摘要：坡面径流产沙过程作为山区暴雨洪水过程的重要组成部分,其变化规律及特征对完善山区暴雨洪水过程研究有重要意义。为明确山区坡面土层底部透水性和坡度对径流产沙特征的影响,采用室内人工模拟连续降雨试验方法,设计了坡顶薄坡底厚的试验土槽,选取官山河流域土壤作为试验用土,研究并总结了不同坡度条件下土质坡面的径流变化规律及土壤侵蚀规律。结果表明:①土槽坡度为5°和25°时,地表径流产流率随雨强增大而增大,且均呈现底部不透水侧产流量大于底部透水侧的规律;坡度为15°时,地表径流产流率呈现波动上升趋势,不同底部透水性土槽的地表径流产流量差异不大。②单场降雨条件下壤中流产流率随产流时间增加呈现增加趋势,各坡度之间壤中流产流率变化规律差异较大,但基本呈现出底部不透水土槽的壤中流产流量大于底部透水侧的;坡度为5°时壤中流产流率与地表径流产流率呈负相关关系,坡度为25°时则为正相关关系。③坡面地表流速随降雨强度增大而增大,坡度为5°和15°时不透水侧流速明显大于透水侧,坡度25°时流速差异不大。④不同坡度条件下,坡面侵蚀主要在第2场降雨和第3场降雨产生;坡度为5°和25°时不透水侧坡面侵蚀速率远大于透水侧,15°时呈现交替波动趋势。

摘要：为量化城市生产建设项目水土保持相关规范中对于水土保持临时措施的布设要求,并为水土保持监管提供科学依据,该研究以深圳市生产建设项目工程堆积体为例,基于工程堆积体特征及其水土保持临时措施实施情况现场调查结果,结合深圳市多年自然降雨强度,概化设计室内人工模拟降雨试验,研究临时苫盖和拦挡措施在不同降雨强度及坡度下对工程堆积体坡面的减流减沙效应。结果表明:1)坡度为20°,降雨强度为1.45~3.33 mm/min,单一临时拦挡与苫盖措施平均径流率较裸土条件降低幅度分别为22.46%~38.22%和-20.59%~38.34%(负值表示该措施下平均径流率大于裸土条件),其减流效应随降雨强度的增大而减弱,且两者减流效应大体相当;2)单一临时苫盖措施减沙效应较拦挡措施更为明显,其平均侵蚀速率较裸土条件降低幅度为70.06%~97.35%,是临时拦挡措施减沙效应的1.2~7.6倍;3)采用临时拦挡+不同覆盖率的临时苫盖(25%、50%、75%、100%)措施,堆积体坡面平均流速及侵蚀速率随苫盖覆盖率的增大而降低,侵蚀速率较裸土条件降低幅度为32.98%~97.79%。临时拦挡+苫盖措施下,工程堆积体坡面减流减沙效应达到最佳时的临时苫盖覆盖率阈值为50%~75%。考虑生产建设项目水土保持监管工作的开展,建议生产建设项目施工区布设临时拦挡+覆盖率50%以上的密目网苫盖措施。研究成果可为生产建设项目水土保持监管提供参考。

摘要：生态无砂混凝土因透水透气性强、可联通水陆域生态环境等优点,已被广泛应用于河道人工生态护岸工程。然而,生态无砂混凝土在满足河道岸坡稳定的同时,在其上生长的植物还需满足一定的抗冲刷能力。为揭示生态无砂混凝土植物壅水机理及降低水流流速效果,探究基于生态无砂混凝土护岸的植物抗冲刷性能,概化设计了室内冲刷试验,通过控制不同流速,分析生态无砂混凝土上生长的不同植物对水位及流速的影响。研究结果表明:受植物高度和易倒伏程度影响,狗牙根植草壅水效果优于马尼拉草皮;受植物密度对水流紊动强度的影响,马尼拉草皮降低水流流速效果优于狗牙根植草;同一断面处,距离植物层越近的区域,植物降低水流流速效果越明显,流速降低率最高达75.24%;马尼拉及狗牙根可承受的水流流速为5 m/s。研究成果可为江河岸坡生态无砂混凝土施工工艺完善及植物选配提供参考。

