中国科学院知识创新工程重要方向项目(KZZD-EW-04-03)
- 作品数：16 被引量：188H指数：10
- 相关作者：王文龙郭明明李建明康宏亮白芸更多>>
- 相关机构：中国科学院西北农林科技大学长江科学院更多>>
- 发文基金：中国科学院知识创新工程重要方向项目国家自然科学基金水利部公益性行业科研专项更多>>
- 相关领域：农业科学自动化与计算机技术水利工程更多>>
- 黄土高塬沟壑区道路排水沟侵蚀产沙试验被引量：3
- 2015年
- 为给黄土高塬沟壑区道路排水沟水土流失测算及其防护提供科学依据,采用野外原位放水冲刷试验方法,在放水流量10~50 L·min^(-1)和坡度4°~10°条件下,对土质道路裸露排水沟和植被排水沟的侵蚀产沙规律进行试验研究。结果表明:放水流量和坡度增大,裸露和植被排水沟的径流含沙量和土壤剥蚀率均成倍数增大,与放水流量呈显著指数函数关系;同一试验条件下,裸露排水沟的径流含沙量和土壤剥蚀率分别是植被排水沟的1.3~1.7倍和1.4~2.2倍。放水流量和坡度对裸露排水沟径流含沙量的影响较为接近,而植被排水沟径流含沙量主要受放水流量影响;不论裸露还是植被排水沟,放水流量对土壤剥蚀率的影响都远大于坡度。
- 朱宝才黄鹏飞王文龙史倩华白芸李艳富李垚林
- 关键词：黄土高塬沟壑区土壤剥蚀率
- 董志塬沟头溯源侵蚀过程及崩塌中孔隙水压力变化被引量：5
- 2019年
- 为研究董志塬沟头溯源侵蚀过程及孔隙水压力变化规律,采用模拟降雨+放水冲刷的方法,研究集水区坡度(1°、3°、5°、7°)和放水流量(3.0、3.6、4.8、6.0、7.2m^3/h)对董志塬沟头溯源侵蚀过程和孔隙水压力特征值的影响。结果表明:1)崩塌发生频率由试验初期0~30min时的6.29%增加到150~180min时的27.48%。2)放水流量为3.0~7.2m^3/h时,产沙率随试验时间呈对数函数减小。产沙量随坡度和放水流量的增加而加大,建立了产沙量与二者间的多元线性回归方程。3)坡度为1°~7°时,崩塌会增加22.75%~324.59%的产沙率,产沙率突变点出现时间相较于崩塌而言存在“滞后”现象。4)孔隙水压力随试验时间呈显著线性或对数函数关系,孔隙水压力的上升是影响溯源侵蚀崩塌发生的关键因素。研究结果可为黄土高塬沟壑区生态治理提供参考。
- 史倩华王文龙王文龙陈卓鑫冯兰茜赵满
- 关键词：崩塌孔隙水压力黄土高塬沟壑区
- 黄土区坡耕地耕作对浅沟径流产沙及其形态发育特征的影响被引量：16
- 2015年
- 为研究耕作对浅沟径流产沙及形态发育特征的影响,在野外调查的基础上,设计坡度（15°、20°、25°）、雨强（1.0、1.5、2.0 mm/min）及放水流量（7.53∽23.45 L/min）3个处理,采用室内模拟降雨和放水冲刷的方法,测定了不同处理下浅沟径流量、产沙量。结果表明：1）2种浅沟水流均为紊流,耕作使浅沟水流雷诺数和弗劳德数分别减小0.95%∽30.77%、2.64%∽39.14%,阻力系数和糙率系数分别增加4.01%∽58.82%、0.88%∽27.87%;2）试验条件下,耕作使浅沟土壤剥蚀率增大9.48%∽37.87%,未耕作与耕作浅沟土壤剥蚀率分别与坡度—流量交互作用、雨强—坡度交互作用呈极显著线性关系,土壤剥蚀率与径流剪切力、径流功率及单位径流功率均呈显著的线性关系,未耕作浅沟发生剥蚀的临界剪切力、临界功率及临界单位径流功率分别为17.576 N/m2、5.036 W/（m2·s）、0.0381 m/s,耕作浅沟为10.585 N/m2、3.544 W/（m2·s）、0.0277 m/s;3）耕作使浅沟宽度增加1.98%∽31.79%,浅沟面积增大0.84%∽32.03%,下切深度降低2.82%∽26.67%;4）耕作使浅沟土壤侵蚀量增加0.91%∽22.80%,未耕作和耕作浅沟土壤侵蚀量分别占坡面土壤侵蚀总量的44.09%∽74.16%和42.44%∽56.44%,与雨强—流量交互作用均呈极显著的线性函数关系。