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细沟侵蚀特征及其产流产沙过程试验研究

水利学报 2013年第4期44卷 398-405页

作者：和继军吕烨宫辉力蔡强国首都师范大学初等教育学院城市环境过程与数字模拟国家重点实验室培育基地教育部三维信息获取与应用重点实验室北京100048 中国科学院水利部水土保持研究所黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室陕西杨凌712100 中国水利水电科学研究院北京100038 中国科学院地理科学与资源研究所中国科学院陆地水循环与地表过程重点实验室北京100101

在不同坡度(15°、20°、25°)和降雨强度(1.5mm/min和2.0mm/min)条件下,利用室内模拟降雨试验,研究了杨凌塿土和安塞黄绵土的坡面细沟发育过程、形态特征及水沙关系。结果表明,不同降雨强度和坡度下,塿土坡面的细沟发育规律基本一致,... 详细信息

在不同坡度(15°、20°、25°)和降雨强度(1.5mm/min和2.0mm/min)条件下,利用室内模拟降雨试验,研究了杨凌塿土和安塞黄绵土的坡面细沟发育过程、形态特征及水沙关系。结果表明,不同降雨强度和坡度下,塿土坡面的细沟发育规律基本一致,主要由沿坡面方向呈线状分布的跌坎链相互连通而成,表现为沟头溯源侵蚀和沟道下切侵蚀,细沟宽深比随雨强及坡度增加而变小,细沟密度则随之而增加;黄绵土的跌坎形状为长条状,细沟主要由单个跌坎发育而成,发育过程中溯源侵蚀和边壁崩塌现象更为明显,细沟的宽深比较大。相比黄绵土,塿土的产流和达到稳定径流量的速度较快,相同降雨强度条件下,不同坡度间径流量的差异性较小;不同降雨强度和坡度条件下,塿土的含沙量变化过程较为一致,最终会趋于一个稳定值,黄绵土含沙量的变化过程较为复杂。另外,两种土壤从含沙量开始较快增加至达到最高值的时间段与其细沟形成及发育的时间段大体吻合,相比之下塿土更易发生细沟侵蚀。

关键词：细沟侵蚀跌坎链产流产沙过程降雨强度

南方典型土壤坡面产流产沙过程对PAM的响应

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农业机械学报 2017年第8期48卷 279-287页

作者：宋月君黄炎和杨洁左继超廖凯涛肖龙福建农林大学林学院福州350002 江西省水土保持科学研究院南昌330029 江西省土壤侵蚀与防治重点实验室南昌330029 泰和县水土保持站吉安343700

采用室外人工模拟降雨试验方式,系统对比研究了2种聚丙烯酰胺(Polyacrylamide,PAM)配比方案(2 g/m^2和10 g/m^2,分别用PAM1200-2和PAM1200-10表示)在140 mm/h短时强降雨条件下对坡度为10°的南方红壤区4种不同典型岩性发育土壤坡面的产... 详细信息

采用室外人工模拟降雨试验方式,系统对比研究了2种聚丙烯酰胺(Polyacrylamide,PAM)配比方案(2 g/m^2和10 g/m^2,分别用PAM1200-2和PAM1200-10表示)在140 mm/h短时强降雨条件下对坡度为10°的南方红壤区4种不同典型岩性发育土壤坡面的产流、产沙过程的影响机制。结果表明:各坡面总产流量、单位采样时段径流系数、累积单位采样时段径流系数均有显著提升(p产流方面,无显著性差异;各坡面的总产沙量、单位采样时段泥沙质量浓度、单位采样时段泥沙量均显著降低(p沙率最为显著,其余不同配比的坡面减沙率略有不同,除紫色土坡面,PAM1200-10的减沙率均大于PAM1200-2;其中PAM1200-2的减沙率波动性较大,除紫色土坡面外,PAM1200-10配比的减沙率均较为平稳,在花岗岩红壤坡面,PAM1200-10与PAM1200-2相比,减沙成效显著(p<0.01)。

