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Erosion Types and Sediment Yield Estimation Using MPSIAC Model in GIS Framework in Ardak Watershed,NE,Iran
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作者 A.Mahboubi R.Moussavi-Harami A.Behzadi-Nasab 《地学前缘》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第S1期245-245,共1页
Ardak Watershed with an area of about 497 km<sup>2</sup> is one of the tributaries of Kashaf Rud River Watershed in north east Iran,which consists of two main rivers.This catchment is located in the Kopet-... Ardak Watershed with an area of about 497 km<sup>2</sup> is one of the tributaries of Kashaf Rud River Watershed in north east Iran,which consists of two main rivers.This catchment is located in the Kopet-Dagh structural zone and Ardak Watershed is surrounded by Chaman Bid, Mozduran,Shurijeh,Tirgan,and Sarcheshme Formations.The lithofacies and architectural elements show that two main rivers are gravel-bed braided river in their most parts.The major erosion types in this watershed are rock fall,rill,surface erosions,and gully and channel bank erosion.In the study area,the amount of sediment yield estimation in GIS framework using MPSIAC model is about 130.749 m<sup>3</sup>·km<sup>-2</sup>·a<sup>-1</sup>or 1.77 t·h(-1)and most parts of the basin(more than 90%)has low erosional rate.Mozduran and Tirgan Formations 展开更多
关键词 EROSION sediment yield MSIAC WATERSHED NE Iran
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紫色土弃渣体坡面产流产沙对坡度和降雨强度的响应分析 被引量:2
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作者 郭天雷 梅雪 +5 位作者 任顺华 石劲松 孙昆 魏建锋 王玉林 刘文祥 《水土保持研究》 北大核心 2025年第4期11-17,25,共8页
[目的]探究坡度和降雨强度对紫色土弃渣体坡面侵蚀特征的影响,为生产建设项目弃渣场规范设计及弃渣体坡面水土流失防治提供科学支撑。[方法]以金刚沱弃渣场弃渣体为研究对象,结合渝西水资源配置工程沿线降雨特征和弃渣场堆置特点,设计了... [目的]探究坡度和降雨强度对紫色土弃渣体坡面侵蚀特征的影响,为生产建设项目弃渣场规范设计及弃渣体坡面水土流失防治提供科学支撑。[方法]以金刚沱弃渣场弃渣体为研究对象,结合渝西水资源配置工程沿线降雨特征和弃渣场堆置特点,设计了2种坡比(1∶2.5,1∶2)和3种不同降雨强度(60,90,120 mm/h),开展紫色土弃渣体坡面侵蚀产流产沙试验。[结果]90,120 mm/h降雨强度下初始产流时间分别比60 mm/h降雨强度缩短了30.15%和56.62%,坡比1∶2的初始产流时间分别比坡比1∶2.5的缩短了8.45%和36.11%。坡比1∶2.5,1∶2的径流率达到稳定所需时间分别为20 min和10 min,两者累计径流量无显著差异。两种坡比坡面含沙率和产沙率在不同降雨强度下表现差异,累计产沙量大小顺序则表现为120 mm/h>90 mm/h>60 mm/h。坡度和降雨强度贡献分析表明,90,120 mm/h降雨强度条件下坡度的贡献率分别为28.57%和12.92%,90,120 mm/h降雨强度的贡献率分别为71.43%,87.08%。[结论]紫色土弃渣体坡面产流产沙受坡度和降雨强度的影响,其中降雨强度是主要影响因素。 展开更多
关键词 弃渣体 坡比 降雨强度 产流 产沙量
