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集中水流冲刷条件下土石混合崩积物坡面产沙特征

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水土保持学报 2016年第3期30卷 49-54页

作者：陈培济黄炎和蒋芳市林金石詹振芝胡安东黄清瑜申芳芳陈泽文福建农林大学资源与环境学院福州350002

通过室内人工放水冲刷试验,探究不同流量（2L/min,4L/min,8L/min,16L/min）和砾石含量（0%,20%,40%,60%）条件下,土石混合崩积物坡面产沙特征。结果表明：各条件下产沙过程均呈先增大后减小再趋于稳定的趋势。产沙量随着流量的增大而增... 详细信息

通过室内人工放水冲刷试验,探究不同流量（2L/min,4L/min,8L/min,16L/min）和砾石含量（0%,20%,40%,60%）条件下,土石混合崩积物坡面产沙特征。结果表明：各条件下产沙过程均呈先增大后减小再趋于稳定的趋势。产沙量随着流量的增大而增大,而含沙量随流量的增大总体呈减小的趋势;在2L/min和4L/min条件下,产沙量及含沙量随着砾石含量的增大呈先减小后增大的趋势,存在临界砾石含量（20%-40%）;在8L/min和16L/min条件下,产沙量及含沙量随着砾石含量的增大而增大。产沙率与含沙量的关系表明,含石量对产沙的影响存在临界含石量（20%-40%）。砾石含量和流量可以用来很好地预测土石混合崩积物的产沙率,但对含沙量的预测效果较差。流量对产沙率及含沙量的影响均大于砾石含量。

关键词：崩岗崩积体土石混合物集中水流土壤侵蚀

不同模拟糙度集中水流内红壤团聚体剥蚀特征研究

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土壤学报 2016年第4期53卷 860-868页

作者：余冰宋云瑞程嘉宁王军光蔡崇法段猷华中农业大学水土保持研究中心农业部长江中下游耕地保育重点实验室武汉430070

研究了5种模拟糙度和6种不同冲刷距离组合下3种粒径的红壤团聚体在集中水流内的剥蚀破坏规律,分析了糙度、运移距离以及相关水力学参数对团聚体剥蚀破坏的影响。结果表明,在相同运移距离条件下,随粒径和糙度的增加团聚体剥蚀破坏程度呈... 详细信息

研究了5种模拟糙度和6种不同冲刷距离组合下3种粒径的红壤团聚体在集中水流内的剥蚀破坏规律,分析了糙度、运移距离以及相关水力学参数对团聚体剥蚀破坏的影响。结果表明,在相同运移距离条件下,随粒径和糙度的增加团聚体剥蚀破坏程度呈增加趋势,与粒径相比,糙度对剥蚀破坏程度的影响更大。相同模拟糙度下,随着运移距离的增加,剥蚀率均呈抛物线形先增大后减小的趋势;各运移距离下,7～5 mm粒径团聚体的剥蚀率随糙度的增加而增加;5～3 mm和3～1 mm粒径团聚体在各运移距离内随糙度的增加变化规律不一致。在不同糙度情况下,以运移距离等于36 m为例,团聚体与原始团聚体质量比（Wr/Wi）随径流水深、阻力系数、水流剪切力的增加均呈幂函数减小之后趋于平缓的趋势。该结果为研究红壤团聚体破碎理论机制提供了参考,对于完善土壤侵蚀过程模型,具有重要的理论意义。

关键词：团聚体集中水流糙度运移距离水力学参数

集中水流冲刷条件下土石混合崩积物坡面侵蚀机理研究

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集中水流冲刷条件下土石混合崩积物坡面侵蚀机理研究

作者：陈培济福建农林大学

学位级别：硕士

崩积体为崩岗的重要组成部分,砾石含量高,属于典型土石混合物,但目前关于崩岗土石混合崩积物侵蚀机理尚未清楚,成为崩岗崩积体侵蚀研究的又一关键问题。本研究以福建省安溪县的崩岗土石混合崩积物为研究对象,通过室内模拟冲刷试验,在不... 详细信息

