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黄土区薄厚层浮土土质道路降雨侵蚀过程差异 总被引：1，自引：0，他引：1
我国黄土高原地区普遍存在用于农业和矿业生产运输的土质道路,土质道路因长期遭受人畜踩踏、车胎碾压产生了大量浮土,加剧了道路侵蚀。基于野外调查与室内人工模拟降雨试验,研究了不同雨强及坡度条件下不同浮土厚度（薄层1.0 cm、厚层4.0 cm）的土质道路降雨侵蚀产流产沙过程及水沙关系。根据侵蚀物质的差异,将浮土道路侵蚀过程分为单独浮土侵蚀阶段和浮土、道路混合侵蚀阶段。结果表明：（1）浮土侵蚀阶段、混合侵蚀阶段薄层浮土平均径流率变化范围为0.84~2.26、0.96~2.72 L·min-1,分别是厚层浮土的1.01倍~1.52倍、1.26倍~2.44倍。2.5 mm·min-1雨强时3个坡度下的平均次降雨产流量为43.44 L,较1.0、1.5和2.0 mm·min-1雨强分别增大82.05%、68.69%和37.36%。平均径流率和产流量与坡度之间的相关性均不显著;（2）混合侵蚀阶段16°坡面平均含沙量均值为227.30 g·L-1,是4°和8°的2.14倍和1.37倍。小雨强（1.0、1.5 mm·min-1）时厚层浮土次降雨产沙量较高,是薄层浮土的1.39倍~2.14倍;大雨强（2.0、2.5 mm·min-1）时薄层浮土次降雨产沙量较高,是厚层浮土的1.14倍~1.67倍。1.0 mm·min-1雨强时3个坡度下的平均次降雨产沙量为2.08 kg,分别占1.5、2.0和2.5 mm·min-1雨强的68.59%、27.50%、23.57%;（3）混合侵蚀阶段和次降雨过程薄层浮土含沙量与径流率相关性较厚层浮土均增强。浮土侵蚀阶段和混合侵蚀阶段薄厚层浮土道路产沙率和产流率相关性均达到显著水平,次降雨薄厚层浮土道路产沙量与产流量相关性均达到极显著水平。结果可为我国黄土区浮土道路侵蚀防治工作的开展提供科学依据。 相似文献
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下沉式日光温室土质墙体热特性的试验与分析 总被引：9，自引：5，他引：4
为探明下沉式日光温室土质后墙温度分布及变化规律,进而正确评价其保温性能,2009年12月-2011年6月在河南省荥阳市对下沉式日光温室的土质墙体的热特性进行了2a的连续监测,并对结果进行系统分析。结果表明:墙面温度受室内、外气温和太阳辐射的共同影响,具有与气温相同的日变化和季节变化规律;墙面温度影响墙内各深度层次的温度分布,沿墙的厚度方向由室内表面向室外表面温度递减;墙内存在热稳定层,其位置及厚度随季节而变化,厚度与墙体厚度正相关;1～3月份,热稳定层位于墙体厚度的中心位置,2m厚的墙体处没有热稳定层,3m厚的墙体处热稳定层厚30cm,4m厚的墙体处热稳定层厚70cm;4、5月份,其位置外移至距外表面100cm处,厚度也比1～3月份增加10～20cm;综合温室造价、墙体保温性及土地利用率等各方面因素,建议在河南地区下沉式日光温室土质后墙建造参数为顶宽2.5m,底厚(后墙与室外地面连接处)4.0m,后墙高度(距室外地面)不宜大于2.5m。该研究为该型温室的建造和发展提供一定的参考。 相似文献
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黄土道路侵蚀过程模拟试验研究 总被引：2，自引：0，他引：2
黄土地区土质道路侵蚀强烈,严重影响当地的生产与交通事业。开展黄土道路侵蚀研究,对于黄土地区水土保持与生态经济建设具有重要意义。采用模拟降雨试验方法研究了黄土道路侵蚀过程,取得了如下结果。(1)道路径流侵蚀发生时间随雨强及坡度的变化皆可用幂函数方程描述;(2)道路径流侵蚀开始时含沙量很高,但很快下降并随降雨历时的延长而逐渐趋于相对稳定;(3)道路侵蚀率变化过程可分为3个阶段:径流侵蚀开始至20min及40min至侵蚀过程结束,侵蚀率随降雨过程的变化较大,20～40min之间基本稳定;(4)道路侵蚀模数随雨强及坡度的变化均可用幂函数方程描述,雨强及坡度对道路侵蚀的综合影响可用二元线性方程描述。 相似文献
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内蒙古北部半干旱丘陵低山地区的乡村道路,侵蚀严重,使运输受阻,经常被迫改道,占用耕地,严重影响了当地农村的发展。以阴山北麓四子王旗的农耕地区为例,通过大量实地考察,研究道路侵蚀特点,并从自然和人为两方面研究道路遭受侵蚀的原因,分析道路侵蚀的发生机理。结果表明:乡村土质道路侵蚀的主要影响因素是路面坡度和降水强度,人类的使用方式也直接影响路面侵蚀。研究区位于坡面上和谷地中汇水处的土质道路普遍发育不同程度的侵蚀;夏季发生的有限的几次强降水是研究区道路遭受侵蚀的重要原因;位于较大坡度坡面上和谷地中汇水处的道路侵蚀最为严重;两边不等高和壤质土的路面都易遭受侵蚀;人类使用的季节性和维护的缺失加剧了道路侵蚀。 相似文献