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坡面土层底部透水性和坡度对径流产沙特征的影响
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作者 刘纪根 路良伟 +2 位作者 童晓霞 陈锦阳 郭雨辉 《长江科学院院报》 北大核心 2025年第2期62-68,90,共8页
坡面径流产沙过程作为山区暴雨洪水过程的重要组成部分,其变化规律及特征对完善山区暴雨洪水过程研究有重要意义。为明确山区坡面土层底部透水性和坡度对径流产沙特征的影响,采用室内人工模拟连续降雨试验方法,设计了坡顶薄坡底厚的试... 坡面径流产沙过程作为山区暴雨洪水过程的重要组成部分,其变化规律及特征对完善山区暴雨洪水过程研究有重要意义。为明确山区坡面土层底部透水性和坡度对径流产沙特征的影响,采用室内人工模拟连续降雨试验方法,设计了坡顶薄坡底厚的试验土槽,选取官山河流域土壤作为试验用土,研究并总结了不同坡度条件下土质坡面的径流变化规律及土壤侵蚀规律。结果表明:①土槽坡度为5°和25°时,地表径流产流率随雨强增大而增大,且均呈现底部不透水侧产流量大于底部透水侧的规律;坡度为15°时,地表径流产流率呈现波动上升趋势,不同底部透水性土槽的地表径流产流量差异不大。②单场降雨条件下壤中流产流率随产流时间增加呈现增加趋势,各坡度之间壤中流产流率变化规律差异较大,但基本呈现出底部不透水土槽的壤中流产流量大于底部透水侧的;坡度为5°时壤中流产流率与地表径流产流率呈负相关关系,坡度为25°时则为正相关关系。③坡面地表流速随降雨强度增大而增大,坡度为5°和15°时不透水侧流速明显大于透水侧,坡度25°时流速差异不大。④不同坡度条件下,坡面侵蚀主要在第2场降雨和第3场降雨产生;坡度为5°和25°时不透水侧坡面侵蚀速率远大于透水侧,15°时呈现交替波动趋势。 展开更多
关键词 雨强 坡度 基岩渗透性 产流产沙 连续降雨
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皖西大别山典型土地利用类型坡面产流产沙与氮磷流失特征
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作者 张艺 田昌园 +4 位作者 汪文 李嘉宁 汪军红 张晓霞 查同刚 《水土保持通报》 北大核心 2025年第4期62-70,共9页
[目的]探究不同坡度和不同土地利用类型条件下,径流冲刷对坡面产流产沙和氮磷流失的影响,以期为皖西大别山的水土流失治理提供理论支撑。[方法]选取皖西大别山区的安徽省霍山县江子河小流域典型土地利用类型(裸地、草地、茶园、林地和竹... [目的]探究不同坡度和不同土地利用类型条件下,径流冲刷对坡面产流产沙和氮磷流失的影响,以期为皖西大别山的水土流失治理提供理论支撑。[方法]选取皖西大别山区的安徽省霍山县江子河小流域典型土地利用类型(裸地、草地、茶园、林地和竹林)的15°和20°坡面进行野外原位放水冲刷试验,基于该区域多暴雨的特点,设置冲刷流量为9 L/min,以探究坡面产流产沙和养分流失对土地利用类型和坡度的响应。[结果]①在放水冲刷过程中,15°坡面产流稳定时,平均产流率表现为:裸地>茶园>草地>林地>竹林,20°坡面产沙率表现为:裸地>草地>茶园>林地>竹林;相较于15°,在20°坡面除裸地产流率有明显增加以外,其余土地利用类型坡面变化不明显;当坡面产沙稳定时,20°坡面产沙率略高于15°坡面,且均表现为:裸地>茶园>草地>竹林>林地;②20°坡面的TN,TP流失量相较于15°坡面流失量略有增加,在同一坡度条件下,TN,TP流失规律为:茶园>裸地>竹林>草地>林地。③整个冲刷过程中,径流对全氮贡献率较高,泥沙对全磷的贡献率相对较高。[结论]在皖西大别山区扩大竹林面积能有效提升水源涵养和水土保持功能,在面源污染防治中,应对茶园进行重点管理,以减少氮磷等养分的流失。 展开更多
关键词 皖西大别山 冲刷试验 坡面产流产沙 养分流失
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植被覆盖和坡度对铁尾矿边坡产流产沙的影响
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作者 海龙 樊国莉 +1 位作者 赵亚波 王嘉瑞 《水土保持研究》 北大核心 2025年第4期124-130,共7页
[目的]研究灌草混合植被覆盖度和坡度对铁尾矿砂坡面产流产沙的影响,揭示降雨对铁尾矿砂坡面的水土流失发生规律,为铁尾矿边坡水土流失治理与生态恢复提供理论依据。[方法]采用人工模拟降雨试验,分析了不同植被覆盖度(30%,60%,90%)、坡... [目的]研究灌草混合植被覆盖度和坡度对铁尾矿砂坡面产流产沙的影响,揭示降雨对铁尾矿砂坡面的水土流失发生规律,为铁尾矿边坡水土流失治理与生态恢复提供理论依据。[方法]采用人工模拟降雨试验,分析了不同植被覆盖度(30%,60%,90%)、坡度(20°,25°)和降雨强度(60 mm/h,120 mm/h)下坡面侵蚀的产流、产沙规律及相关关系。[结果]相同降雨强度下,灌草混合植被覆盖度的增加可有效延缓铁尾矿砂坡面的径流起始时间,坡面径流率及土壤侵蚀率随植被覆盖度的增加而减小,且植被覆盖度越高,径流率及侵蚀率波动的范围越小,侵蚀过程越稳定,而坡度对径流产沙的影响与植被覆盖度相反。累积产沙量随累积径流量的增加而增加,二者呈幂函数关系(R2>0.96)。[结论]对于铁尾矿坡面而言,增加地表植被覆盖度可以有效减少径流产沙量,有效防治边坡水土流失。 展开更多
