一种新型的山地海绵城市生物滞留沟结构的雨水下渗

提出了一种新型的海绵城市生物滞留沟(以下简称"生物滞留沟")结构,探求了雨水在该结构的下渗机理及雨水在路基中的分布情况。通过物理模型试验和数值分析方法,研究了具有包至卵石层顶的防渗膜的结构形式的生物滞留沟雨水下渗情况。结果表明:该结构形式具有极好的雨水收集效果,具备一定的雨水就地下渗功能,是一种符合海绵城市建设要求的结构形式。研究结果能够为海绵城市生物滞留沟设计提供一定参考。     

多年冻土路堤水平排水板的作用机理与试验研究

为了解决青藏高原的冻土浅层雨季雨水下渗和蒸发所产生的冻土冻胀与融沉问题,在青藏高原开展水平排水板结构性路基和普通通风路基的原位模型对比试验,并从理论上探讨水平排水板在多年冻土路基中浅层重力排水和结构加劲的作用机理,确定水平排水板的铺设参数;运用光纤监测技术对水平排水板在多年冻土路基中的变形进行监测,对比分析水平排水板铺设与否这2种条件下冻土路基变形监测结果.研究结果表明:铺设水平排水板缩短了冻胀变形的冻结期,延长了相对稳定的稳定冻结阶段,减小了冻胀变形范围和冻胀变形;在铺设水平排水板的路基段,最大融沉变形为3.7 mm,累计最大冻胀变形为5.7 mm,而在未铺设水平排水板的试验路基段,最大融沉变形为3.1 mm,累计最大冻胀变形为9.2 mm.水平排水板在冻土路基工程中,可以有效控制雨水量在路堤下的下渗,减小雨水下渗量所带来的多年冻土路基的冻胀变形.     

基于高密度电法山地海绵城市生物滞留带雨水下渗探究

为探究山地海绵城市道路生物滞留带对雨水的控制效果,通过高密度电法研究了现场试点路段生物滞留带雨水下渗效果。结果表明:现场试验路段的生物滞留带对下渗雨水控制具有较好效果;同时雨水对路基的影响和时空分有关。可见海绵城市生物滞留带具有良好的持水效果,能够提高雨水的利用效率。     

基于高密度电法的山地海绵城市生物滞留带雨水下渗

为探究山地海绵城市道路生物滞留带对雨水的控制效果,通过高密度电法研究了现场试点路段生物滞留带雨水下渗效果。结果表明:现场试验路段的生物滞留带对下渗雨水控制具有较好效果;同时雨水对路基的影响和时空分有关。可见海绵城市生物滞留带具有良好的持水效果,能够提高雨水的利用效率。     

基于物理试验生物滞留沟对海绵城市路基水分场分布研究

以重庆市海绵城市道路试验路段作为研究背景,研究探讨降雨条件下生物滞留沟路基水分分布影响。通过室内物理模型试验,采用土壤水分传感器和高密度电法进行数据采集。通过分析降雨前后路基体积含水率的变化情况,和降雨前后路基的电阻率的分布情况,试验结果表明:防渗膜全包的生物滞留沟能够有效地控制雨水进入车行道侧路基,防渗膜半包结构的生物滞留沟对雨水的就地下渗具有较好的效果,车行道下侧下渗雨水主要集中在2倍生物滞留沟深度。     

渗水井在提高庭院雨水下渗率中的应用

为减少历史街区中的合流制排水系统的污水溢流量,降低雨污分流改造难度,利用历史庭院下垫层的瓦砾层特点,采用渗水井海绵技术提高地表的雨水下渗率,削减降雨径流.蓄渗性能试验结果表明,瓦砾层平均蓄水率和渗透系数分别为33.52 L·m~(-3)和13.490 m·d~(-1),分别是原状土的7.7倍和245.3倍.通过渗水井将庭院雨水径流汇至瓦砾层可强化下渗,对不同面积庭院的渗水井直径选用方案进行了研究.以汇水面积为120 m~2的典型庭院为例,采用直径为1.6 m、蓄水深度为1.1 m的渗水井,能将重现期为3 a、降雨历时为2 h的暴雨所产生的径流削减89.45%.     