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黄土高塬沟壑区董志塬沟头溯源侵蚀特征及其防治途径 总被引：7，自引：2，他引：5
黄土高塬沟壑区沟头溯源侵蚀非常普遍,已经对塬面地区的土地、农田、村庄民居、道路和工厂造成了严重的威胁.通过对董志塬的调查发现,影响溯源侵蚀的因素为自然和人为因素两类.自然因素主要包括降雨径流、地形地貌和土质.总结出溯源侵蚀的发生类型为水力冲刷型、陷穴诱发型、裂缝诱发型和人为诱发型.溯源侵蚀的过程从时间顺序上可分为3个阶段,主要分为水力冲刷阶段、水力和重力共同作用阶段、重力侵蚀阶段.最后,根据不同类型的沟头侵蚀与活动特点,提出了沟头的主要防护措施. 相似文献
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道路侵蚀研究的进展与展望 总被引：2，自引：2，他引：0
[目的] 分析目前道路侵蚀研究中所存在的问题及未来亟需关注的研究方向,为防治流域土壤侵蚀和保障流域生态环境安全与高质量发展提供重要依据。[方法] 通过查阅文献,从道路侵蚀的界定、道路侵蚀的特征及影响因素,道路侵蚀研究方法等方面进行总结和分析。[结果] 目前关于道路侵蚀研究存在的主要问题表现在： ①研究方法尚不成熟,模拟降雨/冲刷试验法应用较广,实地监测法和模型模拟法应用较少;②研究内容多局限于道路原位侵蚀效应,而鲜少涉及道路异位侵蚀效应;③道路侵蚀防治研究大都围绕硬化道路进行,土质道路相关研究薄弱。[结论] 未来关于道路侵蚀的研究应结合道路侵蚀特点及其影响因素,运用连通性的概念,探明道路存在对路域及整个流域中的径流泥沙输移的“开关”作用,揭示道路对流域内径流及泥沙的输移机制的影响,并因地制宜地提出硬化道路的维护管理措施和土质道路的侵蚀防治措施。 相似文献
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《水土保持学报》2014,(6)
以棕壤横垄为研究对象,基于人工模拟降雨,研究壤中流条件下垄高(8,12,16cm)对不同侵蚀阶段(壤中流、壤中流+降雨沟间侵蚀和细沟侵蚀)径流态氮、磷流失的影响。结果表明:(1)壤中流侵蚀阶段,NO3-N、NH4-N和PO4-P的浓度和流失量均表现为垄高16cm8cm12cm;壤中流+降雨沟间侵蚀和细沟侵蚀阶段,养分浓度表现为垄高8cm16cm12cm,流失量为垄高8cm12cm16cm。12cm是有效控制氮、磷流失的最佳垄高。(2)壤中流侵蚀和沟间侵蚀阶段,随垄高增加养分流失的变化幅度逐渐增大,而细沟侵蚀阶段则呈平稳趋势。(3)壤中流侵蚀和沟间侵蚀阶段垄高的变化并未引起氮、磷流失机制的改变,而细沟侵蚀阶段垄高的变化改变了氮、磷流失机制。(4)垄高对氮流失的影响高于对磷的作用强度。 相似文献
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《Land Degradation \u0026amp; Development》2017,28(5):1615-1625
Rill is a major type of erosion on upland slopes. Continuous rainfall is commonly used in laboratory studies on rill erosion despite the fact the rainfall was often discontinuous in the field; this is particularly true in the Chinese Loess Plateau. This study compares rill erosion under continuous and intermittent rainfalls by using laboratory experiments. The experiments include two rainfall‐intensity treatments (90 and 120 mm h−1) and two rainfall‐pattern treatments (continuous and intermittent). The results indicate that rill formation had a significant effect on runoff and sediment concentration. For continuous and intermittent rainfall at the rainfall intensity of 90 mm h−1, the