微生物矿化对塔基弃土的固结作用及抗降雨侵蚀效果

输变电线路工程建设过程会产生大量弃土,因土体松散受降雨作用极易饱和形成渗流,从而诱发滑坡和水土流失。本研究在输变电工程水土保持仿真模拟试验平台,通过喷洒方式向塔基弃土添加微生物矿化菌液和胶结液,分析测定土壤试样的干密度、孔隙度、渗透性、液限、塑限、压缩性、抗剪切强度等土力学指标,用射线衍射(X-ray diffraction,XRD)和扫描电镜(scanning electron microscopy,SEM)表征矿化试样的晶体类型和微观形貌,最终将技术工艺在输电线路工程现场进行示范应用。结果表明,喷洒微生物矿化菌液和胶结液,可在塔基弃土孔隙中形成方解石型碳酸钙晶体,使塔基弃土更加密实,增大干密度,降低孔隙度和渗透系数,且液限增高5%,塑限降低5%,赋予土壤更好的可塑性,内摩擦角从29.97°提高到了32.62°,提高土壤的抗剪强度,对塔基弃土浅层具有很好的固结作用,可显著降低受不同等级强度降雨侵蚀的产沙量,从而减少因降雨侵蚀造成的水土流失,现场示范也进一步证明了抗降雨侵蚀效果,微生物矿化技术可非常明显地减少流失斑。因此,微生物矿化技术可作为输变电线路工程建设的一项绿色、环保、简便、高...     

黄土地区小流域次暴雨侵蚀产沙研究

通过坡面模拟降雨实验，分析了黄土地区坡面降雨径流产沙过程的主要影响因素，建立了坡面径流含沙量与坡面流量、前期土壤含水量、土壤干容重之间的定量关系。应用实测资料分析了黄土地区暴雨径流侵蚀产沙特点，建立了考虑流域前期土壤含水量和径流涨落段的含沙量与流量之间的水沙传递关系，建立了小流域次暴雨侵蚀产沙模型。经用实测资料计算检验，此模型对小流域次暴雨侵蚀产沙过程及产沙总量的计算结果都具有较高的精度。     

窟野河流域暴雨侵蚀产沙研究

利用窟野河流域的水沙资料，提出了降雨分布均匀性系数的概念。把降雨分布均匀性系数与前期影响雨量等定量指标一起引入暴雨侵蚀产沙过程的水沙传递关系中，建立了窟野河流域出口径流含沙量与流量、前期影响雨量和降雨空间分布均匀性系数的定量关系。止匕定量关系可用于多沙粗沙区流域次暴雨侵蚀产沙的预报和多沙粗沙区的治理。     

黄土塬坡降雨击溅产沙过程的数学模拟

根据在黄土塬坡上进行的野外大型人工降雨径流产沙试验的观测资料,分析并建立了坡面上雨滴击溅产沙模型。给出了实际降雨过程的雨滴动能计算的理论公式。给出了考虑击溅产沙能力受坡面漫流或其它覆盖物影响下的击溅产沙过程的模拟结果。通过对试验现象和结果的结合,描述了雨滴动能对坡面水流及坡面土壤的作用。     

典型铁路工程边坡降雨侵蚀过程规律调查

在我国水力侵蚀5大分区选取典型铁路边坡进行径流小区侵蚀或沟蚀侵蚀试验,通过试验数据结果分析各个典型铁路工程边坡的水力侵蚀过程和主要影响因素,给出了铁路工程边坡水力侵蚀入渗过程、产流过程、产沙过程和侵蚀模数的时间过程规律,以及各过程主要因素的影响规律.     

喀斯特地区坡耕地细沟侵蚀产流产沙过程及特征

为研究喀斯特地区坡耕地不同条件下产流产沙特征,通过野外细沟侵蚀模拟实验,分析径流侵蚀的发展机理及其影响因素,深入研究径流侵蚀过程的产沙特征,结果表明：在相同流量下,试验区表现为坡度越大初始含沙量越高,且地表含沙量随降雨时间的增加呈不同程度递减趋势,仅红枫湖含沙量随降雨时间呈“双波峰”状态;流量为5 L·min-1下,坡度增加到20°对径流含沙量有一定的抑制作用,10 L·min-1流量下,含沙量均随坡度增大呈不同增加趋势,且与坡度均呈显著正相关,相关系数分别为0. 985、0. 913、0. 938、0. 910;南明区试验点计算得到的Kr值最低,抗侵蚀能力最强。对于各试验点,含沙量总体随时间增加呈递减趋势,并与坡度存在显著正相关,且黏粒含量越高土壤抗蚀性越强。     

