不同形态工程堆积体产流产沙对比研究
发布时间：2021-08-30 08:01
通过室内模拟降雨试验,研究了二维平面和三维锥状两种堆积体坡面在不同砾石含量条件下的产流产沙特征。结果表明:（1）坡面流速和单位面积径流率随产流时间呈"快速增大—缓慢增大—稳定波动"的变化过程;（2）平均流速和单位面积平均径流率随砾石含量的增加而减小;砾石含量相同时,二维平面坡面的流速和径流率大于三维锥状坡面;（3）二维平面坡面剥蚀率随产流时间呈"稳定—减小—稳定波动"的变化过程;三维锥状坡面剥蚀率呈"增大—稳定波动"的变化过程;（4）单位面积侵蚀量随砾石含量的增加先增大后减小;砾石含量相同时,二维平面坡面的侵蚀量大于三维锥状坡面。
【文章来源】：水土保持学报. 2020,34(03)北大核心CSCD
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
二维平面堆积体坡面(a)和三维锥状堆积体坡面(b)
试验条件下,2种形态坡面流速随产流时间呈先快速增大后缓慢增加至稳定波动的变化(图2)。二维平面坡面流速在产流后0～9 min内快速增大,之后缓慢波动增加,在产流30～48 min后趋于稳定,流速在0.052～0.123 m/s范围变化,变异系数为0.122～0.168;对于三维锥状坡面,纯土体坡面流速随产流时间持续增大,各含砾石坡面流速在产流15～21 min后逐渐趋于稳定波动,流速在0.044～0.091 m/s范围变化,变异系数为0.070～0.133。同一砾石含量条件下,二维平面坡面流速较大,是三维锥状坡面的1.35～1.48倍;在同一坡面形态下,各砾石含量(0～40%)坡面平均流速分别为0.079～0.107,0.068～0.096,0.064～0.093,0.063～0.090,0.057～0.085 m/s,坡面流速随砾石含量的增加呈减小趋势,含砾石坡面流速是纯土体坡面的0.73～0.90倍。相关性分析表明,堆积体形态与坡面流速之间显著相关,对其的影响大于砾石含量的影响。2.1.2 单位面积径流率的变化
各处理条件下坡面剥蚀率随产流时间的变化过程见图4。二维平面坡面剥蚀率在产流开始后3～6 min内保持稳定,之后开始减小,在产流27～42 min后稳定波动,剥蚀率随产流时间呈“稳定—减小—稳定波动”的变化过程,剥蚀率开始减小和达到稳定的时间随砾石含量的增加而提前,且随着砾石含量的增加坡面剥蚀率先增大后减小,在30%处存在阈值;三维锥状坡面剥蚀率在产流开始后12～30 min内增大,之后趋于稳定波动,剥蚀率随产流时间呈“增大—稳定波动”的变化趋势,剥蚀率随砾石含量的增加先增大后减小,在20%处存在阈值。当砾石含量相同时,二维平面坡面的平均剥蚀率大于三维锥状坡面,是其1.21～2.30倍。图4 坡面剥蚀率随产流时间的变化
【参考文献】：
期刊论文
[1]砾石对红壤工程堆积体边坡径流产沙的影响[J]. 陈卓鑫,王文龙,康宏亮,郭明明,杨波,王文鑫,赵满. 生态学报. 2019(17)
[2]连续降雨下不同砾石含量工程堆积体土壤侵蚀[J]. 吕佼容,张文博,胡锦昇,骆汉,谢永生. 水科学进展. 2019(02)
[3]土石混合堆积体坡面土壤侵蚀研究进展[J]. 高儒学,戴全厚,甘艺贤,彭旭东,祝怀春,林桎桓. 水土保持学报. 2018(06)
[4]坡沟系统水动力因子的坡长效应研究[J]. 张洋,李占斌,王飞,杨峰. 水土保持学报. 2018(02)
[5]含砾石锥状工程堆积体坡面径流侵蚀特征[J]. 戎玉博,白玉洁,王森,谢永生,骆汉. 水土保持学报. 2018(01)
[6]不同长度小麦秸秆覆盖下黄土耕地坡面流水动力学特性[J]. 李朝栋,李占斌,马建业,马波. 农业工程学报. 2017(04)
[7]雨强对工程堆积体侵蚀规律和细沟发育的影响[J]. 戎玉博,骆汉,谢永生,王爱娟. 泥沙研究. 2016(06)
[8]放水冲刷条件下工程堆积体边坡径流侵蚀水动力学特性[J]. 丁文斌,史东梅,何文健,蒋光毅,蒋平,李叶鑫. 农业工程学报. 2016(18)
