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工程堆积体坡面工程措施减流减沙效应的试验研究
被引量:
11
1
作者
牛耀彬
高照良
+1 位作者
刘子壮
张少佳
《南水北调与水利科技》
CAS
CSCD
北大核心
2015年第5期1010-1015,共6页
为了探究工程措施水平阶和鱼鳞坑对工程堆积体陡坡坡面减流减沙和产沙过程的影响,采用径流冲刷试验,在流量为40L/min,坡度24°、28°、32°范围内对工程堆积体陡坡坡面产流产沙过程进行模拟研究,结果表明:水平阶和鱼鳞坑在...
为了探究工程措施水平阶和鱼鳞坑对工程堆积体陡坡坡面减流减沙和产沙过程的影响,采用径流冲刷试验,在流量为40L/min,坡度24°、28°、32°范围内对工程堆积体陡坡坡面产流产沙过程进行模拟研究,结果表明:水平阶和鱼鳞坑在产流前期具有滞缓坡面径流、增加土壤水分入渗的作用;在产流之后两种措施对坡面径流的拦蓄能力微弱,甚至起到放大的作用;其中鱼鳞坑使坡面径流强度随放水时间的延续出现两次峰值,其坡面土壤剥蚀率变化过程也出现两次峰值,即产流后第6min和24min;水平阶使径流强度随放水时间的变化呈现阶梯式变化,变化的时间点不同坡度不尽相同;产流后期,水平阶和鱼鳞坑出现水毁现象,土壤入渗率出现负值,表明产流前期的土壤水补给径流,导致坡面侵蚀加剧;鱼鳞坑和水平阶使累积产沙量和累积径流量的幂函数相关性降低。对于陡坡坡面排水渠的设计不仅要考虑最大径流量还要考虑坡面措施的放大作用,对于陡坡坡面径流调控体系而言,工程措施防护效益的时效性值得考虑。
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关键词
工程堆积体
工程措施
减流减沙
坡面
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职称材料
工程堆积体坡面细沟侵蚀形态空间变化
被引量:
2
2
作者
牛耀彬
吴旭
+2 位作者
高照良
毕如田
吕春娟
《水土保持研究》
CSCD
北大核心
2021年第6期32-38,共7页
为揭示工程堆积体坡面细沟形态空间变化规律以及细沟形态参数与坡度和流量之间的关系,选取5,9,13,17 L/min放水流量,对24°,28°和32°堆积体进行放水冲刷试验,运用沟长、沟宽、沟深等指标描述细沟发育过程。结果表明:在24&...
为揭示工程堆积体坡面细沟形态空间变化规律以及细沟形态参数与坡度和流量之间的关系,选取5,9,13,17 L/min放水流量,对24°,28°和32°堆积体进行放水冲刷试验,运用沟长、沟宽、沟深等指标描述细沟发育过程。结果表明:在24°和32°堆积体坡面,放水流量最大时,沟长发育最快;在相同放水流量条件下,随着坡度增大沟长发育越变缓。在24°堆积体坡面,沟宽在所有放水流量条件下呈现差异化发育,剧烈发育集中在1~6 m,相对平稳发育在6~9 m;在28°和32°堆积体坡面,放水流量为5,9,13 L/min时,沟宽在3~9 m发育相对平稳。在试验条件下,坡面沟深发育整体呈现减小趋势,波动变化集中在1~5 m;在同一坡度条件下,平均沟宽和沟深均随放水流量增大而增大,而在同一流量条件下,除放水流量为5 L/min时,平均沟宽和沟深随坡度无显著差异,表明流量对细沟形态指标影响大于坡度。沟宽在坡面不同位置发育基本一致,沟深由坡上到坡下却逐渐变小,坡面细沟侵蚀形态可概化为“楔形”。研究结果对于生产建设项目工程堆积体坡面防护措施的合理配置具有重要意义。
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关键词
土壤侵蚀
侵蚀形态
空间变化
工程堆积体
细沟
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职称材料
两种工程堆积体坡面细沟形态与产沙关系对比研究
被引量:
8
3
作者
张恒
高照良
+4 位作者
牛耀彬
李永红
赵晶
陈卓
苏媛
《土壤学报》
CAS
CSCD
北大核心
2021年第1期115-127,共13页
为探究不同土壤类型工程堆积体坡面细沟形态与水动力学参数及侵蚀产沙间的关系,选取沟宽、沟深、宽深比等作为细沟形态参数,在放水流量8、12、16、20 L·min^(-1)和坡度32°条件下,对红土和塿土工程堆积体进行冲刷试验。结果表...
