晋西黄土残塬区人工集流场形式优化设计

在黄土残塬地区,旱井作为解决当地农业用水的一种有效途径,已被越来越多的人所认同。而在旱井集雨系统中,旱井集流场所汇集的降雨径流及其含沙率的多少,又直接关系到工程效益的发挥和寿命的长短。该文利用人工降雨试验,并辅以天然降雨观测,系统分析了旱井系统中人工集流场的产流量、产沙率、集流效率与下垫面材料、坡度、雨强的关系,最终遴选出适合当地条件的最优坡度及下垫面材料。研究认为在经济、便捷与高效的原则下,采用5°左右坡的裸露夯实黄土面,可有效利用当地有限的雨水资源。     

黄土高原雨水人工汇集研究

详细地介绍了雨水集蓄利用系统,系统地分析了集流效率与降雨等级,下垫面材料及坡度的关系,指出了雨水利用是黄土高原农业可持续发展的有效途径,并对当前存在的问题进行了讨论。     

半干旱黄土丘陵区典型抗旱造林整地技术集流效果研究

以宁南山区生态建设中推广应用的典型抗旱造林整地工程为研究对象,针对工程措施的集流效果进行研究,结果表明:实施"88542"集流造林整地工程,能够有效地改善土壤的水分状况,尤其在0-60 cm土层表现较为明显;工程措施的集流效果随地形的变化有所不同:随坡位自上而下改变,"88542"集流水平沟比集流坡面水分的增加率总体上呈增大趋势;随着坡长增大,工程措施对水分增加率也呈增大趋势;随坡度的增大,水平沟相对集流面的水分增加率也随之增加;随坡向不同,工程措施的集流效果则无明显差异;相对于工程措施的集流效果,坡长和坡度之间呈正相关关系,故在工程设计中,坡度越大,相应集流坡面长度就要缩短,反之坡度越缓,集流坡面长度就要增加.     

模拟降雨地表径流污染物输移规律试验研究

为研究不同雨强情况下,下垫面对降雨地表径流污染物的削减效果,选取水泥土、粘土砖、机瓦3种典型下垫面进行室内模拟试验。试验结果表明:对CODMn、NH4+-N的削减效果依次为机瓦粘土砖水泥土;对UV254的削减效果依次为粘土砖水泥土机瓦;对TP削减效果依次为水泥土粘土砖机瓦。考虑下垫面集流效率与削减能力,此3种下垫面中机瓦最优。     

GIS支持下辽河中下游土壤侵蚀遥感动态分析

根据宁南山区的气候、土壤、造林树种等,按照林草植被建设的水分需求规律,对不同水土流失区的反坡梯田、水平沟、鱼鳞坑3种整地方式的集流坡面长度进行分析与推算,计算出了不同坡度、植树带宽度下的集流坡长。     

硬地面产汇流特征模拟实验研究

土路面、场院以及原土夯实地面是干旱半干旱山区群众汇集雨水的一类集流场。因此,研究其产汇流特性可对该类下垫面汇流参数。该文在室内人工降雨的实验基础上,分析了雨强、坡度、密度等因子对硬地面产流时间、产流初损雨量、汇流过程及汇流量的影响及变化过程,结论对实践具有一定的指导意义。     

HEC和AAM添加剂对提高黄土集流效率的试验研究

基于西北地区黄土资源丰富、地形复杂、外源材料运输困难的实际状况，提出将HEC(High Strength and Water Stability Earth Consolidator)和AAM(Active Aluminate Mixture)材料添加剂与黄土混掺，以期提高其集流效率。通过室内人工降雨模拟试验，探讨了典型黄土与HEC和AAM材料添加剂分别混掺后集流效率和性能的变化过程。同时，对照其它几种集雨材料，对不同雨强、雨量及坡度下的起流历时、集流效率和材料性能进行了比较。结果表明：黄土与HEC和AAM添加剂混掺后形成的黄土复合集流材料具有较强的抗拉、抗压能力，不同雨强和雨量等级范围均具有较高的集流效率(＞78%)，已达到混凝土的集流效果，其成本仅为混凝土的1/3～1/2。     

集流蓄水设施综合利用及其效益调查分析

干旱丘陵山区水资源奇缺,人畜饮水难以保证,生产用水十分困难.大力推广旱井、水窖等集流蓄水设施,蓄积天然降水,可大大改善农业生产条件,推进产业结构调整,加速脱贫致富.集流蓄水设施综合利用调查结果表明,经济效益和社会效益显著.今后在大力发展上:一要明晰集流蓄水设施的产权,强化管理责任;二要加强施工管理,保证工程质量;三要积极发展节水微灌;四要和产业结构调整相结合,以显著的经济效益引导广大农民建设、管理与使用.     