mean sediment concentrations were 1·91 and 1·73 times after rill initiation than those before rill initiation, respectively, and the rill erosion accounted for 75·5% and 77·7% of runoff duration, respectively. For continuous and intermittent rainfall at the rainfall intensity of 120 mm h−1, the mean sediment concentrations after rill initiation were 1·38 and 1·32 times that those before rill initiation, respectively, and the rill erosion represented 88·7% and 78·8% of the total runoff duration, respectively. We observed sediment sorting under all treatments; however, the low rainfall intensity boosted but the high rainfall intensity lowered the clay fraction; in contrast, the sorting remained roughly the same between the rainfall‐pattern treatments. The runoff velocity also affected the sediment sorting. Our empirical results indicated the important significance of the rainfall intermittence in predicting rill erosion. Copyright © 2017 John Wiley & Sons, Ltd. 相似文献
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Longxi Cao Keli Zhang Hailun Dai Yin Liang 《Land Degradation \u0026amp; Development》2015,26(8):825-832
Unpaved roads play an important role in soil loss in small watersheds. In order to assess the impact of these unpaved roads in the Loess Plateau of China, runoff and sediment yields from road‐related sources must be quantified. Field rainfall simulation experiments were conducted under three slope gradients and five rainfall intensities on unpaved loess roads in a small watershed. Results showed that the runoff generation was very fast in loess road surface (time to runoff < 1 min) and produced a high runoff coefficient (mean value > 0·8). Soil loss rates were decreased as surface loose materials were washed away during a rainstorm. Rainfall intensity, initial soil moisture, and slope gradient are key factors to model surface runoff and sediment yield. Soil loss on loess road surface could be estimated by a linear function of stream power (R2 = 0·907). Four commonly interrill erosion models were evaluated and compared, and the interrill erodibility adopted in the Water Erosion Prediction Project model was determined as 1·34 × 106 (kg s m−4). A new equation taking into account different parameters like rainfall intensity, surface flow discharge, and slope gradient was established. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd. 相似文献