为探究不同土壤类型工程堆积体坡面细沟形态与水动力学参数及侵蚀产沙间的关系,选取沟宽、沟深、宽深比等作为细沟形态参数,在放水流量8、12、16、20 L·min^(-1)和坡度32°条件下,对红土和塿土工程堆积体进行冲刷试验。结果表明:(1)两种堆积体坡面细沟沟宽、沟深在前24 min均发育迅速;随放水流量增大,沟宽和沟深均呈增大趋势,红土沟宽均值(较8 L·min^(–1))分别增加0.8%、19.3%、27.2%,沟深均值分别增加24.5%,126.2%,95.1%,而塿土则为3.7%、62.4%、108.2%和18.2%、87.9%、95.5%;红土沟宽、沟深与冲刷历时均呈极显著线性函数关系(R2>0.858,P<0.01),而塿土则为极显著对数函数关系(R2>0.689,P<0.01);(2)两种堆积体坡面细沟宽深比呈先波动(0~24 min)后(25~45 min)平稳的变化趋势;放水流量增至16 L·min^(-1),两种堆积体宽深比均值减幅最大(较8 L·min^(-1)),红土最大减少了1.15,塿土最大减少了0.20;(3)两种堆积体坡面细沟水流剪切力、水流功率与沟宽、沟深均呈现幂函数关系(R2>0.602,P<0.01);径流剪切力更适合描述红土沟深的发育状况,而径流功率更能体现塿土沟宽的发育过程;(4)两种堆积体坡面累计产沙量与沟宽和沟深均呈极显著线性函数关系(R2>0.897,P<0.01);沟宽、沟深对红土坡面累计产沙量的贡献率分别为84.9%、15.1%,对塿土则为22.5%和77.5%;该研究可为不同土壤类型工程堆积体坡面水土保持措施合理配置提供理论依据。
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关键词
放水冲刷
工程堆积体
细沟形态
产沙
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职称材料
不同治理措施下高速公路堆积体土壤团聚体变化特征
被引量:
2
4
作者
吴旭
牛耀彬
+2 位作者
高照良
毕如田
吕春娟
《水土保持研究》
CSCD
北大核心
2022年第3期71-77,共7页
为定量评价坡面治理措施(植被恢复模式、恢复年限、削坡分级)对高速公路堆积体土壤团聚体的调控作用,以陕西省不同区域高速公路堆积体为对象,用干筛法和湿筛法测定其土壤团聚体组成。同时选取>0.25 mm水稳性团聚体含量(R_(0.25))、...
