黄土丘陵沟壑区沟道土地整治次生灾害防控工程技术初步研究
发布时间：2021-11-25 12:08
黄土丘陵沟壑区自2010年实施沟道土地整治工程以来,目前整治土地约50万亩,潜在整治土地面积巨大。沟道土地整治工程主要通过利用废旧淤地坝或者兴建挡土墙以形成拦土控制工程,再通过切削沟道两岸边坡回填沟道,迅速形成高质量耕地,缓解土地资源紧张,以保障“退耕还林（草）”成果、“土地安全”与“粮食安全”。这种土地整治方式形成的混合土壤土地,往往阻断了原始沟道流路,造成沟道新造地土壤蓄水量明显上升,从而导致新造地出现不均匀沉降,次生盐碱化,坝体管涌等次生灾害。本研究针对此类灾害现象,以新造地土壤不同情况下的入渗特性为切入点,结合暴雨设计标准和相关规范,研究了混合土壤的入渗特性,设计一种利用碎石与盲沟相结合的适用于新造地的排水方式,并通过后期原型监测验证其有效性,获得如下主要结论:（1）新造地土壤基本特征:黄土丘陵沟壑区新造地混合土壤由马兰黄土、黄绵土、黑垆土和古土壤组成,占比约为2:5:2:1。在新造地0～350 cm的土深范围内,土壤机械组成大致相同,粘粒含量在14.8%～21.64%之间,粉粒含量在18.98%～24.61之间,砂粒含量在54.87%～66.26%。新造地土壤最大入渗速率约为...
【文章来源】：西北农林科技大学陕西省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
研究区地理位置图
西北农林科技大学硕士学位论文7工程设计，并通过后期原型监测来验证设计效益。研究内容主要包括以下三点：2.2.1沟道土地整治新造地入渗特性研究在实验室利用高150cm，内径20cm的有机塑料土柱对研究区土壤的入渗特性进行研究，利用马氏瓶控制入渗流量和恒定入渗水头。探明新造地混合土壤不同于其它立地类型的入渗特性。通过改变土柱装填厚度，探索新造地至原始沟道不同厚度填土的入渗规律；通过改变土柱上表层土壤容重来模拟新造地表层土壤被扰动后的入渗规律。测量指标包括湿润锋运移情况、最大入渗速率、稳定入渗速率、出渗流量、出渗时间、土壤含水率、土壤电导率等。统计并分析各指标变化规律，后期利用几种土壤入渗经验模型对试验结果进行拟合分析，并选取最优模型。2.2.2沟道土地整治新造地的排水设计研究主要依据研究区新造地混合土壤室内入渗试验结果、小流域暴雨设计标准、相关设计规范、研究区的地形特征等，设计了一种利用碎石盲沟相结合的地下排水方式来提升沟道新造地的风险响应能力。设计内容包括碎石、土工布的用料选材，盲沟的结构设计，盲沟的坡降设计，盲沟稳定性分析，盲沟断面设计，水窖设计等。2.2.3基于新造地排水设计的后期监测研究依据设计内容，完成设计图纸，并根据设计内容按要求在研究区完成地下排水设计的图.2-2试验用土选取区域及取样点图Fig2-2SoilSelectionAreaandSamplingPointMapforTest
西北农林科技大学硕士学位论文9图2-3新造地土壤颗粒级配曲线图Fig2-3GrainGradingCurveofNewlyDevelopedSoil2.3.2土柱试验装置室内试验在水利部水土保持生态工程技术研究中心一楼的116实验室内进行。试验系统由供水系统、试验土柱和接渗系统三部分组成（见下图）。供水系统由马氏瓶和导水软管组成，马氏瓶高45cm，内径15cm，可以保证入渗阶段维持恒定的压力，即控制相同的入渗水头。试验土柱容器为有机塑料材质，土柱高150cm，内径长20cm，在土柱表面每间隔5cm有一直径约2cm的圆孔可用于取土监测。土柱底端为透水板层，由多孔介质组成。接渗系统由30×30cm的集水滤纸，支架台和500ml烧杯组成，用于后期记录土柱出渗时间及流量。
【参考文献】：
期刊论文
[1]黄土高寒区典型植被类型土壤入渗特征及其影响因素[J]. 李平,王冬梅,丁聪,刘若莎,张鹏,张琳琳. 生态学报. 2020(05)
