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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
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神府东胜煤田扰动与原生地面产流产沙规律对比研究 总被引：1，自引：1，他引：0
采用野外人工模拟降雨试验方法,对神府东胜煤田开发建设中原生和扰动地面的产流、产沙规律进行了研究。结果表明,扰动地面径流起始时间是原生地面的1.8~11.7倍,径流率比原生地面小5%~54.4%;初始径流含沙量是原生地面的1.1~5.8倍,径流含沙量是原生地面的1.2~6.3倍,产沙量是原生地面的2~12.7倍。由于扰动地面质地疏松,孔隙度大,入渗率大,与原生地面相比,一般在强降水条件下才产流并发生侵蚀。扰动地面临界抗剪力较小,侵蚀一旦发生,在相同降水条件下,更易发生侵蚀,且其侵蚀强度更大。通过回归分析,得出两种下垫面产沙量与水流剪切力呈线性相关。 相似文献
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神府东胜煤田是世界7大煤田之一,在开发建设过程中造成了严重的水土流失,其中非硬化路面水土流失是其重要的组成部分.采用野外模拟降雨试验,研究非硬化路面的侵蚀产流、产沙规律以及二者之间的关系.结果表明:非硬化路面的径流含沙量过程曲线包括平缓型、多峰型、单峰型3种类型,侵蚀速率随时间变化过程可分为快速增长阶段、波动起伏阶段以及稳定阶段;非硬化路面的产流时间随降雨强度的增大呈幂函数减小,随坡度的增大呈先增大后减小的抛物线趋势;径流率随降雨强度的增大而增大,拟合关系式为r=2.5961 -0.431;产沙量与径流量之间呈幂函数关系,其关系式为M,=0.223 9W1.9462.研究结果可为矿区水土流失预测和治理提供依据. 相似文献
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神府东胜煤田不同下垫面侵蚀特征野外试验 总被引：1，自引：0，他引：1
通过野外放水冲刷试验,对神府东胜煤田不同下垫面（原始地面、扰动地面、非硬化路面、弃土坡面、沙少石多弃渣坡面和沙多石少弃渣坡面）上的侵蚀特征进行分析。结果表明：1）在不同下垫面上,侵蚀量与径流量及径流剪切力都呈正相关关系,原始地面、扰动地面和非硬化路面侵蚀量与径流量呈较好的幂函数相关,弃土坡面和沙多石少弃渣坡面侵蚀量与径流量呈线性相关,沙少石多弃渣坡面侵蚀量与径流量呈指数函数相关;原始地面、扰动地面、非硬化路面、弃土坡面和沙多石少弃渣坡面侵蚀量与径流剪切力呈较好的对数函数相关,沙少石多弃渣坡面侵蚀量与径流剪切力呈较好的线性关系;2）与原始地面对照,弃土弃渣坡面更易遭受侵蚀,其中弃土坡面的平均侵蚀量最大,为22.68 kg,是原始地面侵蚀量的45.27倍,其次为沙多石少弃渣坡面和沙少石多弃渣坡面,侵蚀量分别为原始地面的19.61和10.61倍,扰动地面、非硬化路面侵蚀量为原始地面侵蚀量的4.35和4.41倍。 相似文献
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开发建设中扰动地面新增水土流失研究 总被引：1，自引：0，他引：1
针对神府东胜煤田开采过程中所引发的严重新增水土流失问题,采用野外放水冲刷的试验研究方法,对神府东胜煤田扰动地面新增水土流失机理和流失量进行了初步研究。结果表明:在相同放水冲刷流量和坡度下,原始地面的平均土壤入渗率较扰动地面的增加30%;两种不同类型下垫面的径流量均随时间的增加而增加,冲刷的前6min,径流量均较小,且原始地面>扰动地面,在6min以后,径流量迅速增大,且原始地面<扰动地面,扰动地面的平均径流量较原始地面增加14%;原始地面的侵蚀产沙在整个放水冲刷过程中没有显著变化,基本维持在一个常数水平;扰动地面在放水冲刷0—15min的侵蚀产沙量较高,此后侵蚀产沙随冲刷历时的延长而下降并最终趋于稳定;扰动地面的平均含沙量较原始地面增加96%,平均产沙量增加89%;新增土壤流失量随放水流量和坡度的增大而增大,10°时,新增土壤流失量最大;同一坡度条件下,放水流量越小,土壤流失量增加的百分比就越大,反之则越小。 相似文献
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煤矿开发建设活动破坏了原地表植被和土壤结构,形成的人为扰动地面水土流失剧烈。采用野外放水冲刷试验,研究神府东胜煤田原地面与扰动地面产流、产沙以及水动力学参数的变化规律。结果表明:扰动地面产流时间小于原地面,产流强度是原地面的12倍;扰动地面的初始含沙量是原地面的1030倍,产沙强度是原地面的1050倍;扰动地面的雷诺数和阻力系数均大于原地面,弗劳德数差异不显著;不同坡度、不同流量2种处理类型的产沙强度与产流强度呈指数函数关系,产沙强度和雷诺数呈幂函数关系,产流强度和雷诺数呈幂函数关系。研究结果对矿区扰动地面水土保持生态环境建设具有重要的参考意义。 相似文献
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模拟降雨条件下弃土堆置体侵蚀产沙试验研究 总被引：4，自引：1，他引：3
通过对生产建设项目弃土堆置体的野外调查及抽象概化,将抽象概化出的4类弃土堆置体作为研究对象,在室内模拟降雨条件下对不同弃土堆置类型的侵蚀产沙过程进行试验研究。结果表明:各类型弃土堆置体的入渗率、径流含沙量随降雨时间变化呈波动式减小,径流率随降雨时间变化呈波动式增大,侵蚀速率随降雨时间变化呈平缓型、多峰型2种变化趋势;产流时间与降雨强度呈负幂函数关系,平均入渗率、平均径流率、平均侵蚀速率与降雨强度呈线性关系,平均径流含沙量与降雨强度呈指数函数关系,总产沙量与总径流量呈线性关系。坡顶平台有车辆碾压的倾倒堆置在全部设计降雨强度条件下产流时间最短、平均入渗率均最低;当降雨强度从1.5mm/min提高到2.0mm/min时,总产沙量增大2.58倍,在降雨强度为2.0,2.5mm/min情况下,平均径流含沙量、平均侵蚀速率均明显大于其他堆置类型,且差异达到显著水平(P<0.05)。 相似文献