为定量评价坡面治理措施(植被恢复模式、恢复年限、削坡分级)对高速公路堆积体土壤团聚体的调控作用,以陕西省不同区域高速公路堆积体为对象,用干筛法和湿筛法测定其土壤团聚体组成。同时选取>0.25 mm水稳性团聚体含量(R_(0.25))、土壤团聚体平均质量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)、分形维数(D)和破坏率(PAD)等指标进行土壤团聚体稳定性分析。结果表明:与冰草相比,坡面自然植被恢复为小冠花和白三叶时对应的R_(0.25),MWD和GMD均显著增加,增幅分别介于12%~15%,38%~40%,38%~41%,表明堆积体坡面恢复为豆科草本植物有利于提高土壤团聚体的稳定性;与未复垦相比,坡面人为复垦种植玉米和黄豆时对应的MWD和GMD均显著降低,降幅分别为13%和12%,表明堆积体坡面(36°)不宜复垦种植农作物;与恢复1 a相比,恢复2 a和5 a堆积体所对应的R_(0.25)和GMD均显著增加,增幅分别为13%和18%,29%和24%,但恢复5 a所对应的MWD,GMD和D与2 a均无显著差异,表明侧柏人工林短期恢复土壤团聚体稳定性持续提高;短坡长(<60 m)堆积体坡面土壤团聚体稳定性空间分布相对均匀;相比未治理全坡面,削坡分级治理后平台和坡面所对应的R_(0.25)显著增加,增幅分别介于57%~95%和38%~44%,表明工程措施可提高土壤团聚体稳定性,且平台稳定性高于坡面;D与根重密度存在极显著负相关。研究结果不仅可为工程堆积体土壤团聚体稳定性评价提供参考,也可为其治理措施配置提供指导。
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关键词
土壤团聚体
措施调控
植被恢复
工程堆积体
分形维数
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职称材料
题名
工程堆积体坡面工程措施减流减沙效应的试验研究
被引量:
11
1
作者
牛耀彬
高照良
刘子壮
张少佳
机构
中国科学院水利部水土保持研究所
中国科学院大学
西北农林科技大学水土保持研究所
西北农林科技大学资源环境学院
出处
《南水北调与水利科技》
CAS
CSCD
北大核心
2015年第5期1010-1015,共6页
基金
"十二五"国家科技支撑计划课题"农田水土保持关键技术研究与示范"(2011BAD31B01)
文摘
为了探究工程措施水平阶和鱼鳞坑对工程堆积体陡坡坡面减流减沙和产沙过程的影响,采用径流冲刷试验,在流量为40L/min,坡度24°、28°、32°范围内对工程堆积体陡坡坡面产流产沙过程进行模拟研究,结果表明:水平阶和鱼鳞坑在产流前期具有滞缓坡面径流、增加土壤水分入渗的作用;在产流之后两种措施对坡面径流的拦蓄能力微弱,甚至起到放大的作用;其中鱼鳞坑使坡面径流强度随放水时间的延续出现两次峰值,其坡面土壤剥蚀率变化过程也出现两次峰值,即产流后第6min和24min;水平阶使径流强度随放水时间的变化呈现阶梯式变化,变化的时间点不同坡度不尽相同;产流后期,水平阶和鱼鳞坑出现水毁现象,土壤入渗率出现负值,表明产流前期的土壤水补给径流,导致坡面侵蚀加剧;鱼鳞坑和水平阶使累积产沙量和累积径流量的幂函数相关性降低。对于陡坡坡面排水渠的设计不仅要考虑最大径流量还要考虑坡面措施的放大作用,对于陡坡坡面径流调控体系而言,工程措施防护效益的时效性值得考虑。
关键词
工程堆积体
工程措施
减流减沙
坡面
Keywords
engineering accumulation
engineering measures
reduction of runoff and sediment
slope surface
分类号
S152 [农业科学—土壤学]
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职称材料
题名
工程堆积体坡面细沟侵蚀形态空间变化
被引量:
2
2
作者
牛耀彬
吴旭
高照良
毕如田
吕春娟
机构
山西农业大学资源环境学院
中国科学院水利部水土保持研究所
西北农林科技大学水土保持研究所
出处
《水土保持研究》
CSCD
北大核心
2021年第6期32-38,共7页
基金
