坡沟系统侵蚀产沙及其与径流水力学参数的时空响应关系研究
发布时间：2021-08-20 11:33
黄土高原是我国乃至世界上水土流失最严重、生态环境最脆弱的地区,水土流失不但造成当地生态环境恶化和农业生产力下降,还会因为侵蚀的大量泥沙淤积而堵塞下游河道,严重影响黄河安澜和生态安全。坡沟系统介于坡面尺度和流域尺度之间,是黄土高原重要的流域组成单元,是小流域侵蚀产沙的主要源地,又是控制水土流失、恢复与重建生态环境的基本治理单元,因此对坡沟系统侵蚀产沙规律的探究,历来是黄土高原环境整治中理论性与实践性很强的重要科学命题。本试验利用水利部黄土高原水土流失过程与控制重点实验室的黄土高原人工模拟降雨大厅和现有的坡沟系统概化模型设施,利用45mm/h、85mm/h、120mm/h等三种雨强进行坡沟系统侵蚀产沙试验,对试验过程中侵蚀沟的沟宽沟深、坡面径流流速、侵蚀产流产沙速率等数据进行测定、处理和分析,探讨了坡沟系统侵蚀产沙时空分布规律及其与侵蚀过程中径流水力学参数的时空响应关系。根据本试验研究,得出以下主要结果:（1）以往对坡沟系统的研究很少从空间和时间尺度上分析水力学参数的表现特征,更缺少其与侵蚀产沙空间分布的相关性分析,不足以揭示坡沟系统产沙的时空变异的真正原因,本研究在试验内容上具有创新性。...
【文章来源】：华北水利水电大学河南省
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
黄土丘陵沟壑区横剖面示意图
唐克丽[59](1991)等在总结归纳前人研究成果的基础上结合“七五”工作实践，系统地论述了黄土高原地区土壤侵蚀的区域特征。刘秉正，吴发启[60](1993)从沟坡系统的结构、侵蚀发育特征以及主要影响因素等方面研究了黄土塬区坡沟系统侵蚀发展情况，阐明了沟间地与沟坡侵蚀发育的异同。陈浩[61](1999)分析了黄河中游地区典型小流域坡沟侵蚀关系与产沙机理，并给出了黄土丘陵沟壑区和黄土高原沟壑区横剖面示意图(图 2 和图 3)。刘阳[62](2004)等从侵蚀形态的垂直分带性规律入手，用连续变化坐标系的方法解决坡沟系统坡度不断变化的问题，对不同地貌、不同降雨强度下坡沟侵蚀产沙关系的模拟和预测具有重要意义。王文龙[63](2007)等利用多坡段组合模型和室内人工模拟降雨系统，对坡沟系统中片蚀、细沟侵蚀、浅沟侵蚀、切沟侵蚀等不同侵蚀方式的水力、泥沙参数变化及其相互间的关系进行了分析，为揭示坡沟系统土壤侵蚀规律和产沙预报提供了重要的参考意义。丁文峰等[64](2008)采用自己设计的坡沟系统概化模型，根据黄土高原侵蚀垂直分带特性，对坡面不同特征来水（来水量、来水含沙量、来水动能）对沟坡侵蚀产沙的影响进行了研究，建立了坡沟系统侵蚀产沙过程的数学模型。不难看出，以上研究在坡沟系统侵蚀方式和形态的垂直分带方面取得了一定的研究成果，而且大多数研究都能明确给出坡沟系统的侵蚀分带。
图 1-3 技术路线图Fig.1-3 Technology Road Map4 试验方案4.1 坡沟系统概化模型根据与黄河水利科学研究院基本业务费专项项目“坡沟系统侵蚀形态—能量—水沙响应研究”（HKY-JBYW-2014-08）联合攻关的总体研究方案要求，试验在水利部黄土高原失过程与控制重点实验室的水土流失试验厅进行，实验室现有的坡沟系统模型为可变坡移钢制土槽（图 1-4），土槽体总长 10m，其中坡面和沟坡槽体长均为 5m，总宽 3.5m，槽，中间分割成 2 个 1m 宽的坡沟系统模型。
【参考文献】：
期刊论文
[1]国外土壤侵蚀模型发展研究[J]. 文江苏,何小武. 宁夏农林科技. 2012(04)
[2]上方来水来沙对浅沟侵蚀产沙及水动力参数的影响[J]. 车小力,王文龙,郭军权,韩芳芳. 中国水土保持科学. 2011(03)
[3]坡面径流剪切力分布及其与土壤剥蚀率关系的试验研究[J]. 杨春霞,姚文艺,肖培青,王玲玲,申震洲. 中国水土保持科学. 2010(06)
[4]强降雨条件下坡面流的水动力学特性研究[J]. 赵小娥,魏琳,曹叔尤,雷孝章,王协康. 水土保持学报. 2009(06)
[5]黄土高原坡沟系统径流水动力学特性试验[J]. 魏霞,李勋贵,李占斌,沈冰. 农业工程学报. 2009(10)
[6]坡沟系统坡面径流流态及水力学参数特征研究[J]. 肖培青,郑粉莉,姚文艺. 水科学进展. 2009(02)