崩积体为崩岗的重要组成部分,砾石含量高,属于典型土石混合物,但目前关于崩岗土石混合崩积物侵蚀机理尚未清楚,成为崩岗崩积体侵蚀研究的又一关键问题。本研究以福建省安溪县的崩岗土石混合崩积物为研究对象,通过室内模拟冲刷试验,在不同砾石含量(0%、20%、40%、60%)、流量(2 L·min-1、4 L·min-1、8 L·min-1、16L·min-1)及坡度(10°、20°、30°、40°)三因素组合条件下,探究土石混合崩积物坡面细沟的产沙特征、侵蚀泥沙颗粒特性以及侵蚀的水动力学机理。研究结论如下：(1)各流量下30°坡面细沟产沙过程均呈“先增大后减小再趋于稳定”的趋势。产沙量随流量和坡度的增大均大体呈上升的趋势,而含沙量随流量的增大大体呈缓慢下降趋势,随坡度的增大大体呈上升趋势;在2 L·min-1和4 L·min-1条件下,产沙量及含沙量随着砾石含量的增大呈先减小后增大的趋势,存在临界砾石含量(20-40%之间);在8 L·min-1和16 L·min-1条件下,产沙量及含沙量随着砾石含量的增大而增大。砾石含量、流量和坡度可以用来很好地预测土石混合崩积物的产沙率和含沙量。(2)各条件下侵蚀泥沙颗粒中粗砂粒和细粉粒的含量较高。在冲刷后期,侵蚀泥沙粒径分布与供试土壤趋于一致,即出现整体侵蚀。侵蚀泥沙颗粒粒径分布情况尤其是富集率大小可用来表征坡面土壤的侵蚀强弱。在全土下,试验坡面随冲刷时间延长呈整体侵蚀的规律,当砾石加入后,这种规律逐渐被打破,当含石量达60%时,侵蚀泥沙不再被整体搬运。各流量及坡度下泥沙颗粒的MWD均随着砾石含量的增大而增大,说明砾石的存在使侵蚀泥沙颗粒变粗。平均重量直径均随含石量、流量及坡度的改变而改变,各粒径范围的颗粒运移具有选择性。(3)各条件下随着冲刷历时的推延流速呈减小的趋势,雷诺数先增大再减小,弗罗德数先减小后趋于平缓,阻力系数波动性增大。大多情况下试验坡面细沟水流流态属紊流,流型属急流。各条件下随着冲刷历时的推延水流剪切力和水流功率均呈先增大后减小趋势,单位水流功率呈减小趋势。可利用砾石含量、流量及坡度来很好地预测各水动力学参数(流速、雷诺数、弗罗德数、阻力系数、水流剪切力、水流功率、单位水流功率)。雷诺数、阻力系数、水流剪切力及水流功率可作为土石混合崩积物侵蚀输沙的首选水动力学因素。随着砾石含量的增大,水流剪切力、水流功率及单位水流功率的可蚀性参数均呈上升趋势,临界水流剪切力和临界单位水流功率呈下降趋势,临界水流功率无明显规律。

关键词：崩岗崩积体土石混合物集中水流土壤侵蚀泥沙颗粒水动力学机理

草地集中水流土壤侵蚀室内模拟试验及聚丙烯酰胺（PAM）对草地出苗影响试验研究

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草地集中水流土壤侵蚀室内模拟试验及聚丙烯酰胺（PAM）对草地出...