晋西黄土区旱井沉沙池结构形式试验设计

针对旱井集雨系统中急需解决的沉沙减淤问题，考虑到研究区的具体条件，在分析沉沙池中泥沙运移规律的基础上，设计出6种简单、实用的沉沙池结构形式。通过人工降雨试验，得出在系列变雨强条件下，在以5°左右的裸露夯实黄土面(保持土面初始含水率8%～15%，干容重1.40～1.60 g/cm³)作为人工集流场时，均以第Ⅴ和第Ⅵ种沉沙池的沉沙效果较好，沉沙效率分别为89.38%和92.28%，比对照提高约20%，是一种合理的结构形式。为今后旱井沉沙池的应用研究，做了有益的探讨。     

豫西山地生活用雨水集流系统的设计计算

生活用雨水集流系统设计计算的任务 ,就是确定最优的集流场面积和贮水窖容积 ,即满足生活供水需求的集流场面积和贮水窖容积的最小值。以频率为 75 %和 95 %的特征水文年为基本计算年份 ,以降雨期的降水量、间雨期持续日数、最大间雨期日数和人均日需水指标为参数 ,根据逐日降水资料 ,计算出豫西山地各代表站的最优贮水窖容积和最优集流场面积。     

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。     

西北干旱荒漠区典型露天煤矿不同下垫面风沙流特征

为揭示西北干旱荒漠区露天煤矿风蚀特征，选取该区域内具备代表性的典型露天矿区，对其不同场地下垫面进行分析，通过野外实地监测，分析了矿区不同下垫面风沙流特征。研究结果显示：随高度增加，块石植被低覆盖干燥（RLd）下垫面风沙流输沙量垂向特征表现为先依次递减后增加，其余下垫面则总体表现为随高度增加而减少；0.2 m为风沙流的主要输移层，砾石覆盖度、植被覆盖度与地表湿润度的增加，会有效降低风沙流水平通量。近地表土壤结构受大型机械循环作业活动变的疏松、风蚀物质粒径减小，同时因自身地表干燥，研究区近地表土壤风蚀可蚀性增加；水平通量在风季时期因人为干扰作用，沙尘加快了运移。在车工机械的影响下，矿内生产活跃区下垫面风沙流空间结构特征较其他下垫面出现向高层偏移的现象，主要开采区域风蚀程度严重，且人为干扰程度越强，偏移现象越明显。矿区周边沙地下垫面水平通量较大，地表可风蚀性质较强，受研究区盛行风及人为采矿导致地表凹陷等因素影响，该区域是矿区大粒径风蚀物质的主要来源地。因地表湿润度与植被覆盖度的增加，部分下垫面风沙流结构最优关系式为指数函数的形式，表现为随高度增加输沙量变化较急剧，其余下垫面风沙流结构最优关系式函数类型为幂函数。矿内主要开采活跃区下垫面的输移物质主要为极细粉沙，且主要粒径组风蚀物影响范围超过1.5 m，是造成露天矿区能见度下降的主要原因。研究成果可为西北干旱荒漠区露天矿区沙害防治提供理论依据和科技支撑。     

北京市典型生产建设项目土壤侵蚀规律研究

采用文献资料、专家咨询、无人机倾斜摄影及实际监测等手段对北京市多个典型生产建设项目的土壤侵蚀规律进行了定量分析,结果表明:下垫面因素对待建设区土壤侵蚀影响较为明显,侵蚀控制应加强地面绿化和地表硬化;植被盖度和不透水面积比对建成区土壤侵蚀影响较为明显,控制侵蚀的最优措施为地表硬化;建设区的侵蚀模数与坡度、植被盖度、土壤紧实度、降雨强度及降雨历时关系密切;控制开挖边坡土壤侵蚀最有效的手段是降低开挖坡度及增加地表覆盖,减少堆积边坡土壤侵蚀最有效的手段是降低坡度、压实堆土、增加地表覆盖,防治裸露平台土壤侵蚀的主要方式是增加地表覆盖。     

半干旱区降水资源高效利用技术研究

在半干旱区地形坡度为１０°的区域，以开发降水资源的生产潜力为目的而设计的农业集流贮水补灌系统，集流面以混凝土处理为好，贮水部分以混凝土薄壳水窖为宜。春小麦播种后采取覆盖措施，并在开花期利用补灌系统进行有限补灌，可使小麦产量大幅度提高。     