基于物理试验生物滞留沟对海绵城市路基水分场分布

以重庆市海绵城市道路试验路段作为研究背景,研究探讨降雨条件下生物滞留沟路基水分分布影响。通过室内物理模型试验,采用土壤水分传感器和高密度电法进行数据采集。通过分析降雨前后路基体积含水率的变化情况,和降雨前后路基的电阻率的分布情况,试验结果表明:防渗膜全包的生物滞留沟能够有效地控制雨水进入车行道侧路基,防渗膜半包结构的生物滞留沟对雨水的就地下渗具有较好的效果,车行道下侧下渗雨水主要集中在2倍生物滞留沟深度。     

黄土高原耐旱苔藓护坡机制试验研究

探讨苔藓植物对黄土坡面的保护机制,室内进行苔藓植物的截水、复水、透水试验,探索耐旱苔藓的吸水能力、蓄水特点以及失水特征.模拟不同降雨条件下雨水冲刷和雨滴击溅实验,研究耐旱苔藓抗冲刷、溅蚀的能力.结果表明:相比于冰草、马尼拉草,耐旱苔藓的吸水量提高3～7倍;失水速率匀速缓慢.耐旱苔藓能有效屏蔽雨滴击溅作用,屏蔽效果随着覆盖度增大而增强,覆盖度为100%的坡面能完全屏蔽击溅作用.在相同环境中,耐旱苔藓坡面水分累计下渗深度比无覆盖的裸土坡面提高约2倍.降雨环境中,耐旱苔藓通过植物体拦截、细胞吸水储存大量水分,同时削弱雨滴溅蚀保护土粒结构,减缓土壤结皮形成速率,增加水分下渗量,对黄土坡面起到防护作用.     

海绵城市中生物滞留沟对路基水分场分布影响

随着城市化进程的不断加快,海绵城市作为一种新型的低影响开发理念,逐渐成为城市建设的趋势。就重庆某海绵城市试验路段为背景,研究海绵城市生物滞留沟对路基水分场的分布问题。在强降雨情况下,采用数值试验模型分析防渗膜半包情况下生物滞留沟对路基水分场的分布;再结合现场原位试验,采用高密度电法测量降雨前后电阻率分布,分析路基雨水下渗的分布规律。综合分析试验结果表明:该种路基结构形式能够满足海绵城市的吸、蓄、渗、净等要求。分析雨水下渗至路基的整个过程,得到路基水分场的分布情况;其中防渗膜对于降低雨水在车行道侧路基水分的增加起到关键作用。     

基于微地形的南方沟-塘湿地系统景观异质性研究——以风岭流域为例

本文以Quickbird遥感影像和DEM为基础,利用GIS技术和实地调查相结合,并通过SPSS数据分析软件,对仪征市风岭流域的地形、沟-塘湿地系统网络结构及其空间异质性进行研究.结果表明:1流域以微地形为主要特征,但在平均坡度、平均坡面曲率、平均高程变异系数上依然存在明显的差异性.据此划分的3个地形特征区域A、B、C的地形复杂度依次降低.2不同地形特征区域内水塘与沟渠的景观结构特征存在着差异.3个地形特征区域的水塘在单位面积水塘面积指标上差异不显著,在单位面积水塘库容、密度、聚合度、聚集度指标上差异显著,总体地形特征越简单的区域,其水塘结构特征越复杂;3个地形特征区域的沟渠在环度、连通度指标上差异不显著,在单位面积沟渠数、单位面积沟渠节点数、密度和线点率指标上差异显著,总体地形特征越复杂的区域,其沟渠结构特征越复杂.3不同地形特征区域内沟-塘湿地系统景观结构特征存在着差异.3个地形特征区域沟-塘湿地系统在连接率指标上差异不显著,在线面率、可达性总成本指标上差异显著,总体地形特征越复杂的区域,其结构特征越复杂.通过分析研究区域的地形、沟-塘湿地系统景观结构及其异质性,能够更好地优化设计不同地形特征区域的沟-塘湿地系统,合理分配水资源.     

