降雨坡面径流汇集模型及其在茅坪滑坡中的应用

采用运动波理论，并基于地形对坡面流流向的控制作用，建立了一种能够模拟坡面流集中汇流过程的数值计算模型，该模型得到了人工降雨试验的良好验证.将该模型运用于茅坪滑坡实际情况，得到了茅坪滑坡的表面产流特征，尤其是较好地显示了茅坪滑坡表面的径流汇集路线，可为合理设计茅坪滑坡表面排水工程提供科学依据.     

入渗和蒸发条件下的渗流分析

普通渗流理论在处理入渗和蒸发问题时,大都采用第二类边界条件描述.但这样会涉及许多以数难以确定的问题,而且如果对入渗率(或蒸发率)与时间关系假设不当,将导致错误的计算结果.在此基础上,分析了入渗和蒸发的本质,提出以第三类边界条件统一地描述这两种体现地下水流动与外界环境之间具有水量交换的现象.这样不仅使数学模型能够与自然现象的物理本质更加符合,而且使参数确定和问题的求解都大为简化.     

土壤水分入渗年变化特性的试验研究

以大田玉米地的土壤水分入渗跟踪试验为依据，分析讨论了土壤水分入渗的年变化特性，结果表明，给定土壤质地，土壤结构由疏松变密实，土壤水分入渗能力逐渐减小，土壤含水率的变化引起土壤水分入渗能力上下变幅。研究结论对于节水灌溉的灌水技术参数的确定和灌水效果的研究具有理论意义，对灌溉的用水管理具有实际意义。     

玉米秸秆覆盖对季节性冻融土壤入渗能力的影响

基于大田土壤入渗试验，讨论了玉米秸秆覆盖对土壤冻融特点厦入渗能力的影响。实验结果表明，秸秆覆盖地块的初始冻结时间的滞后裸地45d，最大冻结深度滞后裸地约14d；秸秆覆盖后，土壤的入渗能力先增大，而后随着冻层的形成和发展，入渗能力逐渐减弱，冻融期土壤入渗能力（H90）随冻融历时的变化过程很好地符合三次多项式关系，秸秆覆盖地的最小H90为23．5mm，比裸地高27．0％，最小入渗能力的出现时间滞后稞地约18d。研究结果可为季节性冻融区冬春灌溉合理技术参数的确定提供参考依据。     

耕作土壤人渗能力衰减机理

基于大田土壤水分入渗试验与相关参数的测定，分析了耕作土壤入渗能力衰减过程，探讨了耕作土壤入渗能力衰减机理。试验结果表明：耕作土壤的入渗能力在农业生产周期内变化较大；耕作土壤由高含水量到低含水量的变化过程中，土壤干容重呈增大趋势，土壤入渗能力呈减小趋势；作物生育期内，耕作土壤入渗能力衰减主要是由于土壤结构的变化所导致的。研究结果可为灌水技术参数的确定及水资源的合理利用提供参考。     

红壤表土团聚体破碎方式对坡面产流过程的影响

以5种典型红壤为研究对象,分析了团聚体在消散和机械外力两种破碎方式下的稳定性,并对团聚体两种破碎方式下的坡面产流过程及其表土微形态进行了研究。结果表明:雨强为60 mm·h-1时,在消散和雨滴击溅共同作用下,随着团聚体稳定性增加,产流时间从3．7增加到16．2 min,稳定产流强度在0．73-0．93 mm·min-1之间,径流系数(α)与平均重量直径D1,FW和D1,WS(FW为快速润湿;WS为预湿后震荡)的多元回归式为αfallow=141．8-32．2D1,WS-9．8D1,FW (R2=0．91)．消除雨滴动能后,产流时间在3．9到40．2 min之间,稳定产流强度减少6％～81％,径流系数(α)与D1,FW符合αnet=188．06D1,FW-2.304的幂函数关系(R2=0．96)．入渗过程可以用Horton模型来描述,裸土条件下的稳定入渗率fc和系数k可分别用D1,WS的指数和对数函数描述,消除雨滴动能后则可用D1,FW分别进行描述．研究结果有助于深入理解降雨过程中土壤团聚体破碎方式对降雨入渗过程和坡面产流特征的影响,为进一步的坡面水文过程模拟和流域分布式水文模型开发提供必要的土壤参数．     

一个耦合水文模型的区域气候模式的模拟研究

将一个区域气候模式和一个水模型耦合，模拟研究了降水及入渗能力非匀性对区域气候模拟的影响。结果表明，陆面气候的模拟对两种非均匀性是敏感的，特别是入渗能力非匀性考虑后，较大地提高了我国湿润地区的径流比，与实际观测较为一致。     

基于大型物理模型试验的强降雨诱发全风化花岗岩滑坡失稳分析

随着极端天气的增多,极端强降雨诱发滑坡对人民生命财产安全造成重大威胁。以典型强烈风化花岗岩地区青岛崂山的7.23返岭前滑坡为实例,基于相似准则,采用大型滑坡模型试验箱,开展了3组不同极端降雨条件下的室内模型试验,分析了不同降雨强度条件下边坡对降雨入渗的响应规律、边坡变形过程与破坏模式,总结了强烈风化地区极端降雨诱发花岗岩类滑坡的诱发机理与降雨成灾过程。结果表明：(1)降雨诱发全风化花岗岩滑坡经历了浸润侵蚀、表层变形、破坏加深和整体失稳4个阶段,坡体呈现“片状溜滑”特征;(2)降雨强度越大,降雨入渗速率越高,土压力、孔隙水压力和含水率变化越快,滞后效应越弱;(3)坡体变形破坏与降雨入渗具有一定的空间分布规律,研究成果可为强烈风化花岗岩地区的滑坡预警与治理提供参考。     

非饱和黄土场地水分入渗规律及影响因素的现场试验与数值模拟

为了探究非饱和黄土场地水分入渗规律及其影响因素,为黄土地区因水分入渗作用导致的各类滑坡和工程地质灾害研究提供参考。在非饱和黄土场地现场开展水分入渗试验,获得不同深度水分计监测信息,探讨非饱和黄土场地水分运移规律;结合数值模拟扩展研究不同浸水类型及不同浸水量对水分入渗规律的影响。结果表明：不同深度土体的体积含水率随时间关系曲线呈现出四个阶段变化特征,区别在于各阶段时间的长短和体积含水量峰值的大小;非饱和入渗时,渗透扩散速率随着深度的增加逐渐衰减,且衰减速率较大;不同浸水类型的入渗深度及宽度在短时间内会存在差异,对最终入渗深度及宽度并没有影响;随着浸水量的增加,入渗深度和宽度不断增加,但增加幅度不断减小,非饱和黄土场地水分入渗深度及宽度是有限的。     

由膜孔畦灌水流推进及水深资料推求点源入渗参数

根据膜孔畦灌大田灌水试验实测资料,研究了膜上水流推进规律,并对膜孔入渗采用Ｋｏｓｔｉａｋｏｖ入渗模型,提出利用膜孔畦灌田面水流推进和观测断面水深资料推求充分供水条件下点源入渗参数的新方法。实例计算表明,该法简单易行,并可消除土壤空间变异性对入渗参数的影响。该研究成果为膜孔灌理论与技术研究奠定了基础。