密云水库流域坡面降雨侵蚀的计算机模拟

以B市密云水库流域为例,用计算机数值模拟技术模拟坡面降雨侵蚀过程,考虑到坡面流的流速及非线性双曲型方程,采用迎风有限差分显示格式来离散坡面侵蚀方程、坡面水流连续方程、水流运动方程,并编制了计算程序,进行了计算机模拟.研究成果可以描述动态坡面降雨侵蚀及水土流失过程,且可将研究成果扩展到整个流域,从而为治理水土流失保护生态环境提供依据.     

扰动土与非硬化道路侵蚀产沙规律研究

对扰动土与非硬化道路土壤侵蚀规律进行了研究。通过野外放水冲刷试验,分析扰动土与非硬化道路含沙量、产沙速率与冲刷流量之间的关系。扰动土的含沙量呈下降趋势变化,非硬化路面的含沙量在某一水平线上下波动;不同坡度下平均含沙量随放水冲刷流量变化不同,基本上呈上升趋势,有平缓式上升、快速上升、梯形上升。扰动土累计产沙量呈抛物线式上升,非硬化道路累计产沙量呈直线上升;在部分坡度下,扰动土与非硬化道路的产沙速率相近;不同坡度平均产沙速率随放水流量的增长速度不同;特别是扰动土坡面坡度大于11°,产沙速率有大幅度的增长,工程建设中应特别注意扰动土坡度大于11°的坡面。     

皖南地区降雨侵蚀力研究

降雨侵蚀力是土壤侵蚀的重要因子,但它目前还没有统一的定义。文章通过皖南地区径流小区试验资料分析,论证了适用本地区的降雨侵蚀力指标为ＥＩ６０,并得到计算该地区次降雨和年降雨侵蚀力的简便算法公式。     

不同降雨条件对江苏高沙土地区水土流失的影响

采用人工模拟降雨法,针对江苏省局部高沙土地区,研究了在不同坡度、雨强及不同植被覆盖条件下扰动高沙土的侵蚀强度和侵蚀特点。结果表明:(1)径流量随坡度的增加而增加;土壤流失量与坡度存在一个临界值;雨强低于80 mm/h时的临界坡度为20°～26.5°;(2)降雨量相等时,径流量随着雨强的增加而增加,入渗量随着雨强的增加而减少;(3)植被覆盖能很大程度地减少径流量和土壤侵蚀量。     

陕北多沙区乡村聚落水蚀泥沙粒度分布研究

目的分析研究陕北多沙区乡村聚落水蚀泥沙分布规律,探讨乡村聚落的土壤侵蚀问题,为加强该区的水土流失治理提供理论依据。方法建立乡村聚落径流、泥沙观测小区,根据观测的降雨径流泥沙数据资料,在粒度分析实验室用英国生产的Mastersizer-S型粒度仪测定样品粒度,对侵蚀泥沙样品进行粒度分析。结果陕北乡村聚落侵蚀泥沙的粒径分布呈"M"型,有2个明显的波峰,分别是10~50μm的粗粉沙和1~5μm的粘粒,其中粗粉沙的含量最多,达到了40%左右,粘粒的含量次之,达到了20%左右,二者的含量总共达到了60%以上;但是,通过对庭院、户间道路和户间空地的侵蚀泥沙在相同降雨条件下进行分析发现,侵蚀泥沙粒度在共性之中却有一定的差异性:在相同的降雨强度下,侵蚀泥沙粒径中<5μm细颗粒的含量以户间道路最少,庭院和户间空地次之,而>50μm颗粒的含量却以户间道路为最多,庭院和户间空地次之。结论陕北多沙区侵蚀泥沙中主要是粗粉沙和粘粒物质;户间道路径流挟沙能力最大,侵蚀强度也最大,可携带走较多的粗颗粒泥沙,和较少的细颗粒泥沙;而庭院和户间空地径流挟沙能力最小,携带走的是大量的细颗粒泥沙,粗颗粒泥沙较少。这说明在加强治理黄土高原乡村聚落中土壤侵蚀的同时,聚落中户间道路的土壤侵蚀问题应不可忽视。     