结果可为该区浅沟侵蚀预测模型的建立及农业生态环境安全与保护提供科学依据。
- 郭明明王文龙李建明朱宝才史倩华康宏亮李艳富李垚林
- 关键词：耕作径流产沙黄土区坡耕地
- 扰动土与非硬化道路侵蚀产沙规律研究被引量：3
- 2012年
- 对扰动土与非硬化道路土壤侵蚀规律进行了研究。通过野外放水冲刷试验,分析扰动土与非硬化道路含沙量、产沙速率与冲刷流量之间的关系。扰动土的含沙量呈下降趋势变化,非硬化路面的含沙量在某一水平线上下波动;不同坡度下平均含沙量随放水冲刷流量变化不同,基本上呈上升趋势,有平缓式上升、快速上升、梯形上升。扰动土累计产沙量呈抛物线式上升,非硬化道路累计产沙量呈直线上升;在部分坡度下,扰动土与非硬化道路的产沙速率相近;不同坡度平均产沙速率随放水流量的增长速度不同;特别是扰动土坡面坡度大于11°,产沙速率有大幅度的增长,工程建设中应特别注意扰动土坡度大于11°的坡面。
- 秦百顺李占斌李鹏刘海波李斌斌
- 关键词：扰动土产沙
- 黄土区工程堆积体石砾对流速及产沙影响试验研究被引量：10
- 2015年
- 由于堆积松散、颗粒粗、组成物质复杂、坡度大等特点，生产建设项目工程堆积体侵蚀过程与农地、撂荒地相比有较大区别，是典型的人为加速侵蚀。在各类生产建设项目工程堆积体野外调查基础上，室内概化堆积体代表性下垫面，通过人工模拟降雨试验研究堆积体中石砾对流速及产沙影响。结果表明：（1）不同石砾含量下垫面流速在产流3min内迅速递增，随后趋于相对稳定。坡度小于25。时，含石砾坡面流速小于纯土体，此时石砾存在增加径流弯曲度，阻碍径流流动，平均稳定流速与雨强及石砾含量呈幂函数关系；而坡度大于25。时流速与雨强及石砾含量呈二元线性关系。（2）产沙率在产流前12min呈波动性递减，随后趋于相对稳定，初期产沙率是稳定期的1．7-3．1倍。雨强1．5mm／min较1．0ram／min的平均产沙率增加82．7％-117．3％。坡度对堆积体产沙影响存在一个阈值，在25。左右时产沙率最大，可达其他坡度下的1.3～1．7倍。在初期及稳定期的产沙率均表现为纯土体大于含石砾坡面，可增加0．6％～28．7％，各场次降雨下产沙峰值主要集中在产流开始后的前3min内。（3）在侵蚀初期、稳定期及整个侵蚀过程的平均产沙率均与流速呈显著相关。随雨强增大1．5倍，次降雨侵蚀量可增加74．0％～95．9％，且总体表现为纯土体侵蚀量大于含石砾坡面，产流前12min侵蚀量可占次降雨侵蚀量的38．3％～50．7％，因此，在进行堆积体水土流失防治中，尤其要注重初期的措施配置，以减免堆积体严重侵蚀。
- 李建明王文龙李宏伟黄鹏飞郭明明董玉锟李艳富
- 关键词：模拟降雨流速产沙
- 不同土质工程堆积体径流产沙差异被引量：24
- 2016年