国家自然科学基金(41671283)
山西省高等学校科技创新项目(2020L0141,2020L0146)
+1 种基金
山西农业大学科技创新基金(博士科研启动)项目(2020BQ38,2020BQ44)
山西省优秀博士来晋工作奖励(SXYBKY2019029)。
文摘
为揭示工程堆积体坡面细沟形态空间变化规律以及细沟形态参数与坡度和流量之间的关系,选取5,9,13,17 L/min放水流量,对24°,28°和32°堆积体进行放水冲刷试验,运用沟长、沟宽、沟深等指标描述细沟发育过程。结果表明:在24°和32°堆积体坡面,放水流量最大时,沟长发育最快;在相同放水流量条件下,随着坡度增大沟长发育越变缓。在24°堆积体坡面,沟宽在所有放水流量条件下呈现差异化发育,剧烈发育集中在1~6 m,相对平稳发育在6~9 m;在28°和32°堆积体坡面,放水流量为5,9,13 L/min时,沟宽在3~9 m发育相对平稳。在试验条件下,坡面沟深发育整体呈现减小趋势,波动变化集中在1~5 m;在同一坡度条件下,平均沟宽和沟深均随放水流量增大而增大,而在同一流量条件下,除放水流量为5 L/min时,平均沟宽和沟深随坡度无显著差异,表明流量对细沟形态指标影响大于坡度。沟宽在坡面不同位置发育基本一致,沟深由坡上到坡下却逐渐变小,坡面细沟侵蚀形态可概化为“楔形”。研究结果对于生产建设项目工程堆积体坡面防护措施的合理配置具有重要意义。
关键词
土壤侵蚀
侵蚀形态
空间变化
工程堆积体
细沟
Keywords
soil erosion
erosion morphology
spatial variation
engineering accumulation
rill
分类号
S157.1 [农业科学—土壤学]
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职称材料
题名
两种工程堆积体坡面细沟形态与产沙关系对比研究
被引量:
8
3
作者
张恒
高照良
牛耀彬
李永红
赵晶
陈卓
苏媛
机构
西北农林科技大学水土保持研究所
中国科学院水利部水土保持研究所
生态环境部环境工程评估中心
出处
《土壤学报》
CAS
CSCD
北大核心
2021年第1期115-127,共13页
基金
“十三五”国家重点研发计划(2016YFC0501706-02)
国家自然科学基金(41671283)资助。
文摘
为探究不同土壤类型工程堆积体坡面细沟形态与水动力学参数及侵蚀产沙间的关系,选取沟宽、沟深、宽深比等作为细沟形态参数,在放水流量8、12、16、20 L·min^(-1)和坡度32°条件下,对红土和塿土工程堆积体进行冲刷试验。结果表明:(1)两种堆积体坡面细沟沟宽、沟深在前24 min均发育迅速;随放水流量增大,沟宽和沟深均呈增大趋势,红土沟宽均值(较8 L·min^(–1))分别增加0.8%、19.3%、27.2%,沟深均值分别增加24.5%,126.2%,95.1%,而塿土则为3.7%、62.4%、108.2%和18.2%、87.9%、95.5%;红土沟宽、沟深与冲刷历时均呈极显著线性函数关系(R2>0.858,P<0.01),而塿土则为极显著对数函数关系(R2>0.689,P<0.01);(2)两种堆积体坡面细沟宽深比呈先波动(0~24 min)后(25~45 min)平稳的变化趋势;放水流量增至16 L·min^(-1),两种堆积体宽深比均值减幅最大(较8 L·min^(-1)),红土最大减少了1.15,塿土最大减少了0.20;(3)两种堆积体坡面细沟水流剪切力、水流功率与沟宽、沟深均呈现幂函数关系(R2>0.602,P<0.01);径流剪切力更适合描述红土沟深的发育状况,而径流功率更能体现塿土沟宽的发育过程;(4)两种堆积体坡面累计产沙量与沟宽和沟深均呈极显著线性函数关系(R2>0.897,P<0.01);沟宽、沟深对红土坡面累计产沙量的贡献率分别为84.9%、15.1%,对塿土则为22.5%和77.5%;该研究可为不同土壤类型工程堆积体坡面水土保持措施合理配置提供理论依据。
关键词
放水冲刷
工程堆积体
细沟形态
产沙
Keywords
Scour
Engineering mound
Rill morphology
Sediment yield
分类号