关键词 铁尾矿坡面 人工模拟降雨试验 植被覆盖度 坡度 产流产沙
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自然降雨特征和作物覆盖对三峡库区紫色土坡耕地产流产沙影响
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作者 李建明 丁文峰 +4 位作者 冉文建 杨贺菲 梁增芳 童晓霞 孙宝洋 《农业工程学报》 北大核心 2025年第8期137-146,共10页
为探索解决三峡库区紫色土坡耕地侵蚀效应,该研究基于三峡库区腹地重庆万州付沟小流域6个标准径流小区(5个不同坡度作物覆盖小区,1个裸坡作对照)2021—2023年观测的108场自然降雨和径流小区产流产沙数据,利用K-mean聚类、Pearson相关分... 为探索解决三峡库区紫色土坡耕地侵蚀效应,该研究基于三峡库区腹地重庆万州付沟小流域6个标准径流小区(5个不同坡度作物覆盖小区,1个裸坡作对照)2021—2023年观测的108场自然降雨和径流小区产流产沙数据,利用K-mean聚类、Pearson相关分析等方法开展研究区降雨特征和坡面产流产沙对降雨和坡度的响应。结果表明:1)根据降雨量、降雨历时、降雨强度和最大30 min降雨强度4个特征指标,观测期内研究区降雨可划分为3种主要类型,A雨型(低频率、长历时、大雨量、小雨强)、B雨型(中频率、中历时、中雨量、中雨强)和C雨型(高频率、短历时、小雨量、大雨强),其中C雨型是研究区侵蚀性降雨的主要类型,诱发坡面侵蚀发生的临界降雨量、降雨强度和最大30 min降雨强度分别为6~21 mm、1.1~3.6 mm/h和1.2~7.6 mm/h;2)降雨量、降雨强度和最大30 min降雨强度对裸坡和作物覆盖试验小区产流均有显著影响(P<0.05),但坡面产沙仅与产流呈极显著相关(P<0.01),相同产流下,C雨型产沙量达到A雨型和B雨型的1.06~20.18倍;3)不同雨型对裸坡和作物覆盖试验小区产流产沙的贡献均呈现为C雨型>B雨型>A雨型,C雨型对坡面产流和产沙的贡献均值分别为48.19%和81.82%,作物覆盖试验小区相较于裸坡的产流量和产沙量分别减少61.67%和77.15%,降雨强度越大,坡度对产流产沙影响越小,且坡面侵蚀随坡度增大可能存在临界坡度在15°~25°之间。方差贡献率分析表明雨型对作物覆盖坡面产流产沙贡献均超过60%,其贡献达到坡度的2.60~5.05倍。试验结果表明在该研究区开展农业耕作过程中尤其要注重短历时、高强度降雨导致的侵蚀问题,结论可为研究区坡耕地水土流失综合治理提供参考。 展开更多
关键词 雨型 作物覆盖 坡度 产流产沙 水沙效益 三峡库区
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密云水库上游侵蚀性降雨特征及水保措施对坡面水土流失的影响 被引量:1
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作者 王玥欢 颜婷燕 +4 位作者 魏商 赵娅娜 徐发军 王云琦 程金花 《水土保持研究》 北大核心 2025年第3期45-54,共10页
[目的]探索密云水库上游降雨类型和不同水保措施对水土流失的影响规律,为该研究区水土流失防治提供科学依据。[方法]基于石匣坡面径流场2014—2022年92次侵蚀性降雨实测数据,应用聚类分析、方差分析等方法,进而揭示侵蚀性降雨下不同措... [目的]探索密云水库上游降雨类型和不同水保措施对水土流失的影响规律,为该研究区水土流失防治提供科学依据。[方法]基于石匣坡面径流场2014—2022年92次侵蚀性降雨实测数据,应用聚类分析、方差分析等方法,进而揭示侵蚀性降雨下不同措施的水土保持效益。[结果](1)研究区2014—2022年共观测到92次侵蚀性降雨事件,年均侵蚀性降雨量为311.27 mm,侵蚀性降雨主要集中在7月和8月。(2)基于K-均值聚类分析,研究区侵蚀性降雨可划分为3类:Ⅰ雨型(长历时、大雨量、小雨强)、Ⅱ雨型(短历时、小雨量、大雨强)、Ⅲ雨型(中历时、中雨量、中雨强)。Ⅱ雨型发生频次最高。(3)不同措施小区的水土保持效益有所差异。在相同的降雨条件下,与裸地相比,高覆盖度草地(苜蓿)、鱼鳞坑(侧柏)、土坎梯田(玉米)小区水土保持效益最佳;而耕作措施小区没有起到减流减沙的效果,反而加剧了水土流失的发生。(4)各措施小区产沙量与最大30 min雨强呈一定的正相关,产流量与降雨侵蚀力呈一定的正相关,但与降雨历时、平均降雨强度的相关性不显著。[结论]最大30 min雨强和降雨侵蚀力是影响该区域不同水保措施坡面产流产沙的关键指标。高覆盖度植被措施和多种措施相结合的配置模式是减少坡面水土流失的有效措施,因此要因地制宜、合理布设水土保持措施配置,达到水土保持效益的最大化。 展开更多
关键词 水保措施 侵蚀性降雨 产流产沙
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基于SWAT和连通性指数的小流域植被格局减沙效应研究 被引量:1
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作者 石晨雨 秦伟 +3 位作者 谢瑾如 丁琳 王根柱 张勤 《中国水土保持科学》 北大核心 2025年第4期33-44,共12页