云冈石窟覆盖层特征及其对石窟渗水的影响

 云冈石窟砂岩山体存在一定厚度的第四系覆盖层,能够起到阻滞降水入渗、减缓石窟渗水危害的作用.覆盖层下部砂砾层透水性强,对阻滞石窟渗水作用不大,而上部的粉土层属于低渗透介质,其厚度是决定石窟存在渗水风险与否的关键.人工入渗试验结果表明,当粉土层厚度小于0.7m时,容易导致地表积水快速下渗到砂岩顶部,而其厚度大于1.1m可以有效阻滞水分下渗;地表积水可以在具有薄层粉土的地方快速下渗,然后通过侧向渗流影响石窟渗水;植物根管的存在会显著加快水分下渗的速率,因此,云冈石窟山顶应尽可能少植树以降低石窟渗水风险.     

北京奥林匹克森林公园典型下垫面入渗特性

为了研究人工生态系统不同下垫面的土壤水分入渗特性,利用双环入渗仪对北京奥林匹克森林公园3种典型下垫面的土壤水分入渗过程进行原位测定,采用多个入渗模型对入渗特征曲线进行拟合,并对入渗影响因素进行析因分析。结果表明:原状林地的初始入渗率和稳定入渗率最大、入渗率衰减最快、累积入渗量也最大,人工草皮次之,而人工林地最小。由于受土壤各向异性和大孔隙流的影响,入渗模型都偏于低估入渗率,但对稳定入渗率的预测具有较好的一致性。不同下垫面的土壤水分入渗过程的差异极为显著。灌溉管理是影响初始入渗率和入渗衰减率的主要因素;土壤熟化程度是影响初期入渗能力和稳定入渗率的主要因素;而植被类型对入渗过程的影响不显著。     

南阳膨胀土裂隙扩展及室内降雨入渗实验研究

膨胀土在含水量降低时发生干缩开裂,给工程带来了极大的危害,其中降雨条件下裂隙膨胀土渗流问题是一
个典型的膨胀土工程问题。制备6 个相同的南阳重塑膨胀土样,在相同的环境下分别脱湿96,79,63,48,39,30 h,通
过数码拍照得到不同时刻试样表面裂隙图片,通过分析得到试样表面裂隙率;为了衡量裂隙在深部方向的发育情况,
使用煤油进行渗透实验,得到煤油入渗系数与脱湿时间、平均含水率、表面裂隙率的关系曲线;在油渗实验结束后进行
室内模拟降雨入渗实验,得到裂隙膨胀土入渗率的变化规律。通过对实验数据整理分析发现试样脱湿时间、试样平均
含水率、试样表面裂隙率、煤油入渗系数、降雨入渗实验径流开始时间、试样入渗率之间有良好的相互关系,降雨入渗
实验初期入渗率较大,入渗率随时间衰减很快,在15 min 内降低了两个数量级,脱湿时间越长的样初期入渗率越高,
衰减的也越快;入渗率在较短的时间内就开始趋于稳定,稳定后的入渗率随试样表面裂隙率线性增长,增长到一个峰
值后迅速降低。     

浑水入渗的基本特性研究

依据大田土壤清、浑水积水入渗对比试验资料,揭示了浑水入渗的一些基本特性。对试验结果进行分析后表明:在相同入渗条件下,浑水入渗主要受泥沙含量的影响,由于入渗浑水中的泥沙入渗时在地表形成一个沉积层,因而对入渗起到阻碍作用,使得浑水累积入渗量和稳定入渗率都随浑水泥沙含量增大而减小;浑水入渗也符合Kostiakov-Lewis入渗模型,入渗指数随浑水泥沙含量的增大而增大,入渗系数和相对稳定入渗率随浑水泥沙含量的增大而减小。研究结果对于指导浑水灌溉可提供参考。     

供水强度对非充分供水入渗模型参数的影响

基于两种质地不同土壤的非充分供水入渗试验,分析了kostiakov三参数模型描述非充分供水入渗过程的可行性和供水强度R0对入渗模型参数的影响.结果表明:用kostiakov三参数模型描述土壤入渗能力控制阶段入渗过程是可行的;积水时刻tp随供水强度R0的变化呈负幂函数关系,入渗模型系数K等于供水强度与稳定入渗率之差,入渗指数α随供水强度的变化呈幂函数关系,供水强度对稳定入渗率f0影响不大.该研究结果对非充分供水入渗过程的预测有重要意义.     