关键词：南方红壤区人工模拟短时强降雨聚丙烯酰胺典型土壤坡面产流产沙过程

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强降雨条件下砖红壤坡面产流产沙过程研究

水土保持学报 2015年第2期29卷 7-10,54页

作者：余长洪李就好陈凯姜俊红黄志豪华南农业大学水利与土木工程学院广州510640

利用人工模拟降雨试验,对强降雨条件下砖红壤坡面入渗、产流产沙过程进行定量分析。结果表明,强降雨条件下降雨强度对初始产流时间的影响大于坡度;砖红壤坡面入渗强度随时间的变化规律符合Horton模型,平均决定系数为0.958;砖红壤坡面产... 详细信息

利用人工模拟降雨试验,对强降雨条件下砖红壤坡面入渗、产流产沙过程进行定量分析。结果表明,强降雨条件下降雨强度对初始产流时间的影响大于坡度;砖红壤坡面入渗强度随时间的变化规律符合Horton模型,平均决定系数为0.958;砖红壤坡面产流过程分为4个阶段:初始入渗阶段、初始产流阶段和稳定产流阶段、结束产流阶段,推导出产流过程方程;砖红壤坡面产沙过程分为5个阶段:无产沙阶段、产沙能力上升阶段和产沙能力下降阶段、稳定产沙阶段(75,100,125mm/h降雨强度)或波动阶段(150,175mm/h降雨强度)和停止产沙阶段,累计产沙量随时间的变化规律符合二次多项式模型,不同坡度不同降雨强度情况下各拟合方程决定系数在0.970以上。研究结果为建立砖红壤坡面产流产沙物理模型及水土资源管理提供了理论基础。

关键词：强降雨砖红壤坡面产流产沙过程水蚀机理模型模拟

紫色土两种耕作制的产流产沙过程与水土流失观测准确性分析

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水土保持学报 2002年第4期16卷 108-111页

作者：刘刚才高美荣林三益刘淑珍中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所成都610041 四川大学成都 610015

设计了一种径流观测系统,可以观测表面径流和壤中流。通过观测不同自然降雨和土壤初始条件下的产流产沙过程,揭示了降雨强度较大的情况下,聚土免耕耕作制的产沙强度明显较常规种植的小,说明聚土免耕耕作制防治土壤流失是可行的;但当土... 详细信息

设计了一种径流观测系统,可以观测表面径流和壤中流。通过观测不同自然降雨和土壤初始条件下的产流产沙过程,揭示了降雨强度较大的情况下,聚土免耕耕作制的产沙强度明显较常规种植的小,说明聚土免耕耕作制防治土壤流失是可行的;但当土壤达到饱和后,聚土免耕的径流强度与常规耕作制常规种植的差异较小,因此,聚土免耕能明显防治径流流失是有限的;水土流失观测小区的坡脚有渗漏阻碍面(墙),不能将表面流和壤中流分开,土壤达饱和后产流发生时,部分壤中流成为地面径流,而使所测得的结果与实际的差异较明显,径流偏多而蚀沙偏少。这一点,在建水土流失观测小区时,应足以重视。

关键词：产流产沙过程水土流失观测准确性分析紫色土耕作制水土保持

模拟暴雨条件下珠江上游不同地被产流产沙过程研究

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水土保持研究 2007年第1期14卷 287-288,294页

作者：孟广涛毛瑢方向京和丽萍柴勇李贵祥张正海云南省林业科学院昆明650204 昆明理工大学昆明650093

利用人工模拟降雨,以裸地为对照,对珠江上游耕地、退耕地、滇石栎、圣诞树、云南松五种地被进行产流产沙试验研究。结果表明,6种不同地被产流产沙过程都遵循二次函数方程分布,产沙量大小依次为裸地>耕地>退耕地>圣诞树>滇石栎>云南松。... 详细信息