- 依据野外调查结果概化堆积体下垫面,采用室内人工模拟降雨方法,研究不同雨强(1.0、1.5、2.0、2.5 mm/min)条件下4种砾石质量分数(0、10%、20%、30%)的壤土、黏土及砂土工程堆积体径流产沙特征差异。结果表明:1)砂土堆积体坡面产流开始所需时间较壤土及黏土堆积体长。3种土壤质地工程堆积体含砾石的平均流速较纯土体(砾石质量分数为0)小,大小表现为黏土<壤土<砂土。砂土堆积体平均径流率较壤土和黏土分别减少20.7%和18.8%;2)砂土堆积体平均侵蚀速率分别是壤土和黏土的3.0和2.3倍。3种土壤质地工程堆积体的平均侵蚀速率随雨强增大递增,但随砾石质量分数递增呈显著线性递减(P<0.05);3)砂土堆积体平均侵蚀量分别是壤土和黏土的4.5和3.4倍。3种土壤质地工程堆积体的侵蚀量与径流量和雨强均显著相关。研究成果可为建立生产建设项目工程堆积体水土流失量测算模型提供数据基础和理论依据。
- 李建明牛俊王文龙张平仓程冬兵王一峰张冠华郭明明
- 关键词：径流砾石产沙人工模拟降雨土壤质地
- 植被恢复措施对不同排土年限煤矿排土场边坡细沟侵蚀的影响被引量：8
- 2016年
- 为研究排土场边坡细沟侵蚀特征,采用野外调查方法,以内蒙古永利煤矿为研究对象,测定不同排土年限（1、3、5 a）和植被措施（裸地、沙柳方格＋沙棘＋油菜/沙打旺、沙柳方格＋沙打旺）的排土场边坡物理指标和细沟形态指标。结果表明：1）排土年限为5 a时,同一措施下分形维数和土壤容重较1 a增大3.60%～7.20%和7.26%～20.00%,含植被措施土壤颗粒分形维数较裸地小0.40%～3.80%。2）以排土年限1 a为基准,裸地和沙柳方格＋沙棘＋油菜/沙打旺措施的细沟总长、细沟密度、平均沟深、平均沟宽和细沟割裂度随排土年限增加而加大97.65%～349.76%、10.34%～277.59%、80.51%～205.11%、28.69%～83.50%、50%～625%和86.37%～129.30%、12.96%～175.93%、1.81%～21.32%、60.61%～67.63%、75%～275%。3）排土年限为3和5 a时裸地细沟侵蚀模数较1a增加4.11%和581.28%,沙柳方格＋沙棘＋油菜/沙打旺减小27.27%和50.65%。4）细沟总长、平均和最大沟深是评价细沟侵蚀和细沟形态的优选指标。研究结果可为矿区生态恢复重建提供参考。
- 史倩华王文龙刘瑞顺郭明明欧阳潮波李建明康宏亮
- 关键词：植被细沟煤矿排土场边坡
- 黄土区土质道路浮土侵蚀过程被引量：7
- 2015年
- 基于野外原位调查采样、室内人工模拟降雨试验研究道路浮土侵蚀规律.结果表明：浮土产流起始时间和路面侵蚀起始时间随雨强和坡度增大呈递减趋势.路面侵蚀起始时间随浮土厚度增大滞后2~5 min.浮土厚度≤0.5 cm时径流率在产流后2 min趋于稳定,平均径流率随雨强增大而递增,随坡度增大而递减;浮土厚度≥1.0 cm时,径流率在产流后3 min趋于相对稳定,平均径流率随雨强增大呈线性递增,随坡度增大而先递增后递减.侵蚀临界点随坡度和雨强增大呈递减趋势.浮土厚度≤0.5 cm时,侵蚀速率随雨强增大而递增幅度达24.5%~434.4%,坡度8°和16°可达2°和4°的2.4倍;浮土厚度≥1.0 cm时,侵蚀速率在产流开始后9 min左右趋于相对稳定,且随雨强和坡度增大而递增,随坡度增大侵蚀形式发生由＂片蚀-细沟侵蚀-溯源侵蚀＂的转变.浮土厚度≥1.0 cm时,平均10 min次降雨侵蚀量可达浮土厚度≤0.5 cm的1.3倍,而单独浮土侵蚀时段侵蚀量前者是后者的2.7倍.浮土厚度≤0.5 cm时,侵蚀量与雨强的相关性显著,产流量与坡度的相关性显著;浮土厚度≥1.0 cm时,10 min次降雨产流、产沙与雨强呈显著相关.随浮土厚度增大,浮土侵蚀量在组合侵蚀中所占比例增大,而薄层时主要以道路侵蚀占主导.
