对于1.5 g/cm³的坡面侵蚀量对入渗速率的敏感率最高,1.6 g/cm³的坡面侵蚀量对累积入渗深度的敏感率最高,而1.7 g/cm³的坡面侵蚀量对产流量的敏感率最高;抗剪强度和侵蚀量的时程曲线呈负相关并有一定的对应性.从直剪试验和敏感度分析的角度均表明造成1.7 g/cm³坡面侵蚀的主因是水流冲刷.     

坡面径流下泥沙起动临界水深研究

在对斜坡上泥沙颗粒受力分析的基础上,引入相对暴露度的概念,采用滚动模式推导出了斜坡上单颗粒泥沙起动的临界条件,并结合径流-渗流耦合模型进一步推导出了斜坡上泥沙起动临界水深表达式,该表达式表明临界水深的大小主要与泥沙自身的物理性质、坡度和相对暴露度有关.当Δ'取紧实排列时,表达式适用坡度范围为0～30°.并通过实测资料对...     

荒漠草原坡面松土对地表径流抑制效果的研究

我国土壤侵蚀严重,草原区土壤侵蚀亦较为严重,雨季降雨雨大历时短,地表超渗产流,水力侵蚀带走草地坡面细颗粒土壤及养分,不利于坡面植被健康生长。抑制地表径流多以植物措施为主,但是天然草地由于植物栽植在无灌溉条件下不易成活。本文试图采取坡面松土技术,试验研究其对草地坡面径流拦蓄的影响,结果表明块状松土蓄水增渗效果较好,能有效拦蓄20%~25%的径流量用于土壤入渗,条带式松土拦蓄13%~17%的径流量用于土壤入渗。     

考虑坡面地形的蒸散发遥感估算及空间分布研究

为了研究非均匀地表的蒸散特征,结合地面气象资料,考虑地形效应增加了坡地辐射计算方法,结合Landsat 8波段特征构建双层蒸散发遥感模型。以北京市西北方位的水源上游区为例,进行了蒸散发的估算、验证与分析。估算结果与地表通量站实测值对比发现,感热通量和潜热通量的平均误差分别为4.12%和8.36%,确定系数为0.82和0.98,相关关系较强;与坡地日蒸散发观测数据对比,平均相对误差为8.12%,均方根误差为0.35mm/d,具有较好的估算精度。结合土地利用探讨了水热通量、蒸散发的空间分布情况,同时分析了蒸散发与坡面地形之间的关系:坡度小于35°时,随坡度上升,日蒸散发有较为明显的增加趋势;当坡度大于35°时,受植被覆盖率影响,各季节代表日的日蒸散发呈现不同的变化趋势。各季节代表日蒸散发与坡向同样存在较为显著的相关关系,趋势线呈反抛物线。     

面对未知坡面的四足机器人足端轨迹仿真研究

随着四足机器人技术的日益成熟,应用领域也随之扩大,以往理想状态下平面的运动范围已不能满足现实中复杂的应用场合.为实现四足机器人未知坡面的平稳运动,以平面上成熟的Trot足端轨迹为基础,根据调整四足机器人在斜坡的质心投影,对足端轨迹进行重新解算,提高机身运动过程中的稳定性.对运动用MATLAB和ADAMS平台进行仿真,使...     

喀斯特坡面径流集蓄利用研究现状与展望

中国南方喀斯特山区虽然降雨丰富,但由于二元水文结构较为发育,地表严重渗漏,加之降雨主要集中在5-9月,雨水资源时空分配不均。受地形地貌格局影响,该区坡耕地比重较高,灌溉水源主要靠坡面雨水,如何高效收集坡面径流和进行有效节灌,是提升坡耕地综合产出力面临的首要难题。由于地质背景的特殊性,喀斯特地区地表径流系数较小,降雨产流量很少,大部分甚至全部渗入地下,集蓄利用难度大。综述了喀斯特坡面地表径流特征,影响因素,收集和利用等几个方面的进展,发现喀斯特坡面集雨设施出现蓄不满水或空置的根本原因是坡面径流系数取值远超过实际值,坡面来水量被过大估算;进一步探讨了其他影响坡面径流集蓄利用工程布设及利用效率的原因,并对下一步研究进行了展望。     

喀斯特坡面径流集蓄利用研究现状与展望北大核心

中国南方喀斯特山区虽然降雨丰富,但由于二元水文结构较为发育,地表严重渗漏,加之降雨主要集中在5-9月,雨水资源时空分配不均。受地形地貌格局影响,该区坡耕地比重较高,灌溉水源主要靠坡面雨水,如何高效收集坡面径流和进行有效节灌,是提升坡耕地综合产出力面临的首要难题。由于地质背景的特殊性,喀斯特地区地表径流系数较小,降雨产流量很少,大部分甚至全部渗入地下,集蓄利用难度大。综述了喀斯特坡面地表径流特征,影响因素,收集和利用等几个方面的进展,发现喀斯特坡面集雨设施出现蓄不满水或空置的根本原因是坡面径流系数取值远超过实际值,坡面来水量被过大估算;进一步探讨了其他影响坡面径流集蓄利用工程布设及利用效率的原因,并对下一步研究进行了展望。     

模拟草被覆盖下坡面水流阻力特性试验研究

探究植被覆盖下的坡面流阻力特性对土壤侵蚀模型的建立有着重要意义。通过3个坡度、7个流量和10个草被覆盖度下的定床冲刷实验,系统分析坡面薄层水流的流型流态与阻力特性。实验结果表明,坡面水流流态受到草被覆盖度与坡度的综合影响,主要分布在层流区及过渡流区。通过等效粗糙度和坡面水流流动阻力规律,推导出等效阻力系数fe的计算公式,公式表明草被覆盖度是影响水流阻力的重要因素,fe值随覆盖度增加而整体增大,实验结果显示当覆盖度在0%～37.68%的范围内时,等效阻力系数始终小于1.5;而当覆盖度在56.52%～94.2%的范围内时,fe由0.697～3.042增长至2.440～14.393。淹没度及雷诺数对等效阻力系数的影响与覆盖度密切相关,覆盖度低于18.84%时,等效阻力系数随淹没度与雷诺数的增加而呈减小趋势;而当覆盖度高于65.94%时,等效阻力系数随淹没度与雷诺数的增加而以较大的速率上升。研究结果以期为水土流失综合治理提供理论支撑。