作者：冒建华西北农林科技大学

学位级别：硕士

土壤侵蚀的室内模拟实验是目前研究土壤侵蚀问题的有效手段之一，它可为水土保持实践提供科学依据，草地土壤侵蚀的机理和发展变化规律是目前土壤侵蚀研究的重要内容。现有对于草地覆盖坡地的土壤侵蚀研究多用野外实验取得数据。由于... 详细信息

土壤侵蚀的室内模拟实验是目前研究土壤侵蚀问题的有效手段之一，它可为水土保持实践提供科学依据，草地土壤侵蚀的机理和发展变化规律是目前土壤侵蚀研究的重要内容。现有对于草地覆盖坡地的土壤侵蚀研究多用野外实验取得数据。由于地理条件和天气条件的影响，往往野外实验不能实现长时间多处理的数据的收集，影响实验结果的精度和实验的进度。在坡地水土保持治理过程中，种草护坡需要选用生长快的草种，并能够迅速对坡面形成保护，提高草的出苗率和研究草生长过程中对坡地土壤侵蚀的影响状况更显重要。因此，提出设计一种新型实验仪器，以便准确有效的测定坡地种草后侵蚀率变化状况，而免去长期野外实验的方法。草地根系可以增强土壤抵抗水流冲刷的能力，有效地减少土壤侵蚀。通过室内实验，研究了集中水流作用下，不同流量和坡度条件下，几种不同草地减少的土壤侵蚀的效果。实验采用3个流量(2，4，8L/min)和5个坡度(5，10，15，20，25)。所用地面覆盖为，蒿羊矛、黑麦草、苜蓿、裸地(对照)。用试验数据建立了不同流量、不同牧草土壤侵蚀量与坡度间的关系模型。用已建立的模型，比较了几种不同草覆盖的地表相对于裸地减少土壤侵蚀的效果。并在不同生长时期，对三种不同草地进行实验，测定其不同时期的减少侵蚀率变化情况。通过不同坡度和流量下的统计关系，寻求草地生长期内减少土壤侵蚀的主要因素，并通过分析建立与时间、坡度、流量相关的统计模型。实验简化在土壤侵蚀模拟与实验中很重要。本次实验由于提出了一种新的实验方法，为了确保实验的精确和可靠，实验次数达720次之多。尚需野外实验对所采取的方法进行检验。作为一种新型高效土壤改良剂，PAM能够有效地增加土壤团粒结构，减少土壤结皮，改良地表土壤状况，可能有利于作物出苗。本研究采用0，0.5，1.0，1.5，2.0g/m的PAM地表处理，通过小区试验，研究了喷灌条件下，PAM对于地表土壤孔隙度的改变并由此带来的对于紫花苜蓿出苗率和出苗整齐度的影响，并且采用了实物图片对照、图表和数据分析的方法，提出了一种有利于北方广大地区种植苜蓿提高出苗率和整齐度的有效途径。研究得到了提高首楷出苗率和出苗整齐度的经济合理的PAM用量，同时，利用PAM 确保在坡地草皮达到有效覆盖前保护坡地。

关键词：草地土壤侵蚀集中水流室内实验 PAM 发芽率

连栽桉树人工林土壤团聚体特征及其对坡面集中水流的响应

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连栽桉树人工林土壤团聚体特征及其对坡面集中水流的响应

作者：李典云广西大学

学位级别：硕士

桉树作为我国主要速生树种之一,从引种到大面积推广造林,至今已有100多年,在林业产业发展进程中的地位突出。在我国南方,得益于优越的水热条件和丰富的土地资源,桉树人工林随处可见,在同一片土地上可以连续栽培几代,甚至十几代。长期经... 详细信息