- 李建明秦伟左长清王文龙郭明明欧阳潮波
- 关键词：产流产沙模拟降雨
- 基于黄河河潼区间输沙量过程的特征性降雨研究被引量：10
- 2015年
- 黄河输沙量显著减小,特别是近10年尤为显著。以黄河河口镇至潼关区间(简称河潼区间)沙量变化特征为基础,利用该区间26个国家基本气象台站1961-2009年的日降水资料,分析了区域侵蚀性降雨的雨量与日数的变化特征。结果表明:黄河河潼区间输沙量和径流量呈极显著减小,但河潼区间不同等级降雨量及其日数面平均值未呈现显著减小或增加;河潼区间26个站各级降雨量及其日数,除山西省隰县站的大于50mm降雨日数外,其余各站的各等级降雨量及其日数均未表现出减少或增加趋势;1980年以来的特征降雨量及其日数的微弱(非显著性)减小不足以引起黄河河潼区间输沙量的急剧减少,降雨变化不是引起黄河中游输沙量减少的主要原因。
- 何毅穆兴民赵广举高鹏
- 关键词：侵蚀性降雨大雨输沙量径流量黄河
- 神府矿区弃土弃渣体侵蚀特征及预测被引量：20
- 2015年
- 神府矿区在煤炭开采过程中形成了弃渣体、弃土体及扰动土体等不同下垫面类型，其物质组成、结构性及产流产沙规律与撂荒地有极大差异，且已产生严重的水土流失。采用野外模拟降雨试验方法，对比研究了弃土弃渣体、扰动土体与撂荒地侵蚀特征的差异。结果表明，（1）撂荒地侵蚀速率随降雨历时先下降后逐渐稳定，扰动土体侵蚀速率呈增大后趋于稳定；35°弃土体侵蚀速率增至峰值后减小并逐渐稳定，40°时则一直处于波动状态；石多砂少和砂多石少弃渣体在产流初期侵蚀波动剧烈，并伴有泥石流现象，15min后基本稳定。（2）同一下垫面侵蚀速率随雨强增大而增大，而各坡度间侵蚀速率差异不显著（P〉0．05）；雨强相同时各下垫面、坡度间侵蚀速率差异均显著（P〈0．05），复杂疏松的物质组成是弃土弃渣体及扰动土体侵蚀特殊于撂荒地的根本原因，相同降雨条件下石多砂少弃渣体、砂多石少弃渣体、弃土体及扰动土体侵蚀速率分别是撂荒地的6．51倍～14．25倍、57．91倍～239．2倍、43．60倍～180．1倍和2．27倍-3．06倍。（3）弃土弃渣体及扰动土体侵蚀速率与中值粒径、分形维数、降雨强度、坡度及径流参数呈幂函数关系。研究结果对矿区弃土弃渣侵蚀模型建立与生态环境建设有重要的科学意义。
- 郭明明王文龙李建明黄鹏飞白芸史倩华康宏亮李艳富
- 关键词：神府矿区撂荒地侵蚀速率