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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 总被引：8，自引：2，他引：6
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/(m2·s),与雨强、坡度和径流率呈极显著幂函数关系(R2=0.968,P0.01),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/m2和0.41 W/(m2·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/m2,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(R2=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。 相似文献
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雨强对红壤坡耕地泥沙流失及有机碳富集的影响规律研究 总被引：9，自引：0，他引：9
在典型红壤丘陵区平均坡度为10?的坡耕地径流小区 (2 m?5 m) 上进行降雨强度为1.69 mm min-1（大雨强）、1.31 mm min-1（中雨强）和0.64 mm min-1（小雨强）的模拟降雨试验,并对模拟降雨过程中泥沙的迁移规律和泥沙有机碳的流失富集规律进行了研究。研究结果表明：侵蚀作用下泥沙流失量随着降雨强度的增大而增加,并与径流量呈显著的立方关系,径流量是坡耕地土壤流失的重要影响因素;土壤有机碳流失以泥沙结合态为主,泥沙态有机碳流失量占总有机碳流失量的84%以上,最高达到97.6%;泥沙中有机碳富集比随着降雨强度的增大而逐渐减小,有机碳的选择性迁移在低强度降雨条件下表现更为明显;中雨强和小雨强下有机碳的富集比与黏粒的富集比分别呈极显著和显著正相关,而大雨强泥沙有机碳富集比与黏粒富集比没有显著的线性关系。雨强是影响泥沙流失和泥沙有机碳迁移的重要因素。 相似文献
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连续模拟降雨下岩溶区含砾石堆积体坡面径流产沙特征 总被引：3，自引：1，他引：2
为明确砾石含量对岩溶区石灰土质堆积体坡面径流产沙特征的影响,以土质坡面为对照,采用室内模拟降雨试验方法,研究了递增型降雨(0.5,1.0,2.0,2.5,3.0 mm/min)条件下偏土质(砾石含量30%)和偏石质(砾石含量70%)石灰土坡面的径流特性及侵蚀特征。结果表明:(1)随雨强增大,各坡面径流率呈稳定增长—波动的变化趋势,且土质坡面径流率整体小于2种含砾石坡面;偏土质、偏石质坡面累计产流量较土质坡面增加了0.49,0.37倍;(2)1.0~3.0 mm/min雨强下,土质坡面侵蚀速率在0.16~5.4 g/(m^2·s)范围内波动,整体呈稳定—波动增加的变化趋势;偏土质和偏石质坡面分别为0.16~5.4,0.06~0.74 g/(m^2·s),前者侵蚀速率变化范围大且波动剧烈,后者变化范围小且稳定;随砾石含量的增加,各坡面累计侵蚀量呈先增后减的变化趋势,偏土质坡面侵蚀量较土质坡面增加2.5倍,偏石质坡面较其减少了0.9倍;(3)土质、偏土质和偏石质坡面的侵蚀速率与径流率分别呈极显著正相关幂函数、线性函数和线性函数关系。研究结果可为桂西北岩溶区弃渣场水土流失治理提供一定的科学依据。 相似文献
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东北薄层黑土区作物轮作防治坡面侵蚀的效果与C值研究 总被引：1，自引：0，他引：1