公路边坡降雨侵蚀特征及土的崩解试验

为研究公路边坡降雨侵蚀的特殊性以及土质边坡的可蚀性，通过观察分析，并利用自行研制的崩解仪进行了压实黄土浸水崩解试验。试验结果表明，公路边坡降雨侵蚀中的重力侵蚀所占比例较大，坡面土的崩解是主要分散方式。建立了有效空隙比与崩解速率的相关关系，说明压实度、含水量对崩解影响的本质，即压实度、含水量的变化可统一用土的有效空隙比说明崩解规律，回归公式可用于预测压实土的崩解速率。土的崩解性反映了压实土的可蚀性，通过对比得出，边坡上压实土的可蚀性可用崩解速率表征，在工程水土保持研究中可用崩解速率作为土的可蚀性评价指标。     

坡度对扰动黄棕壤土壤侵蚀的影响

通过人工模拟降雨试验,研究坡度对扰动黄棕壤的土壤侵蚀规律。结果表明:在坡度20°以内,随着坡度的增大,入渗量逐渐减少,径流量逐渐增大;坡度在20°~26.5°范围时,入渗量和径流量趋于平稳。土壤侵蚀量与径流量基本同步,在一定坡度内随着坡度的增大,侵蚀量增大;当降雨强度为40 mm/h和60 mm/h时,供试土壤侵蚀的临界坡度在20°~26.5°之间;当降雨强度增加至80 mm/h时,临界坡度大于26.5°。在试验坡度范围内,径流量、侵蚀量与降雨量均存在显著的线性关系。     

高速公路边坡水土流失机理与养护管理研究

对重庆市梁忠高速公路填方路基边坡土壤开展室内模拟降雨试验,分析不同降雨强度和坡度条件下坡面产流和产沙的规律;结果表明:在0. 6 mm/min、0. 9 mm/min、1. 2 mm/min降雨强度条件下,起始产流时间随坡度呈减小趋势,当土体坡度一定时,起始产流时间不断减小,地表径流强度随着降雨强度的增大而增大;当降雨强度一定时,土体的起始产流时间随土体坡度增大逐渐减小,从而反映出地表径流强度不断增大;降雨强度对土壤侵蚀的临界坡度有一定影响,但两者具体变化关系需进一步研究。另外,通过高速公路边坡水土流失机理进行了研究,展开了高速公路边坡水土流失主要诱因分析,提出了科学的高边坡的养护管理措施。     

基于坡面径流输沙模型的湘中红壤丘陵区土壤有机碳流失模拟研究

坡面径流是泥沙和土壤有机碳(soil organic carbon,SOC)流失的主要动力.本研究以典型湘中红壤丘陵区坡耕地(翻耕和免耕)为研究对象,通过野外径流小区模拟降雨试验,对已建立的以径流率为变量的对数线性回归坡面径流输沙模型进行修正,并结合泥沙中SOC的富集特性,建立湘中红壤丘陵区的坡面SOC流失模型.研究结果表明:坡面SOC流失模型能够有效地应用于湘中红壤丘陵区次降雨过程中坡面SOC流失的模拟中,且具有较好地模拟效果,SOC流失率模拟平均误差在30%左右,决定系数在0.85以上;同时模拟结果表明,泥沙和SOC流失过程在坡面径流侵蚀影响下呈现波动状态,表现为产流开始后10min泥沙和SOC流失呈增加趋势,其后在波动中逐渐趋于平稳;通过比较翻耕和免耕条件坡面径流输沙和SOC流失模型,结果显示侵蚀性降雨条件下,翻耕方式泥沙和SOC流失率大于免耕方式.非侵蚀性降雨条件下,翻耕方式泥沙和SOC流失状况与免耕方式一致.     

移动降雨条件下结皮对坡面产沙的影响机理

通过室内小尺度坡面(4m×1m)人工降雨物理模型,设计沿坡面上下移动的移动降雨工况进行产沙产流过程比对试验,对产流产沙量时空特性及侵蚀泥沙粒径特性进行分析,探讨不同降雨移动方向条件下结皮对坡面产沙过程的影响机理。结果显示:结皮发育造成产沙显著减少;降雨向上移动时,结皮发育成熟使峰值产沙提前出现,而向下移动时产沙峰值始终随产流峰值一起出现;向上移动降雨工况在雨强3.6×10-5 m/s时达到产沙峰值和等效泥沙浓度的最大值,而向下移动工况则对应更大的降雨强度;结皮发育在降雨初期对产沙成分的影响最明显,总体上产沙成分保持特定比例结构,粉粒最易受侵蚀,粘粒次之。研究表明:结皮发育是影响移动降雨条件下坡面产沙时空特性的重要因素。