优化植被空间布局是提升水土保持功能的重要途径。笔者以吕二沟流域为研究对象,依据海拔与坡度梯度,设置6种40%覆盖率的典型植被配置情景,结合SWAT模型和改进泥沙连通性指数(IC_(ZQ))分析植被格局的减沙效应。结果显示:1)SWAT模型对流... 优化植被空间布局是提升水土保持功能的重要途径。笔者以吕二沟流域为研究对象,依据海拔与坡度梯度,设置6种40%覆盖率的典型植被配置情景,结合SWAT模型和改进泥沙连通性指数(IC_(ZQ))分析植被格局的减沙效应。结果显示:1)SWAT模型对流域月际径流和输沙的模拟精度满足要求,可用于植被格局情景的输沙模拟分析;2)流域较高海拔或缓坡集中区域布设植被的减沙效果更优,且降雨显著影响减沙量;3)按海拔配置的植被呈带状连续分布,形成大面积泥沙连通性低值区;按坡度配置的植被呈破碎块状分布,泥沙连通性低值区较分散,但所有植被配置情景的年输沙量都与IC_(ZQ)均值呈显著负指数相关(P<0.01);4)子流域尺度上,IC_(ZQ)变化量与输沙模数变化量存在极显著正线性关系(P<0.001)。研究表明,优化植被空间配置可调控泥沙连通性,从而增强减沙效益,为黄土高原水土保持植被布局提供科学依据。 展开更多
关键词 SWAT模型 泥沙连通性指数 植被格局 流域输沙 黄土高原丘陵沟壑区
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乌拉特矿山废弃地植被恢复斑块格局对土壤侵蚀的影响
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作者 张馨予 查同刚 +3 位作者 张晓霞 王冬 张泽宇 裴益乐 《中国环境科学》 北大核心 2025年第10期5627-5638,共12页
以乌拉特前旗矿山废弃地为研究区域,基于人工冲刷试验,探究了植被恢复格局(空白对照、棋盘状、横条状与斜条状)与冲刷流量(3,4.5,6L/min)对坡面土壤侵蚀特征及植被水土保持效益的影响.结果表明:径流量与泥沙量在植被恢复坡面降低,但随... 以乌拉特前旗矿山废弃地为研究区域,基于人工冲刷试验,探究了植被恢复格局(空白对照、棋盘状、横条状与斜条状)与冲刷流量(3,4.5,6L/min)对坡面土壤侵蚀特征及植被水土保持效益的影响.结果表明:径流量与泥沙量在植被恢复坡面降低,但随冲刷流量提高而增加.横条坡面径流量与泥沙量随冲刷流量提高增加幅度最小,总体坡面减流率(34.36%)与坡面减沙率(79.50%)最大,总体植被减沙量[35.09g/(min·m^(2))]最高.随冲刷进行,坡面产流率整体上升,不同格局坡面产沙率具有差异.植被斑块产沙率均显著低于坡面平均产沙率,且多数情况下为负值.横条坡面产沙率较为稳定,植被斑块产沙率最低[-13.02g/(min·m^(2))].除横条坡面外,坡面产沙率与产流率呈线性正相关.冲刷流量对径流量与产流率具有决定性作用,贡献率分别达79.37%与66.21%.植被斑块格局对侵蚀的影响高于径流.综上,横条格局是最适宜矿山废弃地水土保持的植被斑块格局,设计排水对该地土壤侵蚀防治极为重要. 展开更多
关键词 矿山废弃地 生态修复 模拟冲刷 植被斑块格局 产流产沙
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差异雨型下水土保持措施对紫色土坡面产流产沙的影响
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作者 郑宇 李力 丁文峰 《长江科学院院报》 北大核心 2025年第6期87-93,101,共8页
明确不同雨型条件下紫色土坡面产流产沙对水土保持措施的响应特征可为评估紫色土水土保持措施效益提供理论依据。基于紫色土区10个不同水土保持措施径流小区的37场降雨的产流产沙数据,采用K-Means聚类方法,依据平均雨强(I_(ave))、最大3... 明确不同雨型条件下紫色土坡面产流产沙对水土保持措施的响应特征可为评估紫色土水土保持措施效益提供理论依据。基于紫色土区10个不同水土保持措施径流小区的37场降雨的产流产沙数据,采用K-Means聚类方法,依据平均雨强(I_(ave))、最大30 min雨强(I_(30))、降雨历时(T)、降雨侵蚀力(R_(r))指标划分降雨类型,分析不同雨型和水土保持措施对坡面产流产沙的影响。结果表明:①37场降雨可划分为5种雨型,包括Ⅰ型(弱侵蚀、小雨强、长历时)、Ⅱ型(中弱侵蚀、中小雨强、中长历时)、Ⅲ型(中侵蚀、中雨强、中历时)、Ⅳ型(中强侵蚀、中大雨强、中短历时)、Ⅴ型(强侵蚀、大雨强、短历时),其中Ⅲ型为引起坡面水土流失的主要雨型,该雨型导致的产流量和产沙量分别是另外4种雨型的1.2~6.4倍和2.7~19.4倍。②农地窄面埂沟梯地种植和台地种植分别在小雨型(Ⅰ、Ⅱ型)和大雨型(Ⅳ、Ⅴ型)条件下减流效益最佳,主要是由于梯地能有效拦截低雨强、小雨量降雨的径流泥沙,而在大雨量、高雨强的降雨条件下,梯地易蓄满,台地能更有效拦截径流泥沙;其次,林地隔离草带在Ⅰ型降雨条件下的减流效益最佳,主要是由于草带能有效减缓其径流流速,促进下渗和泥沙沉积。研究结果可为进一步明确紫色土区的降雨-水沙关系提供依据。 展开更多
关键词 紫色土 雨型 产流产沙 水土保持措施 径流小区
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降雨条件下秸秆纤维帘抗冲蚀试验研究