桉树作为我国主要速生树种之一,从引种到大面积推广造林,至今已有100多年,在林业产业发展进程中的地位突出。在我国南方,得益于优越的水热条件和丰富的土地资源,桉树人工林随处可见,在同一片土地上可以连续栽培几代,甚至十几代。长期经营下的桉树人工纯林,呈现出地力衰退、肥力下降趋势,加之频繁的人为经营活动和不合理的土地利用,致使土壤侵蚀剧烈,水土流失严重。因此,研究连栽桉树人工林土壤团聚体稳定性特征及坡面侵蚀机理,对科学经营桉树人工林意义重大。本文以广西桂中地区黄冕镇境内连栽1～4代桉树人工林为研究对象,通过湿筛法、LB法及集中水流冲刷试验,定性、定量分析连栽1～4代桉树人工林林下A、B1、B2三个发生层土壤团聚体基本理化性质、团聚体特征及稳定性、团聚体剥蚀特征,对连续栽植速生桉树人工林土壤团聚体的特征变化进行了初步研究。取得的结论如下:1.对土壤容重、孔隙度、饱和含水量、机械组成、p H值和有机质等指标进行分析,探索土壤基本理化性质与连栽代次之间的关系。(1)桉树人工林土壤物理性质在不同连栽代次间变化趋势不同,表现出随连栽代次及土层深度增加,土壤容重增大,孔隙度和饱和含水量减小;不同土层间土壤容重和总孔隙度在1、2代林变化明显,在3、4代林变化不明显,1代林A层、B1层土壤饱和含水量与其余3个林分差异性显著,4代林的B2层土土壤饱和含水量水平最低,为30.99%。(2)土壤p H值随桉树代次增加先增加后降低,1代林酸性最强,3代林最弱;土壤有机质含量随连栽代次的增加而减小;游离铁铝锰氧化物整体表现为随着连栽代次的增加而减少;各氧化物在不同土层间变化幅度不同,氧化铁含量下降最为明显,而氧化锰基本含量偏低。(3)随着连栽代次的增加,土壤机械组成呈现波动变化,表现出先上升后下降的趋势。砂粒含量最小出现在3代林,最大在2代林,粉粒含量在4代林最高,1代林最低,粘粒总体含量所占比例最低。2.采用传统湿筛法和LB法从不同角度评价团聚体分布及稳定性特征。湿筛法研究结果表明:大团聚体(粒径>0.25 mm)含量在同代林不同土层总体表现为A>B1>B2,随着连栽代次的增加,大团聚体含量整体下降,不同连栽桉树土壤团聚体平均质量直径(MWD)与几何平均直径(GMD)整体上表现为1代林>2代林>3代林>4代林,表明经过多代连栽的桉树人工林土壤团聚体稳定性降低。LB法测得不同连栽代次桉树下土壤团聚体质量百分数,不同湿润处理下粒级>2 mm团聚体分布表现为:MWD(快速湿润)2 mm的土壤团聚体含量随着连栽代次的增加而下降。3种湿润处理下,随着连栽代次的增加,团聚体MWD与GMD整体呈下降趋势,相对消散指数(RSI)、相对机械破碎指数(RMI)与团聚体稳定性特征参数(AS)增大,快速湿润是团聚体崩解的主要外力作用,团聚体稳定性随之降低。3.通过团聚体稳定性参数与土壤理化性质之间的相关性分析表明,湿筛法及LB法处理下的土壤孔隙度、有机质都与团聚体稳定性显著正相关。LB法处理下,非毛管孔隙度、饱和含水量与团聚体稳定性存在显著或极显著正相关,土壤容重、毛管孔隙度与团聚体稳定性显著负相关。4.通过集中水流团聚体冲刷试验,团聚体破坏程度(剥离系数α)随冲刷距离、土层深度和水流坡度的增加呈抛物线形状增大;随着连栽代次的增加,Wr/Wi值与>0.25 mm团聚体平均重量直径(MWD值)不同程度减小,土壤团聚体稳定性减弱,运移距离增加,粒径逐渐减小,形态逐渐变圆,在运移距离>18 m时差异显著。冲刷后团聚体MWD值与RMI指数达到显著及极显著负相关关系,土壤团聚体自身破碎越敏感,与游离态铁铝氧化物、无定形铁铝氧化物呈显著相关,其中与游离态氧化铁呈显著性相关。

关键词：桉树土壤集中水流输移特征团聚体稳定性

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集中水流下沙漠风积沙冲刷机理分析

东北水利水电 2018年第2期36卷 56-57页

作者：成汇源新疆水利水电勘测设计研究院新疆乌鲁木齐830000

通过沙漠风积沙在集中水流下的冲刷破坏形态与过程,结合土力学与水力学等相关理论知识,对沙漠风积沙的破坏过程和机理进行了初步分析。在凹凸不平的沙漠地形上,集中水流对沙漠风积沙表面具有剪切剥蚀作用,形成下切冲沟,并对冲沟及跌坎... 详细信息