[2]基于四端法和时域反射法的土壤电导率测量研究[J]. 魏鸿怡,孟繁佳. 农业机械学报. 2019(S1)
[3]淤地坝柔性溢洪道泄流模型试验研究[J]. 于沭,陈祖煜,杨小川,苏安双,李炎隆,周嘉伟. 水利学报. 2019(05)
[4]黄土丘陵沟壑区沟道土地整治对乡村人地系统的影响[J]. 李裕瑞,李怡,范朋灿,刘彦随. 农业工程学报. 2019(05)
[5]考虑蒸发锋面的包气带一维液相运动方程解析解[J]. 刘梦茹,程大伟,卢玉东. 水资源与水工程学报. 2019(01)
[6]钙质土电导率和渗透性的相关研究[J]. 朱长歧,崔翔,胡明鉴,王新志,唐健健. 岩土力学. 2018(S2)
[7]斜孔虹吸排水管内泥沙起动流速方程的推导及应用[J]. 吴显,汪磊,孙红月. 自然灾害学报. 2018(05)
[8]沿海土地整治区地下排水模式设计研究[J]. 徐彬冰,虞红兵,李丽,赖明华. 灌溉排水学报. 2018(S1)
[9]碎石盲沟在中条山隧道中的应用[J]. 孙鹏旭. 公路交通科技(应用技术版). 2018(03)
[10]土壤容重对红壤水分垂直入渗特性的影响[J]. 曾健,费良军,裴青宝. 排灌机械工程学报. 2017(12)
博士论文
[1]黄土高原退耕还林的土壤水分效应研究[D]. 张晨成.中国科学院教育部水土保持与生态环境研究中心 2017
[2]山西某矿山高边坡马兰黄土非饱和特性及稳定性研究[D]. 江成鑫.中国地质大学 2016
[3]黄土沟壑区路基防排水技术研究[D]. 刘丽萍.长安大学 2006
硕士论文
[1]黄土高原山地新城给水排水工程管线规划及研究[D]. 吴雄.西安建筑科技大学 2017
[2]典型沟道土地整治工程对降水转化影响的模拟试验研究[D]. 孙彭成.西北农林科技大学 2017
[3]PP织物袋在陕北淤地坝渗透破坏治理中的试验研究[D]. 麻乐乐.西北农林科技大学 2017
[4]基于土水势理论的压实黄土水分迁移规律研究[D]. 叶正武.西安建筑科技大学 2017
[5]黄土丘陵沟壑区沟道土地整治小流域控制工程设计标准研究[D]. 娄现勇.西北农林科技大学 2016
[6]土地整治控制性工程下游农田安全指标研究[D]. 刘丽.西北农林科技大学 2016
[7]不同粒径均值碎石的渗透特性研究[D]. 李鑫.太原理工大学 2016
[8]土壤入渗特性的空间变异性及与土壤物理特性的相关性研究[D]. 武世亮.西北农林科技大学 2014
[9]黄土坡耕地土壤入渗规律研究[D]. 赵西宁.西北农林科技大学 2002
本文编号：3518110
【文章来源】：西北农林科技大学陕西省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
研究区地理位置图
西北农林科技大学硕士学位论文7工程设计，并通过后期原型监测来验证设计效益。研究内容主要包括以下三点：2.2.1沟道土地整治新造地入渗特性研究在实验室利用高150cm，内径20cm的有机塑料土柱对研究区土壤的入渗特性进行研究，利用马氏瓶控制入渗流量和恒定入渗水头。探明新造地混合土壤不同于其它立地类型的入渗特性。通过改变土柱装填厚度，探索新造地至原始沟道不同厚度填土的入渗规律；通过改变土柱上表层土壤容重来模拟新造地表层土壤被扰动后的入渗规律。测量指标包括湿润锋运移情况、最大入渗速率、稳定入渗速率、出渗流量、出渗时间、土壤含水率、土壤电导率等。统计并分析各指标变化规律，后期利用几种土壤入渗经验模型对试验结果进行拟合分析，并选取最优模型。2.2.2沟道土地整治新造地的排水设计研究主要依据研究区新造地混合土壤室内入渗试验结果、小流域暴雨设计标准、相关设计规范、研究区的地形特征等，设计了一种利用碎石盲沟相结合的地下排水方式来提升沟道新造地的风险响应能力。设计内容包括碎石、土工布的用料选材，盲沟的结构设计，盲沟的坡降设计，盲沟稳定性分析，盲沟断面设计，水窖设计等。2.2.3基于新造地排水设计的后期监测研究依据设计内容，完成设计图纸，并根据设计内容按要求在研究区完成地下排水设计的图.2-2试验用土选取区域及取样点图Fig2-2SoilSelectionAreaandSamplingPointMapforTest