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作者 钟祥勇 许锋 +3 位作者 赵春彦 李洋 聂如松 张龙 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第9期4009-4019,共11页
秸秆纤维帘生态护坡技术是一种以铺设秸秆纤维帘+植草为核心的新型护坡技术,秸秆纤维帘主要起到抗雨水冲蚀的作用。为了探究各类秸秆纤维帘防护路堤边坡的抗冲蚀特性和机理,自制了95 cm×65 cm×50 cm(长×高×宽)的模... 秸秆纤维帘生态护坡技术是一种以铺设秸秆纤维帘+植草为核心的新型护坡技术,秸秆纤维帘主要起到抗雨水冲蚀的作用。为了探究各类秸秆纤维帘防护路堤边坡的抗冲蚀特性和机理,自制了95 cm×65 cm×50 cm(长×高×宽)的模型箱,采用南通绕城高速公路项目使用的A型和B型秸秆纤维帘开展了边坡抗冲蚀试验。试验主要通过测试覆盖秸秆纤维帘边坡的产流产沙规律和渗流规律来开展秸秆纤维帘抗冲蚀特性和机理等的研究。试验结果表明:A型秸秆纤维帘以条形秸秆纤维编织而成,能够有效降低边坡径流量和产沙率,减小雨水流速,滞水减沙作用效果最好。B型秸秆纤维帘以较粗的秸秆条编织而成,具有一定的滞水减沙作用,但横向和竖向的布置形式对滞水减沙的作用效果影响较大,综合分析得出B型竖向秸秆纤维帘的滞水减沙作用优于B型横向。降雨后A型和B型竖向秸秆纤维帘边坡冲沟以较浅的长条形冲沟和片蚀区域为主,B型横向秸秆纤维帘边坡冲沟以较深的短型冲沟为主。覆盖秸秆纤维帘边坡基质吸力的变化随着降雨时间主要呈现初始稳定阶段、快速上升阶段和饱和阶段,秸秆纤维帘在滞水减沙的过程中容易造成雨水汇流和入渗速率的提高。试验结果可为秸秆纤维帘生态防护技术的施工优化和推广应用提供参考。 展开更多
关键词 秸秆纤维帘 边坡冲蚀 滞水减沙 产流产沙规律 冲沟形态 渗流规律
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基于InVEST模型的九寨沟土壤侵蚀及产沙的驱动因素研究
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作者 刘建成 钟益华 +1 位作者 肖维阳 唐亚 《水土保持研究》 北大核心 2025年第5期20-30,38,共12页
[目的]深入了解九寨沟地震前后土壤侵蚀和产沙变化特征及其驱动因素,为保护九寨沟湖泊这一特征景观和灾后景区的生态修复工作提供理论依据和指导。[方法]应用In VEST模型和地理探测器,分析了地震前(2014年)、地震后(2018年)和生态修复后... [目的]深入了解九寨沟地震前后土壤侵蚀和产沙变化特征及其驱动因素,为保护九寨沟湖泊这一特征景观和灾后景区的生态修复工作提供理论依据和指导。[方法]应用In VEST模型和地理探测器,分析了地震前(2014年)、地震后(2018年)和生态修复后(2022年)九寨沟土壤侵蚀和产沙的空间分布及驱动因素。[结果](1)2014年、2018年、2022年流域的平均土壤侵蚀模数分别为152.72,483.86,375.81 t/km^(2),平均单位面积产沙量分别为17.36,65.18,56.07 t/km^(2)。流域的土壤侵蚀强度等级在地震前以微度侵蚀为主,局部地区侵蚀严重,地震后上升为中度侵蚀,生态修复后未明显下降,产沙量大的区域与土壤侵蚀严重的区域重合。(2)产沙量主要来源于海拔高、植被覆盖率低和坡度级大的区域,不同用地类型差异明显,尤其是植被覆盖率低于30%的区域,其产沙量在地震前、地震后、生态修复后分别占总量的50.7%,77.9%,80.7%。(3)九寨沟产沙量空间分异的主要因素是植被覆盖率,次要因素是海拔和降水量,各因素交互作用后的解释力均高于单一因子,产沙量受多个因素相互作用的影响。[结论]九寨沟土壤侵蚀模数和产沙量在地震后大幅上升,经过生态修复后轻微下降,但仍未恢复到地震前水平,植被覆盖率对九寨沟的侵蚀产沙起着主导作用。 展开更多
关键词 InVEST模型 九寨沟 土壤侵蚀 产沙量 地理探测器
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椰纤维网对工程堆积体坡面冲刷特征的影响
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作者 令狐克蕤 唐丽霞 +4 位作者 王一民 路杨 张曾亮 冉奎 韩珍 《农业工程学报》 北大核心 2025年第6期128-136,共9页
为探讨椰纤维网防护工程堆积体坡面在水力冲刷作用下的减流减沙效益,采用模拟径流冲刷试验,研究不同上方来水流量(1.4、2.0、2.6、3.2 L/min)和不同孔径(5和10 cm)椰纤维网苫盖下的工程堆积体坡面产流产沙规律、水动力学特性及径流冲刷... 为探讨椰纤维网防护工程堆积体坡面在水力冲刷作用下的减流减沙效益,采用模拟径流冲刷试验,研究不同上方来水流量(1.4、2.0、2.6、3.2 L/min)和不同孔径(5和10 cm)椰纤维网苫盖下的工程堆积体坡面产流产沙规律、水动力学特性及径流冲刷细沟形态特征。结果表明:1)10 cm孔径网使坡面初始产流时间延长11~27 s,5 cm孔径网则延长35~41 s。10 cm孔径网使地表径流量显著降低10.21%~15.65%,5 cm孔径网显著降低12.12%~20.73%;10 cm孔径网使产沙量显著降低25.20%~33.64%,5 cm孔径网则显著降低42.58%~73.06%。