摘要：山区复杂的下垫面条件导致了山区小流域水文响应过程的复杂性,山区坡面作为山区小流域水文响应的基本单元,研究其不同下垫面条件下径流产沙水动力特征具有重要意义。为明晰山区坡面不同下垫面条件下径流水沙水动力特征,该研究选用官山河小流域作为研究对象,基于室内模拟递增式连续降雨试验方法,研究了坡度、土层厚度分布和土层底部透水性等山区坡面下垫面特性共同作用下的坡面径流产沙水动力学特征。结果表明:1)连续降雨条件下,雷诺数、水流剪切力和径流功率随着产流时间和雨强增加呈现增加趋势,Darcy-Weisbach阻力系数呈降低趋势。2)雨强增加使雷诺数均值和径流功率均值显著增加(P<0.05),设计雨强60、90、120 mm/h时的雷诺数均值、径流功率均值分别比30 mm/h的雷诺数均值、径流功率均值增加了130%、276%、366%和171%、328%、435%;坡度增加使水流剪切力均值和径流功率均值显著增加(P<0.05),坡度15°、25°的水流剪切力均值分别比坡度5°的增加了135%和187%,坡度15°、25°的径流功率均值分别比坡度5°的均值增加了224%和357%;土层厚度分布对阻力系数均值和土层底部透水的雷诺数均值、径流功率均值有显著影响(P<0.05),土层底部透水性仅对土层厚度分布为上薄下厚的雷诺数均值和水流剪切力均值有显著影响(P<0.05)。3)雨强是影响坡面产流产沙水动力特征的主导因素,对雷诺数的方差贡献率高达83.11%,水流剪切力主要受到雨强和坡度的影响,累计贡献率达67.64%,径流功率主要受到雨强和坡度的影响,累计贡献率达80.58%。在单一雨强条件下,坡度和土层厚度分布是影响水动力参数的主要因素,土层厚度分布和坡度的交互作用、土层底部透水性和土层厚度分布的交互作用对水动力参数也有一定影响。因此,在研究坡面产流产沙规律时,除考虑雨强和坡度外,还应兼顾考虑土层厚度分布和土层底部透水性及其交互作用的影响。该研究结果可为山区坡面复杂下垫面条件下的坡面产流产沙机理提供一定的理论支撑,并为改进山区小流域水文过程分布式模拟提供参数率定依据。

摘要：在三峡库区王家桥小流域选取以苔藓为优势种的生物结皮样地,以附近无结皮发育的裸地为对照,设计5个盖度水平(1%~20%、20%~40%、40%~60%、60%~80%和80%~100%),采用环刀法测定土壤入渗过程,研究生物结皮盖度对入渗过程的影响。结果表明:与裸地相比,生物结皮发育可显著提高表层土壤粘结力、孔隙度、黏粒含量、水稳性团聚体和有机碳含量,显著降低土壤容重和砂粒含量。生物结皮促进了土壤水分入渗,初始入渗率、稳定入渗率、平均入渗率和累积入渗量可达裸地的2.0倍及以上,土壤入渗性能随结皮盖度的增大呈先增加后减小的变化规律,在40%~60%盖度下最大。通径分析显示,土壤初始入渗率主要受结皮盖度、土壤容重和有机碳含量的影响,稳定入渗率主要受结皮盖度和土壤容重的影响。Horton模型对三峡库区生物结皮覆盖土壤的水分入渗过程拟合效果最佳。

摘要：为探明三峡库区生物结皮对土壤分离过程的影响及机制,以湖北省秭归县王家桥小流域为研究区域,选取以苔藓为优势种的生物结皮样地,以无结皮覆盖的裸地为对照,设计5个结皮盖度水平(1%~20%、20%~40%、40%~60%、60%~80%和80%~100%),采集原状土样,进行不同侵蚀动力条件下(水流剪切力4.89~17.99 Pa)的冲刷试验,建立生物结皮盖度与土壤分离能力、细沟可蚀性和临界剪切力间的定量关系,明确影响土壤分离过程的主要因素并阐明其作用过程。结果表明,生物结皮盖度显著影响土壤分离,裸地的土壤分离能力(0.160 kg/(m^(2)·s))为生物结皮土壤(0.008~0.081 kg/(m^(2)·s))的1.9倍~21.0倍,裸地的细沟可蚀性(0.018 7 s/m)为生物结皮土壤(0.009 5~0.000 9 s/m)的2.0倍~20.0倍;相对土壤分离速率和细沟可蚀性均随结皮盖度的增加呈指数衰减;通径分析显示土壤分离能力主要受结皮盖度、土壤黏结力和沙粒含量的影响,细沟可蚀性主要受结皮盖度和土壤容重的影响;非线性回归表明,土壤分离能力可用水流剪切力、黏结力和结皮盖度的幂函数进行模拟(NSE=0.947)。综上,三峡库区生物结皮的发育有效增强了土壤侵蚀阻力,其抑制土壤分离主要通过地表覆盖的直接保护作用和土壤属性的间接改变作用。