[7]陡坡面发育的细沟水动力学特性室内试验研究[J]. 李占斌,秦百顺,亢伟,李鹏,李雯,魏霞. 农业工程学报. 2008(06)
[8]黄土丘陵区小流域淤地坝记录的泥沙沉积过程研究[J]. 李勉,杨剑锋,侯建才,沈中原. 农业工程学报. 2008(02)
[9]坡沟侵蚀产沙关系的模拟试验研究[J]. 丁文峰,李勉,姚文艺,张平仓. 土壤学报. 2008(01)
[10]坡沟系统侵蚀产沙及其耦合关系研究[J]. 肖培青,郑粉莉,姚文艺. 泥沙研究. 2007(02)
本文编号：3353426
【文章来源】：华北水利水电大学河南省
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
黄土丘陵沟壑区横剖面示意图
唐克丽[59](1991)等在总结归纳前人研究成果的基础上结合“七五”工作实践，系统地论述了黄土高原地区土壤侵蚀的区域特征。刘秉正，吴发启[60](1993)从沟坡系统的结构、侵蚀发育特征以及主要影响因素等方面研究了黄土塬区坡沟系统侵蚀发展情况，阐明了沟间地与沟坡侵蚀发育的异同。陈浩[61](1999)分析了黄河中游地区典型小流域坡沟侵蚀关系与产沙机理，并给出了黄土丘陵沟壑区和黄土高原沟壑区横剖面示意图(图 2 和图 3)。刘阳[62](2004)等从侵蚀形态的垂直分带性规律入手，用连续变化坐标系的方法解决坡沟系统坡度不断变化的问题，对不同地貌、不同降雨强度下坡沟侵蚀产沙关系的模拟和预测具有重要意义。王文龙[63](2007)等利用多坡段组合模型和室内人工模拟降雨系统，对坡沟系统中片蚀、细沟侵蚀、浅沟侵蚀、切沟侵蚀等不同侵蚀方式的水力、泥沙参数变化及其相互间的关系进行了分析，为揭示坡沟系统土壤侵蚀规律和产沙预报提供了重要的参考意义。丁文峰等[64](2008)采用自己设计的坡沟系统概化模型，根据黄土高原侵蚀垂直分带特性，对坡面不同特征来水（来水量、来水含沙量、来水动能）对沟坡侵蚀产沙的影响进行了研究，建立了坡沟系统侵蚀产沙过程的数学模型。不难看出，以上研究在坡沟系统侵蚀方式和形态的垂直分带方面取得了一定的研究成果，而且大多数研究都能明确给出坡沟系统的侵蚀分带。
图 1-3 技术路线图Fig.1-3 Technology Road Map4 试验方案4.1 坡沟系统概化模型根据与黄河水利科学研究院基本业务费专项项目“坡沟系统侵蚀形态—能量—水沙响应研究”（HKY-JBYW-2014-08）联合攻关的总体研究方案要求，试验在水利部黄土高原失过程与控制重点实验室的水土流失试验厅进行，实验室现有的坡沟系统模型为可变坡移钢制土槽（图 1-4），土槽体总长 10m，其中坡面和沟坡槽体长均为 5m，总宽 3.5m，槽，中间分割成 2 个 1m 宽的坡沟系统模型。
【参考文献】：
期刊论文
[1]国外土壤侵蚀模型发展研究[J]. 文江苏,何小武. 宁夏农林科技. 2012(04)
[2]上方来水来沙对浅沟侵蚀产沙及水动力参数的影响[J]. 车小力,王文龙,郭军权,韩芳芳. 中国水土保持科学. 2011(03)
[3]坡面径流剪切力分布及其与土壤剥蚀率关系的试验研究[J]. 杨春霞,姚文艺,肖培青,王玲玲,申震洲. 中国水土保持科学. 2010(06)
[4]强降雨条件下坡面流的水动力学特性研究[J]. 赵小娥,魏琳,曹叔尤,雷孝章,王协康. 水土保持学报. 2009(06)
[5]黄土高原坡沟系统径流水动力学特性试验[J]. 魏霞,李勋贵,李占斌,沈冰. 农业工程学报. 2009(10)
[6]坡沟系统坡面径流流态及水力学参数特征研究[J]. 肖培青,郑粉莉,姚文艺. 水科学进展. 2009(02)
[7]陡坡面发育的细沟水动力学特性室内试验研究[J]. 李占斌,秦百顺,亢伟,李鹏,李雯,魏霞. 农业工程学报. 2008(06)
[8]黄土丘陵区小流域淤地坝记录的泥沙沉积过程研究[J]. 李勉,杨剑锋,侯建才,沈中原. 农业工程学报. 2008(02)
[9]坡沟侵蚀产沙关系的模拟试验研究[J]. 丁文峰,李勉,姚文艺,张平仓. 土壤学报. 2008(01)
[10]坡沟系统侵蚀产沙及其耦合关系研究[J]. 肖培青,郑粉莉,姚文艺. 泥沙研究. 2007(02)
本文编号：3353426
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