作物轮作通过影响通用土壤流失方程(USLE)中作物覆盖和管理因子C值的变化和改良土壤性质而减少坡面土壤侵蚀。基于东北薄层黑土区连续6年大豆—红小豆轮作和裸露休闲坡面小区的径流泥沙和降雨资料,分析了2011—2016年研究区侵蚀性降雨特征,探讨了作物轮作防治坡面土壤侵蚀的效果,研究了作物轮作C值的年内和年际动态变化。结果表明:研究区所有侵蚀性降雨皆发生在5—10月,其降雨量占全年降水量的32.5%～68.1%,且年内和年际分布不均。对于5°坡度的裸露小区,土壤侵蚀主要发生在6—8月,坡面径流量和土壤流失量分别为48.4mm和1 388.2t/(km~2·a);对于5°坡度的作物轮作小区,土壤侵蚀主要发生在5—7月,坡面径流量和土壤流失量分别为19.5mm和166.7t/(km~2·a)。与裸露休闲小区相比,作物轮作小区可使黑土坡面年径流量和土壤流失量减少59.7%和88.0%。大豆—红小豆轮作措施的多年平均C值为0.12,其中大豆作物的C值为0.04,变化范围0.007～0.080;红小豆作物的C值为0.38,变化范围0.28～0.46。大豆和红小豆作物的C值月变化分别为0.01～0.24和0.01～0.80,呈先减少后增加的变化趋势。大豆—红小豆轮作对东北薄层黑土区坡面土壤侵蚀防治有明显效果,研究结果可为薄层黑土区土壤侵蚀定量评价和预报模型的建立提供基础数据。 相似文献
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工程建设中施工便道导致的水土流失与传统土壤侵蚀不同，施工便道改变原自然坡面形态及水文过程，致使植被破坏、地表裸露，并形成路面、挖填边坡等多个侵蚀产沙部位，结构松散的路堑及边坡对降雨的响应更强、速度更快，土质低等级道路所引起的土壤侵蚀问题占比很大，因此研究可为工程扰动中施工便道的水土流失防治提供基础依据。以林芝市巴宜区为研究对象，采用WEPP模型对工程扰动下不同降雨条件、不同坡度坡长情况下施工便道边坡径流量、土壤流失量进行模拟分析，揭示施工便道边坡水土流失特征规律和关键影响因素。结果表明：(1)开始产生径流的60 min最大雨强(I60)为11.16 mm/h,降雨量为12.40 mm;I60处于10～17 mm/h范围内径流量低于0.50 mm,土壤流失量低于0.010 kg/m2,当I60超过17 mm/h后，I60与径流量、土壤流失量具有线性关系。(2)径流量随坡度增加呈“快速增加—增速减慢—逐渐减小”3个阶段，坡度在5°以下时产生最低径流量56.98～58.00 mm,坡... 相似文献
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间歇降雨对红壤坡面土壤侵蚀特征的影响 总被引：4，自引：2，他引：2
自然条件下降雨多以间歇形式出现,而坡面土壤侵蚀又是一个渐变发育的复杂过程。通过3个雨强(60,90,120 mm/h)、5个坡度(5°,10°,15°,20°,25°)下的15场室内模拟降雨,研究一、二次降雨条件下不同雨强、坡度及降雨量对红壤坡面径流和侵蚀过程的影响,探讨间歇降雨条件下坡面侵蚀发育过程及其主要影响因素的变化。结果表明:(1)二次降雨的产流时间相比一次降雨均提前,一次降雨径流总量受到雨强、坡度和降雨量的共同影响,15°坡度是径流总量变化的一个转折点,二次降雨时降雨量的作用减弱,各雨强下的最大相差倍数减小,各坡度之间的倍数差距也减小。(2)一次降雨发生细沟侵蚀最主要的动力是降雨强度,大雨强、陡坡情况下细沟侵蚀更容易产生,而15°坡度对细沟侵蚀的产生具有重要作用,此时若发生细沟侵蚀,坡面侵蚀则多以细沟侵蚀为主,二者侵蚀量呈正比例函数关系,二次降雨的细沟侵蚀量和一次降雨过程中细沟发育情况相关,一次降雨的细沟发育越剧烈,二次降雨的细沟侵蚀量越少,此时细沟侵蚀量和总侵蚀量呈一次函数关系。总体来说,侵蚀总量的变化和细沟发育所处阶段紧密相关。(3)间歇降雨条件下,不同雨强、坡度、降雨量对坡面土壤径流和侵蚀过程的影响存在差异;同时,一次降雨土壤径流和侵蚀的变化对后期二次降雨径流和侵蚀的发展具有重要影响,使得在不同土壤侵蚀发展阶段,雨强、坡度、降雨量等因子对坡面土壤径流和侵蚀影响的程度也随之改变。 相似文献
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神府东胜煤田扰动地面野外降雨试验 总被引：5，自引：2，他引：3
神府东胜煤田是我国探明储量最大的煤田,在开发建设过程中产生了大量的扰动地面,造成了严重的矿区水土流失。为了科学地预测和治理矿区扰动地面的水土流失,采用野外人工模拟降雨试验对神府东胜煤田扰动地面的侵蚀产沙过程进行模拟,深入探讨其侵蚀产沙、产流特征。结果表明:降雨强度是影响扰动地面产流时间的主要因素,产流时间与降雨强度呈负幂函数相关;在试验条件限定的范围内,入渗率随降雨强度和坡度的增大均呈先增大后稳定的趋势,但坡度对其影响较弱;径流率随降雨强度和坡度的增大均呈幂函数增大,且相关系数较高;径流含沙量和侵蚀速率均与降雨强度呈幂函数相关,但相关系数不高;径流量与降雨强度呈很好的线性相关;产沙量与径流量呈幂函数相关,且相关系数较高。 相似文献