2)铺网明显增大阻力系数,降低水流流速、径流剪切力和径流功率,减小坡面冲沟和跌坎的规模与连通性,增强减流减沙效益。5 cm孔径相较于10 cm孔径水沙拦截能力更强。3)铺网条件下,平均沟宽与地表径流量、产沙量均存在显著的线性关系(P<0.05)。产流方面,5 cm网的拟合斜率(24.25)大于10 cm(19.15)和裸坡(14.43),表明5 cm网减流效益优于10 cm网;产沙方面,虽然5 cm网的拟合斜率(0.70)介于10 cm(0.66)与裸坡(0.74)之间,但5 cm网和10 cm网的拟合交点为x=33.75,表明在细沟侵蚀阶段,5 cm网减沙效益优于10 cm网。椰纤维网通过其空隙结构和网格化布局在坡面减流减沙中发挥有效作用。椰绳内部空隙结构滞留径流泥沙,减小径流动能,稳定坡面,抑制侵蚀沟扩展;网格化布局均匀分散淤积泥沙,形成小土埂,延缓流速,促进水分入渗,有效降低土壤侵蚀。研究结果可为生产建设项目工程堆积体坡面水土流失防治措施综合布设提供科学的数据支撑,也为工程堆积体临时防护措施的选择提供参考。 展开更多
关键词 堆积体 椰纤维网 冲刷 产流产沙
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W-OH阻水层对煤矸石坡面降雨入渗以及产流产沙过程影响
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作者 鲁长金 王志刚 +2 位作者 杨海龙 武淼辰 尹文天 《干旱区地理》 北大核心 2025年第9期1623-1635,共13页
针对青海木里矿区煤矸石坡面水分渗漏以及冻土形成难题。在煤矸石坡面构建不同浓度的亲水聚氨酯(W-OH,0%、1.5%、2.5%、3.5%、4.5%)的阻水层,采用人工模拟降雨,对坡面的降雨入渗以及产流产沙特征参数进行分析,揭示不同浓度W-OH阻水层对... 针对青海木里矿区煤矸石坡面水分渗漏以及冻土形成难题。在煤矸石坡面构建不同浓度的亲水聚氨酯(W-OH,0%、1.5%、2.5%、3.5%、4.5%)的阻水层,采用人工模拟降雨,对坡面的降雨入渗以及产流产沙特征参数进行分析,揭示不同浓度W-OH阻水层对煤矸石坡面降雨入渗以及产流产沙过程的影响。结果表明:(1)在坡度5°、15°、25°以及雨强30~90 mm·h^(-1)下,不同W-OH浓度下坡面入渗率总体变化趋势呈现先迅速下降后趋于稳定,并且W-OH浓度越大,达到稳定入渗阶段越早。(2)不同W-OH浓度下的坡面平均入渗率较对照组(0%W-OH)降低了4.15%~73.64%;1.5%、2.5%、3.5%、4.5%浓度W-OH坡面的阻水效应分别为5.49%~49.98%、11.96%~65.91%、16.61%~72.10%、22.92%~85.81%,随W-OH浓度的增大而增大。(3)不同W-OH浓度下的坡面初始产流时间较对照组坡面提前了1.95%~74.20%;1.5%、2.5%、3.5%、4.5%浓度W-OH坡面的产沙效应分别为7.68%~97.98%、15.28%~163.00%、25.44%~261.44%、25.61%~260.58%,与雨强、坡度呈负相关,与WOH浓度呈正相关,产流效应分别为5.20%~83.39%、12.93%~131.18%、14.14%~149.11%、16.28%~188.86%。(4)对相关指标进行相关性分析发现,W-OH在阻止水分入渗、增加产流产沙发挥重要作用,雨强、坡度对于坡面产流产沙过程仍为主导因素。综合发现,在煤矸石坡面构建W-OH阻水层可以起到很好的减渗、阻水作用,同时也增加坡面的产流产沙;考虑到水土流失问题,可在坡面配置一定的水土保持措施。 展开更多
关键词 煤矸石 降雨入渗 产流产沙 阻水层
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基于RUSLE的季节性侵蚀产沙模型构建及典型流域应用研究
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作者 李一帆 周帆 +3 位作者 曲思仪 李文欣 蔡得胜 王盛萍 《中国水土保持科学》 北大核心 2025年第3期73-84,共12页
修正通用土壤流失方程(RUSLE)模型被广泛应用于土壤侵蚀的定量模拟。然而,RUSLE模型在计算侵蚀产沙时往往忽略降雨和植被的季节动态。此外,较多研究亦未考虑泥沙输移等过程与机制。本研究基于月尺度降雨侵蚀因子和植被覆盖因子,引入表... 修正通用土壤流失方程(RUSLE)模型被广泛应用于土壤侵蚀的定量模拟。然而,RUSLE模型在计算侵蚀产沙时往往忽略降雨和植被的季节动态。此外,较多研究亦未考虑泥沙输移等过程与机制。本研究基于月尺度降雨侵蚀因子和植被覆盖因子,引入表征泥沙输移及泥沙连通的经验性因子,构建可用以模拟流域季节性侵蚀产沙的SSY-RUSLE模型,并应用于山西省昕水河流域。结果表明,SSY-RUSLE模型可显著改善侵蚀产沙的模拟预测性能。与RUSLE相比,SSY-RUSLE的RMSE和NS分别提升5%~10%和13%~16%,主要源于模型有效改善流域侵蚀产沙较少时的模拟。SSY-RUSLE与RUSLE模型产生的侵蚀产沙模数空间分布格局有较大差异。其中,SSY-RUSLE模拟林地、草地与耕地侵蚀产沙模数较RUSLE显著减少(约54.8%、61.6%以及66.5%),主要侵蚀产沙段15°~25°的产沙模数也较RUSLE小(25.1%)。研究认为,耦合植被生长季节动态可显著改善区域侵蚀产沙模型模拟性能。特别是随着区域生态恢复、生态重建的推进,植被状况呈逐渐改善态势,准确的季节性侵蚀产沙模拟对于有效流域侵蚀防治与管理.具有重要意义。 展开更多
