三种土壤质地工程堆积体坡面流速及产沙特征
发布时间：2022-01-09 18:18
生产建设项目工程堆积体由于土壤质地、砾石质量分数差异较大,导致侵蚀过程流速及产沙特性发生变化。通过人工模拟降雨试验,研究砂土、壤土及黏土3种土壤质地堆积体的流速与产沙特性。结果表明:①堆积体坡面流速在产流开始3 min内递增,随后趋于稳定;②小雨强时砂土堆积体侵蚀主要发生在产流的中后期,壤土堆积体发生在产流前期和中期,而黏土堆积体的侵蚀发生在整个降雨过程,21 min后的累计产沙量占次降雨总产沙量砂土、壤土和黏土堆积体分别为52.3%～95.6%、29.6%～44.9%和42.1%～50.0%;③产流历时、雨强与径流率、入渗率、流速、产沙率均呈显著相关性;④雨强增加1.5～2.0倍,3种土质堆积体侵蚀量增大1.2～39.8倍。相同雨强下砂土堆积体侵蚀量是壤土的6.0～6.3倍,是黏土的3.2～3.5倍;相同砾石质量分数下砂土堆积体侵蚀量分别是壤土和黏土的5.0～9.8倍和2.7～3.8倍。研究成果对于明确含砾石堆积体侵蚀过程机理具有重要意义,并为建立堆积体侵蚀预报模型奠定基础。
【文章来源】：长江科学院院报. 2019,36(12)北大核心CSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
3种土壤质地工程堆积体流速随产流历时的变化
随着降雨强度增大堆积体侵蚀过程的产沙波动性增强,但降雨过程的总体趋势保持一致。以降雨强度1.0 mm/min下的累积产沙量为例,分析不同土质及砾石质量分数下堆积体的侵蚀规律,见图2。砂土堆积体累积产沙量随产流历时持续递增,且幅度增大,表现为趋势线的斜率逐渐增大,且含砾石堆积体斜率递增幅度远大于纯土堆积体;而壤土堆积体及黏土堆积体的累积产沙量在产流初期快速递增,随后递增趋势减少,其转折点分别在产流后6 min和18 min,与快速入渗阶段和稳定入渗阶段分割点一致,说明径流是造成产沙的主要因素。
(3)雨强为2.0mm/min时,3种土壤质地堆积体侵蚀量均表现为砾石质量分数越大,侵蚀量越小。砂土、壤土和黏土纯土堆积体的侵蚀量分别是含砾石堆积体的1.3～2.8倍、1.8～6.8倍和1.1～1.9倍。随雨强增大,砾石对侵蚀量的影响更加显著。相同砾石质量分数下,雨强增加1.5～2.0倍,3种土壤质地堆积体侵蚀量随之增大1.2～39.8倍。3种雨强下,次降雨侵蚀量均表现为砂土>黏土>壤土。相同雨强下,砂土堆积体侵蚀量是壤土的6.0～6.3倍,是黏土的3.2～3.5倍;相同砾石质量分数下,砂土堆积体侵蚀量分别是壤土的5.0～9.8倍,是黏土的2.7～3.8倍。相关分析可知,砂土、壤土、黏土堆积体侵蚀量与雨强的相关性显著,相关系数分别为0.813,0.670和0.885,显著性P<0.05。相同雨强下,砂土、壤土、黏土堆积体侵蚀量与砾石质量分数的相关性显著,相关系数分别为0.978,0.979,0.953(P<0.05)。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Failure Mechanism and Stability Analysis of an Active Landslide in the Xiangjiaba Reservoir Area, Southwest China[J]. Javed Iqbal,Fuchu Dai,Min Hong,Xinbin Tu,Qizhi Xie. Journal of Earth Science. 2018(03)
[2]含砾石锥状工程堆积体侵蚀水动力学特性和细沟形态特征[J]. 戎玉博,王森,白玉洁,骆汉,谢永生,王爱娟. 水土保持学报. 2018(02)
[3]弃渣型泥石流输沙速率模型试验研究[J]. 朱兴华,庄建琦,李亚哲,张利勇. 长江科学院院报. 2017(09)
[4]斜坡降雨入渗的改进Mein-Larson模型[J]. 唐扬,殷坤龙,汪洋,陈丽霞,刘继芝娴. 地球科学. 2017(04)
[5]北方风沙区砾石对堆积体坡面径流及侵蚀特征的影响[J]. 康宏亮,王文龙,薛智德,郭明明,李建明,白芸,邓利强,李艳富,李垚林. 农业工程学报. 2016(03)
[6]不同土石比的工程堆积体边坡径流侵蚀过程[J]. 史东梅,蒋光毅,彭旭东,汪三树,李叶鑫,蒋平. 农业工程学报. 2015(17)
[7]工程开挖面水土流失特征试验研究[J]. 张冠华,程冬兵,张平仓,牛俊,张长伟. 长江科学院院报. 2015(03)