摘要：为弄清雨强、土层厚度分布和土层底部透水性交互作用对山区陡坡坡面产流产沙过程影响规律,本文基于4种设计土槽进行室内模拟连续降雨试验。结果表明:地表径流率在连续降雨过程中呈明显波动上升趋势,侵蚀速率均值在连续降雨过程中呈现先增加后减小的趋势。地表径流率主要受到雨强的影响,方差贡献率达88.85%,侵蚀速率主要受到雨强以及土层厚度分布和雨强的交互影响,方差贡献率分别为46.13%和20.64%,土层厚度分布和土层底部透水性的交互作用对侵蚀速率也有一定影响,方差贡献率为9.21%。因此,除考虑雨强外,还应兼顾考虑土层厚度分布、土层底部透水性及其交互作用对产流产沙过程的影响。本研究可为山区坡面复杂下垫面条件下的坡面产流产沙机理提供理论支撑。

摘要：地面雨量站是降水数据最直接的来源,合理的雨量站点密度与空间布局能准确反映流域面雨量,对于构建流域水文模型至关重要。以黄土高原岔巴沟流域为研究对象,采用2001-2010年流域内11个地面雨量站的日、周、15 d时间尺度降雨量序列,以信息熵理论为基础,基于最大信息最小冗余准则(MIMR),分析11个地面雨量站之间降雨的信息相互关系和信息传递规律,并结合流域多年降雨时空分布特征,对岔巴沟流域雨量站网进行优化。结果表明:岔巴沟流域降雨量在2001—2010年间无明显变化趋势,降雨空间分布呈由西南到东北递减趋势;不同时间尺度降雨序列的联合熵、互信息、冗余信息变化总体相同;总体信息随站点增多趋向稳定,站点之间传递的信息越来越少,冗余信息越来越多;另外,随着时间尺度变大,联合熵稳定越快,冗余信息越多。依据流域雨量站点间信息熵变化规律,对岔巴沟流域雨量站网进行了优化,确定不同时间尺度下的流域最佳雨量站密度和分布,优化后的流域雨量站网能较好的反映流域降雨信息。研究结果可为今后流域雨量站网的优化布局提供理论依据。

摘要：合理选址,以及满足设计标准的拦挡、截排水等防护措施是弃渣场不致灾的基本条件.某水电站地处山区,施工过程中弃渣量大、弃渣场级别高、选址困难,在对其进行原位变形监测的基础上,通过对弃渣场规模、级别、选址、周边环境,以及截排洪、拦挡及防护设计标准等进行分析,采用瑞典圆弧法对弃渣场的边坡稳定性进行了计算.计算和监测结果表明,在正常运用工况和非正常运用工况下,弃渣场边坡稳定性现状满足规范要求,原位变形监测结果验证了瑞典圆弧法对弃渣场边坡稳定性计算结果的准确性.

摘要：基于近年来的山洪灾害调查评价数据,以云南省永善县为例,在要素评价框架下提出了一种县域尺度山洪灾害危险评价方法。该方法以小流域为基本统计单元,从河道形态、小流域属性等方面细化指标体系,并综合主成分分析、层次分析法和熵值法进行指标权重设计。结果表明,永善县山洪灾害危险分布主要受褶皱山系控制、区域特征明显,高危险区约占全县小流域总量的59%,主要沿五莲峰山系贯穿县境南北,低危险区集中在县域东南低地势起伏地区。通过对比历史资料,认为该方法精度较高,可为山洪灾害调查评价工作提供补充,为小流域山洪灾害监测预警设施布设、优化山区村镇居民点和开发建设项目布局等提供指导。