不同干密度压实黄土垂直积水入渗特性

为探究受干密度变化影响下的压实黄土垂直积水入渗特性,以延安黄土为例,利用自主研发的一套一维土柱垂直入渗试验装置,设置三组不同干密度压实土柱进行常水头积水入渗试验。结果表明：入渗率和湿润锋前进速率与压实黄土干密度存在负相关性,导致相同积水入渗时段,干密度越大,累积入渗量越少,湿润锋前进距离越短;干密度变化对入渗率影响主要体现在积水入渗前期,随时间推移影响程度逐渐减小;积水入渗试验中,同一深度相邻传感器响应时间间隔与压实黄土干密度存在正相关性,且干密度越大,土体增湿过程越相对缓慢;试验土体增湿过程中,渗透系数逐渐增大,介于10-9～10-4cm/s之间,当体积含水率在20%～30%时,渗透系数受干密度变化影响不明显,当体积含水率大于30%,干密度越大渗透系数越小;压实黄土增湿稳定时,体积含水率小于饱和态,渗透系数近似等于饱和渗透值。     

不同植被配置对坡面土壤侵蚀的影响

根据人工模拟降雨试验,在不同植被配置的坡面上,研究了黄土丘陵区坡面不同植被配置对入渗、产流产沙的影响。结果表明,在小雨强下,不同植被配置的稳渗率大小差别较大;随着雨强的增大,不同植被配置的稳渗率大小差别变小。不同雨强下,5种不同植被配置的坡面基本上都在5min内达到稳渗。不同植被配置坡面流含沙量均呈缓慢下降趋势。并且在小雨强下,不同植被配置坡面径流含沙量的下降趋势较为平缓;在大雨强下,累积产沙量曲线的斜率也越大。     

泥石流启动的临界地表径流深度研究

暴雨过程形成的地表径流导致坡体表面和前缘松散物质向下输移,汇入沟道,演变成危害性较大的泥石流,因此,对于泥石流的启动机理和启动临界条件的研究十分必要.根据下渗曲线法,得出了地表径流深度、入渗率以及降雨强度的关系,并运用牛顿定律、水文学以及土力学等理论,建立了泥石流单颗粒启动、局部启动和整体启动的临界地表径流深度的求解模型,从而可推得临界降雨强度,此可为泥石流的泥石流预警提供了有用的理论基础.     

土体类型、干密度和初始含水量对土体入渗率影响的试验研究

基于室内一维积水入渗试验结果,分析了土体类型、干密度和初始含水量对土体入渗率的影响.试验结果表明:土体的入渗率随土样中粘性颗粒含量的增加同样逐渐减小;随干密度的增加逐渐减小;当干密度较小时,随初始含水量的增加逐渐增加,当干密度较大时,随初始含水量的增加逐渐减小.     

农田地表径流溶解态污染物迁移解析模拟

为研究灌溉农田中地表径流引起的溶解态污染物溶质流失的规律,考虑到田间实际操作情况以及与入渗率有关的非完全混合系数的时效性,遵循质量守恒和水量平衡原理,建立了简单的二层解析模型并得到解析结果.根据前人的试验结果,利用所提出的模型,分析了地表径流水中的溶解态污染物溶质质量浓度.结果表明:模型设计合理、简单实用,且弥补了扩散理论模型的不足,适用于土壤入渗率较高的情况;最后,针对性地提出了具体措施来减少农田溶解态污染物肥料的溶质流失,为农业面源污染和提高农田肥料的利用提供有意义的参考.