[8]工程开挖面特征及土壤流失量快速监测方法探讨[J]. 张平仓,周若,程冬兵,李亚龙,许文盛. 长江科学院院报. 2013(09)
[9]生产建设项目弃土堆置体下垫面仿真模拟标准化参数[J]. 赵暄,谢永生,景民晓,杨亚利,李文华. 水土保持学报. 2012(05)
[10]模拟降雨条件下不同颗粒级配工程弃土的侵蚀实验[J]. 崔斌,苏芳莉,郭成久. 中国水土保持科学. 2012(02)
本文编号：3579212
【文章来源】：长江科学院院报. 2019,36(12)北大核心CSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
3种土壤质地工程堆积体流速随产流历时的变化
随着降雨强度增大堆积体侵蚀过程的产沙波动性增强,但降雨过程的总体趋势保持一致。以降雨强度1.0 mm/min下的累积产沙量为例,分析不同土质及砾石质量分数下堆积体的侵蚀规律,见图2。砂土堆积体累积产沙量随产流历时持续递增,且幅度增大,表现为趋势线的斜率逐渐增大,且含砾石堆积体斜率递增幅度远大于纯土堆积体;而壤土堆积体及黏土堆积体的累积产沙量在产流初期快速递增,随后递增趋势减少,其转折点分别在产流后6 min和18 min,与快速入渗阶段和稳定入渗阶段分割点一致,说明径流是造成产沙的主要因素。
(3)雨强为2.0mm/min时,3种土壤质地堆积体侵蚀量均表现为砾石质量分数越大,侵蚀量越小。砂土、壤土和黏土纯土堆积体的侵蚀量分别是含砾石堆积体的1.3～2.8倍、1.8～6.8倍和1.1～1.9倍。随雨强增大,砾石对侵蚀量的影响更加显著。相同砾石质量分数下,雨强增加1.5～2.0倍,3种土壤质地堆积体侵蚀量随之增大1.2～39.8倍。3种雨强下,次降雨侵蚀量均表现为砂土>黏土>壤土。相同雨强下,砂土堆积体侵蚀量是壤土的6.0～6.3倍,是黏土的3.2～3.5倍;相同砾石质量分数下,砂土堆积体侵蚀量分别是壤土的5.0～9.8倍,是黏土的2.7～3.8倍。相关分析可知,砂土、壤土、黏土堆积体侵蚀量与雨强的相关性显著,相关系数分别为0.813,0.670和0.885,显著性P<0.05。相同雨强下,砂土、壤土、黏土堆积体侵蚀量与砾石质量分数的相关性显著,相关系数分别为0.978,0.979,0.953(P<0.05)。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Failure Mechanism and Stability Analysis of an Active Landslide in the Xiangjiaba Reservoir Area, Southwest China[J]. Javed Iqbal,Fuchu Dai,Min Hong,Xinbin Tu,Qizhi Xie. Journal of Earth Science. 2018(03)
[2]含砾石锥状工程堆积体侵蚀水动力学特性和细沟形态特征[J]. 戎玉博,王森,白玉洁,骆汉,谢永生,王爱娟. 水土保持学报. 2018(02)
[3]弃渣型泥石流输沙速率模型试验研究[J]. 朱兴华,庄建琦,李亚哲,张利勇. 长江科学院院报. 2017(09)
[4]斜坡降雨入渗的改进Mein-Larson模型[J]. 唐扬,殷坤龙,汪洋,陈丽霞,刘继芝娴. 地球科学. 2017(04)
[5]北方风沙区砾石对堆积体坡面径流及侵蚀特征的影响[J]. 康宏亮,王文龙,薛智德,郭明明,李建明,白芸,邓利强,李艳富,李垚林. 农业工程学报. 2016(03)
[6]不同土石比的工程堆积体边坡径流侵蚀过程[J]. 史东梅,蒋光毅,彭旭东,汪三树,李叶鑫,蒋平. 农业工程学报. 2015(17)
[7]工程开挖面水土流失特征试验研究[J]. 张冠华,程冬兵,张平仓,牛俊,张长伟. 长江科学院院报. 2015(03)
[8]工程开挖面特征及土壤流失量快速监测方法探讨[J]. 张平仓,周若,程冬兵,李亚龙,许文盛. 长江科学院院报. 2013(09)
[9]生产建设项目弃土堆置体下垫面仿真模拟标准化参数[J]. 赵暄,谢永生,景民晓,杨亚利,李文华. 水土保持学报. 2012(05)
[10]模拟降雨条件下不同颗粒级配工程弃土的侵蚀实验[J]. 崔斌,苏芳莉,郭成久. 中国水土保持科学. 2012(02)
本文编号：3579212
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