关键词 侵蚀产沙 SSY-RUSLE 季节动态 空间分布格局
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东北黑土区不同坡长条件下融雪侵蚀中的水沙迁移过程
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作者 宋子豪 韩玉国 王晓学 《水土保持学报》 北大核心 2025年第3期34-40,共7页
[目的]为研究东北黑土区横垄坡耕地的融雪侵蚀特征及其影响因素,通过选择黑龙江省牡丹江市麻花沟小流域内相同坡度不同坡长坡耕地进行融雪过程观测,探讨不同坡长径流小区融雪侵蚀特征及变化规律。[方法]在春季融雪期间,研究3种坡长(5、2... [目的]为研究东北黑土区横垄坡耕地的融雪侵蚀特征及其影响因素,通过选择黑龙江省牡丹江市麻花沟小流域内相同坡度不同坡长坡耕地进行融雪过程观测,探讨不同坡长径流小区融雪侵蚀特征及变化规律。[方法]在春季融雪期间,研究3种坡长(5、20、100 m)横垄坡耕地的融雪侵蚀过程,分析融雪期间雪深、径流率、含沙量,以及径流总量和泥沙量的变化过程。[结果]1)积雪深度在融雪期间呈现明显的下降趋势,在融雪中期下降较快,在融雪初期与融雪末期下降相对缓慢,5、20、100 m坡长完全融化时间分别为5、6、6 d。2)融雪过程中,100 m坡长每日在9:30左右开始产流,17:30左右停止产流;5、20 m坡长产流时间较晚1 h左右,产流结束时间提前1 h左右。5、20、100 m坡长累计产流时间分别为5、6、7 d。各坡长径流率和含沙量呈先增大后减小的趋势,径流率和含沙量随着坡长的增加而增加,且含沙量峰值相对于径流率滞后约0~2.0 h。3)在融雪过程中,日径流总量和泥沙量大小为100 m>20 m>5 m,各小区径流总量和泥沙量变化呈先增大后减小的趋势。[结论]在融雪过程中,不同坡长条件下积雪深度、产流产沙过程变化规律相似。产流时间、坡面径流率、含沙量、径流总量和泥沙量均随着坡长的增加而增加。对不同坡长条件下横垄坡耕地融雪侵蚀过程的研究,可为东北黑土区坡耕地水土流失的治理提供一定的理论依据。 展开更多
关键词 融雪过程 产流时间 融雪速率 泥沙量 东北黑土区
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极端降雨条件下辽西地区农村道路路面侵蚀特征
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作者 张绍峰 吕刚 +4 位作者 刘媛 张泰瑜 吴才都 顾逸之 李岷朔 《水土保持研究》 北大核心 2025年第6期68-76,共9页
[目的]分析极端降雨和不同坡度条件下辽西地区农村道路路面的侵蚀特征与水动力学参数,进而探讨其侵蚀机理,为该区农村道路侵蚀防治提供理论依据。[方法]选取辽西地区常见的土质路面、碎石路面和水泥路面为研究对象,基于区域降雨特征和... [目的]分析极端降雨和不同坡度条件下辽西地区农村道路路面的侵蚀特征与水动力学参数,进而探讨其侵蚀机理,为该区农村道路侵蚀防治提供理论依据。[方法]选取辽西地区常见的土质路面、碎石路面和水泥路面为研究对象,基于区域降雨特征和地形特点,设置150 mm/h降雨强度和3°,5°,7°三种试验坡度,开展室内人工模拟降雨试验。[结果](1)3种类型路面的径流率均随坡度增加而增大,整体表现为水泥路面>碎石路面>土质路面。土质路面和碎石路面在3°试验坡度下,径流率明显小于5°与7°试验坡度;水泥路面在各试验坡度下径流率差异均不大,坡度增加对其径流率影响较小。(2) 3种类型路面的侵蚀速率均随坡度增加而增大,整体表现为水泥路面>土质路面>碎石路面。其中,土质路面和水泥路面的侵蚀速率随坡度增加分别增大8.33~11.36倍和11.47~12.65倍,坡度增加对其侵蚀速率影响明显,而碎石路面侵蚀速率随坡度增加仅增大1.00~1.13倍,坡度增加对其侵蚀速率影响较小。(3)土质路面和水泥路面的径流流速高、阻力系数较小,且路面径流在各试验坡度下均为急流状态(Fr>1),两者更易受水力侵蚀的影响和破坏;碎石路面径流流速低、阻力系数较大,Fr,Re数值均较小,路面受到径流侵蚀影响较弱。[结论]在极端降雨和不同坡度条件下,水泥路面因硬化特性及土质路肩的存在,受径流侵蚀影响最为严重;碎石路面因表层碎石覆盖导致径流率较高,但其侵蚀速率明显低于土质路面和水泥路面。 展开更多
关键词 水土保持 产流产沙 模拟降雨 道路侵蚀
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工程陡坡水蚀特征对植被密度响应的降雨试验
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作者 郭锐 张鹏 +3 位作者 李黎 李季孝 刘海波 吴光耀 《人民长江》 北大核心 2025年第3期184-190,229,共8页
