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野外模拟降雨条件下矿区土质道路径流产沙及细沟发育研究 被引量：16
1
作者 郭明明 王文龙 +4 位作者 李建明 朱宝才 史倩华 康宏亮 李艳富 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第24期155-163,共9页
为研究矿区土质道路径流产沙及细沟形态发育特征,在野外调查的基础上,设计坡度（3°、6°、9°、12°）和雨强（0.5、1.0、2.5、2.0、2.5、3.0 mm/min）2个处理,在野外建立不同坡度的道路小区,采用人工模拟降雨的方法,... 为研究矿区土质道路径流产沙及细沟形态发育特征,在野外调查的基础上,设计坡度（3°、6°、9°、12°）和雨强（0.5、1.0、2.5、2.0、2.5、3.0 mm/min）2个处理,在野外建立不同坡度的道路小区,采用人工模拟降雨的方法,测定了不同处理道路径流产沙参数和细沟形态指标。结果表明：1）各坡度道路径流率为1.12~8.24 L/min,与雨强线性关系极显著,随坡度变化不显著;除0.5 mm/min雨强3°~9°坡及1.0 mm/min雨强3°坡道路径流流态为层流外,其余为紊流,雨强-坡度交互作用（I×S）对流态影响显著;阻力系数只与坡度相关。2）各坡度道路剥蚀率为0.92~324.46 g/（m^2·s）,与雨强、坡度和径流率呈极显著幂函数关系（R^2=0.968,P〈0.01）,道路土壤发生剥蚀的临界剪切力和临界径流功率分别为2.15 N/m^2和0.41 W/（m^2·s）。3）3°道路以片状侵蚀为主,6°~12°道路细沟发育,细沟宽深比、复杂度、割裂度和细沟密度分别为1.80~3.75、1.07~1.55、0.20%~10.33%和0.067~2.01 m/m^2,细沟发育程度是雨强和坡度交互作用（I×S）的结果。4）6°~12°道路细沟侵蚀量占总侵蚀量比例为18.0%~57.16%,总侵蚀量与细沟宽深比、细沟复杂度、细沟割裂度和细沟密度均呈显著的函数关系（R^2=0.35~0.96,P≤0.01）,割裂度是影响土质道路总侵蚀量的最佳细沟形态因子。结果可为矿区土质道路水土保持工程设计及生产安全提供参数支持。 展开更多
关键词 侵蚀 径流 水动力学 神府矿区 道路 细沟 形态特征
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北方风沙区砾石对堆积体坡面径流及侵蚀特征的影响 被引量：42
2
作者 康宏亮 王文龙 +6 位作者 薛智德 郭明明 李建明 白芸 邓利强 李艳富 李垚林 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期125-134,共10页
为了研究砾石对工程堆积体降雨侵蚀规律的影响,采用室内人工模拟试验,以土质堆积体（砾石质量分数为0）为对照,研究了10%、20%和30%砾石质量分数堆积体边坡在模拟降雨条件下的径流水力特征、产沙过程及侵蚀动力机制。结果表明：1）产流0... 为了研究砾石对工程堆积体降雨侵蚀规律的影响,采用室内人工模拟试验,以土质堆积体（砾石质量分数为0）为对照,研究了10%、20%和30%砾石质量分数堆积体边坡在模拟降雨条件下的径流水力特征、产沙过程及侵蚀动力机制。结果表明：1）产流0~6 min,砾石促进堆积体坡面细沟间径流流动;产流12~30 min后,砾石阻碍堆积体坡面细沟径流流动;2）含砾石堆积体坡面粗糙度增大,水流流态变缓,水流速度降低,且均以层流为主。较土质堆积体而言,30%砾石质量分数堆积体坡面阻力系数增大88.8%~288.4%,弗汝德数降低28.9%~41.8%,水流速度降低0~45.8%;3）径流含沙量随产流历时经历快速降低-平稳过渡-波动上升3个阶段,土质及10%砾石质量分数堆积体高含沙水流现象频发,且随雨强增大,重力坍塌次数增加,重力侵蚀程度增强。20%、30%砾石质量分数堆积体发生高含沙水流的几率约为0。相对土壤流失比与砾石质量分数呈极显著负指数函数关系;4）土壤剥蚀率与各侵蚀动力参数均可用简单线性函数关系描述,单位径流功率是描述风沙区土质和10%砾石质量分数工程堆积体侵蚀产沙的最优因子,径流功率是刻画20%、30%砾石质量分数工程堆积体土壤侵蚀参数更为合理的因子。结果可为全国范围工程堆积体土壤侵蚀模型的建立提供科学依据。 展开更多
关键词 水动力学 径流 侵蚀 工程堆积体 风沙区 砾石质量分数 径流含沙量 土壤剥蚀率
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黄土高塬沟壑区道路排水沟侵蚀产沙试验 被引量：3
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作者 朱宝才 黄鹏飞 +4 位作者 王文龙 史倩华 白芸 李艳富 李垚林 《草地学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第5期978-982,共5页
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... 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。 展开更多
关键词 黄土高塬沟壑区 放水冲刷试验 道路排水沟 径流含沙量 土壤剥蚀率
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