S157.1 [农业科学—土壤学]
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职称材料
题名
不同治理措施下高速公路堆积体土壤团聚体变化特征
被引量:
2
4
作者
吴旭
牛耀彬
高照良
毕如田
吕春娟
机构
山西农业大学资源环境学院
西北农林科技大学水土保持研究所
中国科学院水利部水土保持研究所
出处
《水土保持研究》
CSCD
北大核心
2022年第3期71-77,共7页
基金
山西省高等学校科技创新项目(2020L0141,2020L0146)
山西农业大学科技创新基金(博士科研启动)项目(2020BQ38,2020BQ44)
山西省优秀博士来晋工作奖励(SXYBKY2019029,SXYBKY2020007)。
文摘
为定量评价坡面治理措施(植被恢复模式、恢复年限、削坡分级)对高速公路堆积体土壤团聚体的调控作用,以陕西省不同区域高速公路堆积体为对象,用干筛法和湿筛法测定其土壤团聚体组成。同时选取>0.25 mm水稳性团聚体含量(R_(0.25))、土壤团聚体平均质量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)、分形维数(D)和破坏率(PAD)等指标进行土壤团聚体稳定性分析。结果表明:与冰草相比,坡面自然植被恢复为小冠花和白三叶时对应的R_(0.25),MWD和GMD均显著增加,增幅分别介于12%~15%,38%~40%,38%~41%,表明堆积体坡面恢复为豆科草本植物有利于提高土壤团聚体的稳定性;与未复垦相比,坡面人为复垦种植玉米和黄豆时对应的MWD和GMD均显著降低,降幅分别为13%和12%,表明堆积体坡面(36°)不宜复垦种植农作物;与恢复1 a相比,恢复2 a和5 a堆积体所对应的R_(0.25)和GMD均显著增加,增幅分别为13%和18%,29%和24%,但恢复5 a所对应的MWD,GMD和D与2 a均无显著差异,表明侧柏人工林短期恢复土壤团聚体稳定性持续提高;短坡长(<60 m)堆积体坡面土壤团聚体稳定性空间分布相对均匀;相比未治理全坡面,削坡分级治理后平台和坡面所对应的R_(0.25)显著增加,增幅分别介于57%~95%和38%~44%,表明工程措施可提高土壤团聚体稳定性,且平台稳定性高于坡面;D与根重密度存在极显著负相关。研究结果不仅可为工程堆积体土壤团聚体稳定性评价提供参考,也可为其治理措施配置提供指导。
关键词
土壤团聚体
措施调控
植被恢复
工程堆积体
分形维数
Keywords
soil aggregate
measure regulation
vegetation restoration
engineering accumulation
fractal dimension
分类号
S157.1 [农业科学—土壤学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
工程堆积体坡面工程措施减流减沙效应的试验研究
牛耀彬
高照良
刘子壮
张少佳
《南水北调与水利科技》
CAS
CSCD
北大核心
2015
11
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职称材料
2
工程堆积体坡面细沟侵蚀形态空间变化
牛耀彬
吴旭
高照良
毕如田
吕春娟
《水土保持研究》
CSCD
北大核心
2021
2
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职称材料
3
两种工程堆积体坡面细沟形态与产沙关系对比研究
张恒
高照良
牛耀彬
李永红
赵晶
陈卓
苏媛
《土壤学报》
CAS
CSCD
北大核心
2021
8
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职称材料
4
不同治理措施下高速公路堆积体土壤团聚体变化特征
吴旭
牛耀彬
高照良
毕如田
吕春娟
《水土保持研究》
CSCD
北大核心
2022
2
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职称材料
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