通过沙漠风积沙在集中水流下的冲刷破坏形态与过程,结合土力学与水力学等相关理论知识,对沙漠风积沙的破坏过程和机理进行了初步分析。在凹凸不平的沙漠地形上,集中水流对沙漠风积沙表面具有剪切剥蚀作用,形成下切冲沟,并对冲沟及跌坎坡脚底部冲刷导致沙土边坡失稳塌落,侵蚀向上游迁移和两侧扩展,其冲刷过程主要分为风积沙表面剥蚀冲刷、端部溯源冲刷、侧壁崩塌扩展三部分。

关键词：沙漠风积沙冲刷机理集中水流跌坎

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水流作用下沙漠风积沙冲刷速率二维模型探析

东北水利水电 2018年第5期36卷 47-48页

作者：成汇源新疆水利水电勘测设计研究院新疆乌鲁木齐830000

根据集中水流下沙漠风积沙的冲刷破坏过程和机理,以表面水流单宽流量来模拟水流条件,下游端部的初始落差来模拟沙漠土的跌坎地形,下游端部跌坎位置随时间的变化率,来确定溯源冲刷速度和表面剥蚀速率。对沙漠风积沙冲刷速率的影响因素进... 详细信息

根据集中水流下沙漠风积沙的冲刷破坏过程和机理,以表面水流单宽流量来模拟水流条件,下游端部的初始落差来模拟沙漠土的跌坎地形,下游端部跌坎位置随时间的变化率,来确定溯源冲刷速度和表面剥蚀速率。对沙漠风积沙冲刷速率的影响因素进行分析,建立了集中水流作用下沙漠风积沙冲刷速率二维模型。

关键词：沙漠风积沙集中水流冲刷速率二维模型

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含水率对沙漠风积沙溯源冲刷速度的影响

吉林水利 2019年第10期 39-41页

作者：李振纲新疆水利水电勘测设计研究院新疆乌鲁木齐830000

通过对含水率为零的干燥状态的沙漠风积沙和具有不同含水率的潮湿状态的沙漠风积沙进行了集中水流冲刷试验研究,以探究沙漠风积沙的含水率对其在集中水流作用下的溯源冲刷速度的影响,结果表明,沙漠风积沙的溯源冲刷速度与含水率呈非线... 详细信息

通过对含水率为零的干燥状态的沙漠风积沙和具有不同含水率的潮湿状态的沙漠风积沙进行了集中水流冲刷试验研究,以探究沙漠风积沙的含水率对其在集中水流作用下的溯源冲刷速度的影响,结果表明,沙漠风积沙的溯源冲刷速度与含水率呈非线性关系,本文对其机理进行了深入探讨分析。

关键词：沙漠风积沙溯源冲刷含水率集中水流

上海地区沿海滩涂围垦工程中对滩地保护措施的若干改进

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上海水务 2006年第2期22卷 38-41页

作者：黄尚勇上海南汇水利市政工程有限公司上海201300

上海地区沿海滩涂进行围垦时,往往先要进行滩地的保护,而最常规的作法是先铺设一层基垫布,然后加压袋装碎石,采用此方法在砂性滩及滩面坡比较陡的地区极易产生内侧纵向退水沟、外侧滴水沟及由于压布不规范引起管涌,保护滩地的效果不是... 详细信息

上海地区沿海滩涂进行围垦时,往往先要进行滩地的保护,而最常规的作法是先铺设一层基垫布,然后加压袋装碎石,采用此方法在砂性滩及滩面坡比较陡的地区极易产生内侧纵向退水沟、外侧滴水沟及由于压布不规范引起管涌,保护滩地的效果不是十分明显。经过多个工程的实践总结,将袋装碎石压排改为直接采用碎石铺满压排并向两侧各延伸出部分范围的方法可有效消除上述现象的产生,并能使工程所处地水流变得平顺,滩地保护的效果更为明显。

关键词：围垦工程潮汐滴水沟集中水流滩地冲刷滩地保护