西北农林科技大学硕士学位论文9图2-3新造地土壤颗粒级配曲线图Fig2-3GrainGradingCurveofNewlyDevelopedSoil2.3.2土柱试验装置室内试验在水利部水土保持生态工程技术研究中心一楼的116实验室内进行。试验系统由供水系统、试验土柱和接渗系统三部分组成（见下图）。供水系统由马氏瓶和导水软管组成，马氏瓶高45cm，内径15cm，可以保证入渗阶段维持恒定的压力，即控制相同的入渗水头。试验土柱容器为有机塑料材质，土柱高150cm，内径长20cm，在土柱表面每间隔5cm有一直径约2cm的圆孔可用于取土监测。土柱底端为透水板层，由多孔介质组成。接渗系统由30×30cm的集水滤纸，支架台和500ml烧杯组成，用于后期记录土柱出渗时间及流量。
【参考文献】：
期刊论文
[1]黄土高寒区典型植被类型土壤入渗特征及其影响因素[J]. 李平,王冬梅,丁聪,刘若莎,张鹏,张琳琳. 生态学报. 2020(05)
[2]基于四端法和时域反射法的土壤电导率测量研究[J]. 魏鸿怡,孟繁佳. 农业机械学报. 2019(S1)
[3]淤地坝柔性溢洪道泄流模型试验研究[J]. 于沭,陈祖煜,杨小川,苏安双,李炎隆,周嘉伟. 水利学报. 2019(05)
[4]黄土丘陵沟壑区沟道土地整治对乡村人地系统的影响[J]. 李裕瑞,李怡,范朋灿,刘彦随. 农业工程学报. 2019(05)
[5]考虑蒸发锋面的包气带一维液相运动方程解析解[J]. 刘梦茹,程大伟,卢玉东. 水资源与水工程学报. 2019(01)
[6]钙质土电导率和渗透性的相关研究[J]. 朱长歧,崔翔,胡明鉴,王新志,唐健健. 岩土力学. 2018(S2)
[7]斜孔虹吸排水管内泥沙起动流速方程的推导及应用[J]. 吴显,汪磊,孙红月. 自然灾害学报. 2018(05)
[8]沿海土地整治区地下排水模式设计研究[J]. 徐彬冰,虞红兵,李丽,赖明华. 灌溉排水学报. 2018(S1)
[9]碎石盲沟在中条山隧道中的应用[J]. 孙鹏旭. 公路交通科技(应用技术版). 2018(03)
[10]土壤容重对红壤水分垂直入渗特性的影响[J]. 曾健,费良军,裴青宝. 排灌机械工程学报. 2017(12)
博士论文
[1]黄土高原退耕还林的土壤水分效应研究[D]. 张晨成.中国科学院教育部水土保持与生态环境研究中心 2017
[2]山西某矿山高边坡马兰黄土非饱和特性及稳定性研究[D]. 江成鑫.中国地质大学 2016
[3]黄土沟壑区路基防排水技术研究[D]. 刘丽萍.长安大学 2006
硕士论文
[1]黄土高原山地新城给水排水工程管线规划及研究[D]. 吴雄.西安建筑科技大学 2017
[2]典型沟道土地整治工程对降水转化影响的模拟试验研究[D]. 孙彭成.西北农林科技大学 2017
[3]PP织物袋在陕北淤地坝渗透破坏治理中的试验研究[D]. 麻乐乐.西北农林科技大学 2017
[4]基于土水势理论的压实黄土水分迁移规律研究[D]. 叶正武.西安建筑科技大学 2017
[5]黄土丘陵沟壑区沟道土地整治小流域控制工程设计标准研究[D]. 娄现勇.西北农林科技大学 2016
[6]土地整治控制性工程下游农田安全指标研究[D]. 刘丽.西北农林科技大学 2016
[7]不同粒径均值碎石的渗透特性研究[D]. 李鑫.太原理工大学 2016
[8]土壤入渗特性的空间变异性及与土壤物理特性的相关性研究[D]. 武世亮.西北农林科技大学 2014
[9]黄土坡耕地土壤入渗规律研究[D]. 赵西宁.西北农林科技大学 2002
本文编号：3518110
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