利用人工模拟降雨,以裸地为对照,对珠江上游耕地、退耕地、滇石栎、圣诞树、云南松五种地被进行产流产沙试验研究。结果表明,6种不同地被产流产沙过程都遵循二次函数方程分布,产沙量大小依次为裸地>耕地>退耕地>圣诞树>滇石栎>云南松。枯枝落叶层具有良好的土壤保持功能。裸地和耕地是该地区侵蚀产沙的主要来源,退耕还林还草、建立生态防护林体系是保持水土和减少泥沙的有效措施。

关键词：人工模拟降雨地被珠江上游产流产沙过程

典型草原大型露天煤矿排土场边坡水蚀控制效果

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农业工程学报 2015年第3期31卷 296-303页

作者：郭建英何京丽李锦荣邢恩德温挨树刘艳萍杨改英水利部牧区水利科学研究所呼和浩特010020 内蒙古自治区地质环境监测院呼和浩特010020 乌兰察布市水土保持生态环境监测站集宁012000

以典型草原区大型露天煤矿排土场边坡不同治理措施为研究对象,利用标准径流场定位观测设施对不同治理措施植被生长-枯萎期间的次降雨产流产沙过程进行了连续观测,研究结果表明:在边坡植被恢复初期,由于实施治理措施对边坡的强烈扰动,不... 详细信息

以典型草原区大型露天煤矿排土场边坡不同治理措施为研究对象,利用标准径流场定位观测设施对不同治理措施植被生长-枯萎期间的次降雨产流产沙过程进行了连续观测,研究结果表明:在边坡植被恢复初期,由于实施治理措施对边坡的强烈扰动,不合理的治理措施导致边坡的土壤侵蚀量大于裸地;当植被盖度大于>35%时,不同治理措施的拦沙、蓄水、入渗能力明显强于裸地;降雨强度与降雨量是边坡产流产沙的主控因子,随着降雨强度和降雨量的增加而增加;裸露边坡的土壤侵蚀模数最大,为14 183 t/(km2·a),生态袋一字型布设措施的土壤侵蚀模数最小,为5 179 t/(km2·a);生态袋一字型布设措施的土壤侵蚀模数是裸露边坡的36.5%,是沙地柏+绣线菊灌丛(植被恢复4 a)的81.5%。可见,排土场边坡是一种极强烈侵蚀的人工再塑地貌,对其采用合理的生物措施+工程措施的治理措施要优于单纯的生物措施,是控制矿区排土场边坡土壤侵蚀的最有效途径之一。

关键词：侵蚀植被煤矿排土场产流产沙过程

黄土区不同地类坡面水沙动态过程及其发生机理的模拟实验研究

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农业环境科学学报 2007年第5期26卷 1942-1947页

作者：琚彤军刘普灵王栓全徐学选史新合西北农林科技大学陕西杨陵712100 中国科学院水利部水土保持研究所黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室陕西杨陵712100

利用模拟降雨在降雨性质上的可控性优势,分析了在黄土丘陵区具有代表性的几种坡面土地利用方式(林灌地、封禁荒草地、弃耕农地)的产流产沙动态过程及发生机制。结果表明,在降雨条件相近时,不同类型坡面状况的初始产流时间差异明显。次... 详细信息

利用模拟降雨在降雨性质上的可控性优势,分析了在黄土丘陵区具有代表性的几种坡面土地利用方式(林灌地、封禁荒草地、弃耕农地)的产流产沙动态过程及发生机制。结果表明,在降雨条件相近时,不同类型坡面状况的初始产流时间差异明显。次降雨过程中各地类小区产沙和产流动态变化不完全一致,产沙量较产流量增加趋势更为显著。在降雨和土壤条件相对一致的条件下,不同地类小区的侵蚀产沙过程差异显著,其中林地和草灌地与坡耕农地相比可增加入渗,减水效益明显,减沙效益更为显著,表明实施林草植被建设,包括退耕封禁等措施在内的生态治理减蚀效益明显,能够有效地减少坡面的来水来沙;并提出了可反映土壤抗蚀能力的量化指标——单位冲刷强度,为在实验流域对包括退耕还林草、封禁措施在内的生态恢复重建过程的流域水沙变化及其效应评估提供量化指标。