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神府东胜煤田原生地面放水冲刷试验研究 总被引：1，自引：2，他引：1
神府东胜煤田是我国重要的能源重化工基地，在开发建设过程中造成了严重的人为水土流失，为了分析计算神府煤田弃土弃渣、扰动地面及非硬化路面的新增水土流失量，以本区未经人为扰动的、撂荒的原生地面为自然侵蚀本底值的作用对象，采用野外放水冲刷实验的研究方法，对原生地面的侵蚀产沙规律进行了研究。结果表明：径流量、产沙量与放水流量，径流量、产沙量与坡度的关系均呈线性相关，即随着坡度与放水流量的增大，径流量和产沙量也在线性增加。径流量与产沙量之间呈幂函数关系变化，关系式为Ms=0.049W0.93。 相似文献
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《水土保持学报》2014,(5)
以工程堆积体中坡顶平台有车碾压形态为基本下垫面,在模拟不同降雨强度条件下对含有2种不同粒径的砾石类型堆积体的侵蚀产沙规律进行研究。结果表明:砾石类型的不同对工程堆积体坡面产流产沙的机制影响不大,即不同砾石类型的工程堆积体的径流率、侵蚀速率以及径流含沙量随降雨时间的延续表现出极其相似的规律;但是从量上来说,大石块堆积体的平均径流率以及平均产沙率均要比小石块堆积体的大(当降雨强度为2.5mm/min时,大石块堆积体的平均径流率是小石块的1.14倍;当降雨强度为1.0mm/min时,大石块堆积体的平均侵蚀速率是小石块的1.21倍);同时对大小石块堆积体总产沙量和总径流量进行分析发现其差值均与降雨强度呈明显的线性关系。 相似文献
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Slopes that have been disturbed through roadway, ski slope or other construction often produce more sediment than less disturbed sites. Reduction or elimination of sediment loading from such disturbed slopes to adjacent streams is critical in the Lake Tahoe basin. Here, use of a portable rainfall simulator (RS), described in the first paper of this series, is used to evaluate slope effects on erosion from bare volcanic and granitic soils (road cut and ski run sites) common in the basin in order to establish a basis upon which revegetation treatment comparisons can be made. Rainfall simulations (60 mm h−1, approximating a 100‐year, 15‐minute storm) at each site included multiple replications of bare soil plots as well as some adjacent ‘native’, or relatively undisturbed soils below trees where available. Field measurements of time to runoff, infiltration, runoff, sediment discharge rates, and average sediment concentration were obtained. Laboratory measurements of particle‐size distributions using sieve and laser counting methods indicated that the granitic soils had larger grain sizes than the volcanic soils and that road cut soils of either type also had larger grain sizes than their ski run counterparts. Particle‐size‐distribution‐based estimates of saturated hydraulic conductivity were 5–10 times greater than RS‐determined steady infiltration rates. RS‐measured infiltration rates were similar, ranging from 33–50 mm h−1 for disturbed volcanic soils and 33–60 mm h−1 for disturbed granitic soils. RS‐measured runoff rates and sediment yields from the bare soils were significantly correlated