工程建设扰动地表、破坏原地貌,易诱发水土流失,而植被种植是恢复工程扰动区域生态的重要手段之一。在野外调查基础上,开展了模拟降雨试验,以裸坡为对照,分析了百喜草(Paspalum notatum Flugge,PF)在2种种植密度(PF10,10 cm×10 cm;... 工程建设扰动地表、破坏原地貌,易诱发水土流失,而植被种植是恢复工程扰动区域生态的重要手段之一。在野外调查基础上,开展了模拟降雨试验,以裸坡为对照,分析了百喜草(Paspalum notatum Flugge,PF)在2种种植密度(PF10,10 cm×10 cm;PF20,20 cm×20 cm)条件下对工程陡坡(28°)产流产沙特征以及水沙效益的影响。结果表明:①1.0,1.5,2.0 mm/min降雨强度下PF20地表径流发生时间比裸坡提前61.81%,0.88%,19.38%,而PF10在降雨强度1.5 mm/min和2.0 mm/min时起到延缓径流发生的效果,滞后效益分别达到76.61%和237.21%。②裸坡3种降雨强度下的平均产流率是PF10的3.23,4.55,1.28倍,降雨强度1.0 mm/min和1.5 mm/min下,裸坡平均产流率是PF20的1.10倍和1.27倍,但在降雨强度为2.0 mm/min时,PF20的平均产流率达到裸坡的1.08倍;在降雨强度≤1.5 mm/min时植被可显著减少陡坡侵蚀,但在降雨强度为2.0 mm/min时在产流中后期出现植被陡坡侵蚀大于裸坡,但总体上3种降雨强度下裸坡平均产沙率分别达到PF20的7.83,2.86,1.24倍,是PF10的23.01,6.98,3.13倍。③PF20和PF10的平均减沙效益分别为57.26%和83.11%,平均减流效益分别为7.08%和56.22%,PF10的减流和减沙效益分别是PF20的7.94倍和1.45倍。方差贡献率分析表明降雨强度对工程陡坡累计产流量和累计产沙量的贡献率是植被密度的7.18倍和4.31倍,但植被密度的调控产沙效果高于产流。研究结果可为工程扰动边坡开展植被生态修复提供科学指导。 展开更多
关键词 工程陡坡 植被密度 产流产沙 减水减沙 模拟降雨
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极端暴雨作用下排土场边坡细沟侵蚀过程模拟研究
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作者 王珊珊 吕刚 +1 位作者 董亮 李叶鑫 《水土保持研究》 北大核心 2025年第4期18-25,共8页
[目的]排土场边坡的稳定性直接影响到矿山生产和生态环境的重建,而极端暴雨是导致边坡侵蚀及失稳的主要因素,因此明晰极端暴雨下排土场边坡细沟侵蚀机理至关重要。[方法]以胜利东二号露天排土场为研究对象,基于相似试验原理,建立二阶排... [目的]排土场边坡的稳定性直接影响到矿山生产和生态环境的重建,而极端暴雨是导致边坡侵蚀及失稳的主要因素,因此明晰极端暴雨下排土场边坡细沟侵蚀机理至关重要。[方法]以胜利东二号露天排土场为研究对象,基于相似试验原理,建立二阶排土场模型,采用人工模拟降雨试验的方法,模拟极端暴雨(90,120,150 mm/h)条件下排土场边坡细沟侵蚀动过程和细沟形态特征。[结果](1)细沟侵蚀过程分为面蚀、细沟雏形、细沟发育和细沟发育稳定4个阶段;(2)随雨强梯度的增加,细沟流速增幅7.7%~76.5%,最大沟长和最大沟深平均增加26.7%和62.0%,细沟的宽深比平均减少22.6%;(3)两场降雨的平均产沙率随雨强梯度增加依次增大93%和10%,52%和69%。[结论]细沟流速和细沟总长对降雨强度响应较大,平均产沙率与降雨强度呈正相关。 展开更多
关键词 细沟侵蚀 排土场模型 极端降雨 相似模拟原理 产沙率
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覆沙黄土坡面沙层滑移对水分变化的响应机理
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作者 韩奇隆 吕博 陈力 《水土保持通报》 北大核心 2025年第4期1-9,197,共10页
[目的]分析黄土坡面上覆沙厚度、降雨强度和坡度对沙土二元结构中产流产沙、水分变化及滑移的影响,旨在为风水复合侵蚀区的水土流失治理与预防提供科学依据。[方法]基于室内模拟降雨试验,观测产流、产沙、侵蚀滑移以及水分时空变化过程... [目的]分析黄土坡面上覆沙厚度、降雨强度和坡度对沙土二元结构中产流产沙、水分变化及滑移的影响,旨在为风水复合侵蚀区的水土流失治理与预防提供科学依据。[方法]基于室内模拟降雨试验,观测产流、产沙、侵蚀滑移以及水分时空变化过程,定量分析覆沙厚度、雨强和坡度对水分变化及覆沙黄土坡面滑移的影响。[结果]①覆沙黄土坡面经历较长历时降雨易发生滑移。覆沙厚度的增加会延缓滑移的发生,而降雨和坡度的增加则使其提前。滑移产沙量随降雨强度和坡度的增加而增加。②土壤水蓄量变化率受覆沙厚度、降雨强度和坡度的共同影响,并随这三者的增加而显著增大。③沙层饱和度的变化过程可以分为快速增加、稳定状态和再次增长3个阶段。④土体饱和度的变化表明,滑移发生的临界条件受沙层厚度、降雨强度和坡度等因素的影响。[结论]覆沙黄土坡面沙层滑移受到饱和度的影响,而土壤的饱和度受到沙层厚度、降雨强度和坡度等因素的共同影响。 展开更多
关键词 覆沙黄土坡面 滑移 风水复合侵蚀 坡面侵蚀产沙 黄土高原
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