关键词：野外人工模拟降雨黄土丘陵区地类产流产沙过程

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小麦秸秆长度、覆盖量对坡面产流产沙的影响

水土保持学报 2020年第4期34卷 98-103,111页

作者：曾建辉李占斌马波王杉杉张泽宇王阳修西北农林科技大学水土保持研究所黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室陕西杨凌712100 中国科学院水利部水土保持研究所陕西杨凌712100 西北农林科技大学陕西杨凌712100

为定量研究小麦秸秆覆盖对坡面产沙产流过程及减水减沙效益的影响,采用室内人工模拟降雨试验,研究在降雨强度为90 mm/h时,不同秸秆长度和秸秆覆盖量下的坡面产流产沙特征和产流产沙过程规律,结果表明:(1)在相同秸秆长度下,随秸秆覆盖量... 详细信息

为定量研究小麦秸秆覆盖对坡面产沙产流过程及减水减沙效益的影响,采用室内人工模拟降雨试验,研究在降雨强度为90 mm/h时,不同秸秆长度和秸秆覆盖量下的坡面产流产沙特征和产流产沙过程规律,结果表明:(1)在相同秸秆长度下,随秸秆覆盖量增加,产流量产沙量极显著减少(p产流量显著增加(p沙量极显著增加(p产流时间较裸露坡面延迟6.23倍,产流量平均下降19.5%,产沙量下降31.6%。覆盖措施通过保护土壤的结构有效抑制了细沟侵蚀过程向切沟侵蚀发展。产流产沙过程受秸秆长度和覆盖量的交互作用影响,交互效应对产流过程的影响更突出。(3)随覆盖量增加,减水减沙效益极显著增加(p沙效益分别减少为17.26%,27.97%。不同覆盖条件下的坡面产流量、产沙量和减水、减沙效益均与秸秆长度、秸秆覆盖量呈二元线性关系。(4)在当前试验条件下,当秸秆长度为3~5 cm,覆盖量为4.5 t/hm2时达到最优减水减沙效益。

关键词：秸秆长度秸秆覆盖量侵蚀量产流产沙过程水土保持效益

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弃渣扰动对藏东山地草甸坡面产流产沙的影响

水土保持研究 2024年第4期31卷 105-113页

作者：李亚桐王冠冉心昊肖辉杰北京林业大学水土保持学院北京100083

[目的]明晰铁路修建中弃渣工程扰动引起的水土流失响应,揭示弃渣堆积前后及其植被恢复对藏东生态脆弱的山地草甸区坡面尺度水土流失的影响。[方法]选取未扰动、轻度扰动、重度扰动、覆土恢复4个类型的坡面,建立原位径流小区,通过人工模... 详细信息

[目的]明晰铁路修建中弃渣工程扰动引起的水土流失响应,揭示弃渣堆积前后及其植被恢复对藏东生态脆弱的山地草甸区坡面尺度水土流失的影响。[方法]选取未扰动、轻度扰动、重度扰动、覆土恢复4个类型的坡面,建立原位径流小区,通过人工模拟降雨试验,开展了坡面产流产沙过程的研究。[结果](1)坡面的溅蚀量随扰动强度的增大而增加,下坡向的溅蚀量为上坡溅蚀量的1.14~2.67倍。(2)轻度扰动坡面、重度扰动坡面和覆土恢复坡面的初始产流时间分别缩短为未扰动坡面的53.8%~66.7%,34.6%~46.7%,86.7%~92.9%。(3)未扰动坡面、轻度扰动坡面、重度扰动坡面和覆土恢复坡面的产流速率分别为44~86,104~147,200~373,46~95 ml/(min·m^(2)),产沙速率分别为0.026~0.055,0.05~0.098,1.034~2.189,0.047~0.077 g/(min·m^(2))。[结论]覆土恢复坡面的水土保持能力较轻度扰动和重度扰动坡面有显著提高,但距未扰动坡面仍有差距,需采取其他植被或工程措施对工程扰动坡面加以恢复。

关键词：产流产沙过程水土流失人工模拟降雨高山草甸弃渣工程