with plot slope with the exception of volcanic road cuts due to the narrow range of road cut slopes encountered. Sediment yields from bare granitic soils at slopes of 28 to 78 per cent ranged from ∼1 to 12 g m−2 mm−1, respectively, while from bare volcanic soils at slopes of 22 to 61 per cent they ranged from ∼3 to 31 g m−2 mm−1, respectively. Surface roughness did not correlate with runoff or erosion parameters, perhaps also as a result of a relatively narrow range of roughness values. The volcanic ski run soils and both types of road cut soils exhibited nearly an order of magnitude greater sediment yield than that from the corresponding native, relatively undisturbed, sites. Similarly, the granitic ski run soils produced nearly four‐times greater sediment concentration than the undisturbed areas. A possible goal of restoration/erosion control efforts could be recreation of ‘native’‐like soil conditions. Copyright © 2005 John Wiley & Sons, Ltd. 相似文献
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神府东胜煤田原生地面放水冲刷试验研究 总被引：4，自引：0，他引：4
神府东胜煤田是我国重要的能源重化工基地,在开发建设过程中造成了严重的人为水土流失,为了分析计算神府煤田弃土弃渣、扰动地面及非硬化路面的新增水土流失量,以本区未经人为扰动的、撂荒的原生地面为自然侵蚀本底值的作用对象,采用野外放水冲刷实验的研究方法,对原生地面的侵蚀产沙规律进行了研究.结果表明径流量、产沙量与放水流量,径流量、产沙量与坡度的关系均呈线性相关,即随着坡度与放水流量的增大,径流量和产沙量也在线性增加.径流量与产沙量之间呈幂函数关系变化,关系式为Ms=0.049W0.93. 相似文献
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碎石的存在改变了均质土壤的某些物理特性，降雨入渗和侵蚀产沙过程也因此受到影响，获取相关知识有助于模拟和预测土石混合介质中发生的水土过程。试验在模拟降雨条件下，对4种不同碎石含量(质量含量分别为0%，10%，20%和30%)的土壤入渗和产沙过程进行了室内研究。结果表明，碎石含量为10%时，土壤入渗率最大，当碎石含量超过10%时，入渗率反而降低；4种不同碎石含量的土壤侵蚀产沙高峰期均出现在降雨初期0～20 min，此后土壤侵蚀产沙相对稳定且在不同碎石含量的土壤间差别不大；降雨过程中，10%碎石含量的土壤侵蚀含沙率一直保持稳定较低水平，其他碎石含量的土壤侵蚀含沙率起初很高并在0～10 min内急剧下降，此后与10%碎石含量的土壤侵蚀含沙率接近。 相似文献
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Revegetation, or other erosion control treatments of disturbed soil slopes in forested areas and along highways of the Lake Tahoe basin are directed at reduction of sediment loading to waterways reaching the lake. However, following treatment, little vegetation monitoring, or hydrologic evaluation has been conducted either to determine if the various treatments are successful or to assess the duration of erosion control anticipated in the field. Here, we build upon results from use of the portable rainfall simulator (RS) described in the first two papers of this series to evaluate cover and revegetation treatment effects on runoff rates and sediment concentrations and yields from disturbed granitic and volcanic soils in the basin. The effects of slope on rainfall runoff, infiltration