坡面喷施高分子化合物集流效率的试验研究

基于西北地区黄土高原水土流失严重、地形复杂、外源材料运输困难的实际情况,提出坡面喷施高分子聚合物——土壤固化剂、沥青乳剂、有机硅树脂,以期提高其集流效率。通过室外人工降雨模拟试验,分析了坡面经3种材料处理后,在不同浓度,不同雨强下对产流时间、集流效率、土壤侵蚀量的影响。结果表明:3种材料处理的产流时间较对照提早1/3倍;集流效率平均为72.0%,连续降雨条件下为85%以上;土壤侵蚀量明显较对照降低;3种材料的集流效果顺序为:土壤固化剂>有机硅树脂>沥青乳剂。本研究对西北地区发展新型集雨材料及雨水集蓄利用新形式具有一定指导意义。     

基于水位历时曲线的城镇化对区域水文过程影响分析——以太湖流域河网水位变化为例

以太湖流域为例,采用水位历时曲线(LDC)的方法,探讨以城镇化为代表的下垫面变化条件下区域河网水位的变化规律.从各年代LDC曲线分析结果来看,20世纪80,90年代是其坡度较高的年代.进一步将研究时间段分为50-70年代和1980-2006年,并选择其中平水年进行分析.结果表明,各站点1980-2006年的LDC曲线坡度均大于50-70年代,且后者的LDC曲线均位于前者上部.同时,2个时段的水位变化量在高水位端更显著,而在低水位端变化量最小.研究区降水量与代表站点水位的趋势分析表明,平均水位的显著上升与降水变化趋势不一致.分析认为,上述结果主要是由于城镇化的影响,即下垫面条件变化造成水位历时曲线坡度增加,水位变化对降水的响应速度加快,且高水位的上升更显著.     

生产建设项目弃土堆置体下垫面仿真模拟标准化参数

室内模拟降雨实验是进行生产建设项目人为弃土水土流失特征研究的重要方法。为了使实验下垫面设计更加科学合理,实验结果应用范围更加广泛,通过对陕西关中平原区和秦巴山区各类生产建设项目弃土堆置体的实地调查,结合室内实验,运用经典统计学有关原理对堆置体的坡度、坡长、坡面物质组成进行统计分析。结果表明:秦巴山区生产建设项目弃土堆置体在不同坡面位置上,块石和土壤结构体的含量均明显大于关中平原区;两研究区内细粒土含量极少且均未超过2%;块石和土壤结构体重力分选作用明显,D<10mm的坡面物质在不同坡位的含量数据变化较小且无明显规律;因此在室内进行下垫面仿真设计时,对D<10mm的坡面组成物质可不考虑坡面位置的差异性。两研究区内弃土堆置体坡度多集中在26°～35°之间,贡献率分别为90.2%和88.8%;弃土堆置体坡长多集中在2～8m之间,贡献率分别为100.0%和79.4%。因此,在室内进行下垫面仿真设计时应重点对上述坡度、坡长范围进行实验测试。     

中阳县雨水集蓄利用探析

中阳县总耕地面积2.87万hm2,90%以上的耕地为旱地,由于旱灾频繁,农业产量低而不稳.当地降水集中,雨型多属暴雨,发展旱井集雨非常适宜.从1997年开始,大规模实施旱井集雨工程建设,现已兴建旱井1.5万余眼,不仅解决了部分群众的饮水困难,而且推动了山地微灌的发展.文章提出了在大力发展旱井过程中存在的问题,并提出了相应的建议.     

小流域治理中旱井的规划设计与施工技术

旱井是干旱山区一种特有的小型水源工程,自全面开展小流域治理之后,其在小流域治理中的地位显得越来越重要了,特别是在山区,对于户包治理小流域或联户承包治理小流域的农户来说,已经成为解决水源不足问题的一个重要途径。1旱井的规划与设计(1)旱井位置的选择。用于解决人畜饮水问题的,一般选在农户院落、村中闲散空地、谷场边缘;用于抗旱点种的,一般选在田间地头、梯田排水沟、山洼山脚。(2)旱井密度的确定。主要考虑汇水面积的大小,要能够确保旱井蓄上水、蓄满水。另外,还要考虑到降水量和汇水区域内雨水所能产生的径流量。(3)旱井对地质的…     

石家塔专场集雨群井串通自流灌溉模式

黄土丘陵沟壑区干旱缺水,地形复杂,旱井集雨节灌工程近年来成了本区重要的抗旱兴农工程。临县石家塔旱井集雨工程突破传统,布设专场集雨,使旱井集雨节灌规模化,而且投资效益高,节约能源和劳力,是适合黄土丘陵沟壑区大面积推广的集雨节灌模式。