[9]陕北风沙区含砾石工程堆积体坡面产流产沙试验[J]. 康宏亮,王文龙,薛智德,郭明明,李建明,白芸,邓利强,李艳富. 水科学进展. 2016(02)
[10]工程措施条件下堆积体坡面土壤侵蚀水动力学特性[J]. 牛耀彬,高照良,刘子壮,张少佳. 中国水土保持科学. 2015(06)
本文编号：3372400
【文章来源】：水土保持学报. 2020,34(03)北大核心CSCD
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
二维平面堆积体坡面(a)和三维锥状堆积体坡面(b)
试验条件下,2种形态坡面流速随产流时间呈先快速增大后缓慢增加至稳定波动的变化(图2)。二维平面坡面流速在产流后0～9 min内快速增大,之后缓慢波动增加,在产流30～48 min后趋于稳定,流速在0.052～0.123 m/s范围变化,变异系数为0.122～0.168;对于三维锥状坡面,纯土体坡面流速随产流时间持续增大,各含砾石坡面流速在产流15～21 min后逐渐趋于稳定波动,流速在0.044～0.091 m/s范围变化,变异系数为0.070～0.133。同一砾石含量条件下,二维平面坡面流速较大,是三维锥状坡面的1.35～1.48倍;在同一坡面形态下,各砾石含量(0～40%)坡面平均流速分别为0.079～0.107,0.068～0.096,0.064～0.093,0.063～0.090,0.057～0.085 m/s,坡面流速随砾石含量的增加呈减小趋势,含砾石坡面流速是纯土体坡面的0.73～0.90倍。相关性分析表明,堆积体形态与坡面流速之间显著相关,对其的影响大于砾石含量的影响。2.1.2 单位面积径流率的变化
各处理条件下坡面剥蚀率随产流时间的变化过程见图4。二维平面坡面剥蚀率在产流开始后3～6 min内保持稳定,之后开始减小,在产流27～42 min后稳定波动,剥蚀率随产流时间呈“稳定—减小—稳定波动”的变化过程,剥蚀率开始减小和达到稳定的时间随砾石含量的增加而提前,且随着砾石含量的增加坡面剥蚀率先增大后减小,在30%处存在阈值;三维锥状坡面剥蚀率在产流开始后12～30 min内增大,之后趋于稳定波动,剥蚀率随产流时间呈“增大—稳定波动”的变化趋势,剥蚀率随砾石含量的增加先增大后减小,在20%处存在阈值。当砾石含量相同时,二维平面坡面的平均剥蚀率大于三维锥状坡面,是其1.21～2.30倍。图4 坡面剥蚀率随产流时间的变化
【参考文献】：
期刊论文
[1]砾石对红壤工程堆积体边坡径流产沙的影响[J]. 陈卓鑫,王文龙,康宏亮,郭明明,杨波,王文鑫,赵满. 生态学报. 2019(17)
[2]连续降雨下不同砾石含量工程堆积体土壤侵蚀[J]. 吕佼容,张文博,胡锦昇,骆汉,谢永生. 水科学进展. 2019(02)
[3]土石混合堆积体坡面土壤侵蚀研究进展[J]. 高儒学,戴全厚,甘艺贤,彭旭东,祝怀春,林桎桓. 水土保持学报. 2018(06)
[4]坡沟系统水动力因子的坡长效应研究[J]. 张洋,李占斌,王飞,杨峰. 水土保持学报. 2018(02)
[5]含砾石锥状工程堆积体坡面径流侵蚀特征[J]. 戎玉博,白玉洁,王森,谢永生,骆汉. 水土保持学报. 2018(01)
[6]不同长度小麦秸秆覆盖下黄土耕地坡面流水动力学特性[J]. 李朝栋,李占斌,马建业,马波. 农业工程学报. 2017(04)
[7]雨强对工程堆积体侵蚀规律和细沟发育的影响[J]. 戎玉博,骆汉,谢永生,王爱娟. 泥沙研究. 2016(06)
[8]放水冲刷条件下工程堆积体边坡径流侵蚀水动力学特性[J]. 丁文斌,史东梅,何文健,蒋光毅,蒋平,李叶鑫. 农业工程学报. 2016(18)
[9]陕北风沙区含砾石工程堆积体坡面产流产沙试验[J]. 康宏亮,王文龙,薛智德,郭明明,李建明,白芸,邓利强,李艳富. 水科学进展. 2016(02)
[10]工程措施条件下堆积体坡面土壤侵蚀水动力学特性[J]. 牛耀彬,高照良,刘子壮,张少佳. 中国水土保持科学. 2015(06)
本文编号：3372400
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