and erosion rates were determined at several revegetated road cut and ski run sites. Rainfall simulation (∼60 mm h−1, approximating a 100‐year, 15‐minute storm) had a mean drop size of ∼2·1 mm and approximately 70 per cent of ‘natural’ rainfall kinetic energy. Measurements of: time to runoff; infiltration; runoff amount; sediment yield; and average sediment concentration were obtained. Runoff sediment concentrations and yields from sparsely covered volcanic and bare granitic soils can be correlated to slope. Sediment concentrations and yields from nearly bare volcanic soils exceeded those from granitic soils by an order of magnitude across slopes ranging from 30–70 per cent. Revegetation, or application of pine‐needle mulch covers to both soil types dramatically decreased sediment concentrations and yields. Incorporation of woodchips or soil rehabilitation that includes tillage, use of amendments (biosol, compost) and mulch covers together with plant seeding resulted in little or no runoff or sediment yield from both soils. Repeated measurements of sediment concentrations and yields in the subsequent two years following woodchip or soil rehabilitation treatments continued to result in little or no runoff. Revegetation treatments involving only use of grasses to cover the soils were largely ineffective due to sparse sustainable coverage (< 35 per cent) and inadequate infiltration rates. Copyright © 2005 John Wiley & Sons, Ltd. 相似文献
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两种工程堆积体边坡模拟径流侵蚀对比研究 总被引：4，自引：1，他引：3
基于对重庆市城镇建设中工程堆积体野外调查结果,选择广泛存在的紫色土和黄沙壤工程堆积体为研究对象,采用野外实地放水冲刷试验,对比分析了不同土石比及坡度的工程堆积体边坡径流侵蚀过程。结果表明:(1)工程堆积体土壤入渗率随冲刷过程呈先快速减小、后逐渐稳定的变化趋势,且波动幅度大小随冲刷流量的不同出现差异,下垫面稳定入渗率均在0.4~1.7 mm min~(-1)之间。(2)不同下垫面堆积体产流率随冲刷时间均呈先增加后稳定的谷峰交织变化趋势且随放水流量增大而显著增强;在相同放水流量时,黄沙壤堆积体平均产流率最大可为紫色土堆积体的1.89倍。(3)不同下垫面堆积体径流含沙量随冲刷时间呈先增加后稳定的波动趋势;径流含沙量在不同流量条件下介于0.21~1278.49 g L~(-1);冲刷过程中坡面面蚀向沟蚀的转化对径流含沙量有显著影响,最大可增加13.73倍;堆积体坡面侵蚀过程存在突变期、活跃期和稳定期3个阶段,细沟发生的偶然性和随机性对产沙量波动贡献率最大。(4)工程堆积体在不同放水流量条件下侵蚀泥沙颗粒粒径分布差异性明显,紫色土堆积体最大侵蚀泥沙颗粒均大于黄沙壤堆积体。研究结果可为重庆市城镇建设工程堆积体新增水土流失量预测和植被生态恢复提供重要科学依据。 相似文献
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采用室内人工降丨射模拟试验,研究降雨强度为50 mm/h时不问坡度（5°、15°、25°)和不同土壤（土壤的可交换钠比例ESP值分别为2.4和25)对土壤人渗率和侵蚀缺的影响。结果表明：1)不问坡度和不同土壤的径流模数随降雨历时急剧增加,后于平稳,人渗率和侵蚀产沙量随降雨历时急剧减小,趋于某一稳定值;2) 土壤ESP值水平一定时,入渗率和累计人渗量都随着坡度的增大而增加,侵蚀产沙坩随笤坡度的增大先增加后减小,在15° -25°之间存在着侵蚀的临界坡度;3)坡度一定时,径流模数随着 ESP值的增加而增加,稳定人渗率和累计人渗量随卷ESP值的增加而减小;4) 土壤的ESP值水平对侵蚀产沙量的影响随坡度不同而不同,坡度为5°和15°时,同一坡度的侵蚀产沙量随ESP值的加大而减小,当坡度为25°时,核蚀产沙量随ESP值的加大而增大,说明坡度较大时,土壤ESP值的增大更容易引起土壤侵蚀。 相似文献