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坡面动力侵蚀过程的实验研究进展 总被引：14，自引：3，他引：11
本文首先总结了坡面流及坡面动力侵蚀过程的实验设备、技术手段及实验内容方面的进展,然后全面探讨了坡面侵蚀实验方面的国内外研究最新进展,最后作者分析了实验研究方面存在的问题,并提出了前景展望。 相似文献
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坡面含沙水流水动力学特性研究进展 总被引：22，自引：0，他引：22
坡面流是坡面侵蚀的主要动力之一,具有独特的水动力学特性。本文对坡面含沙水流的流态、阻力系数、流速的测量与计算、径流能量以及含沙量对以上参数的影响进行了系统深入的论述。表征坡面流流态的参数有雷诺数与弗汝德数,雷诺数研究的分歧点一般存在于对其“层流”的界定上,降雨扰动是造成其流态特殊性的主要原因,一般认为裸土上的清水坡面流弗汝德数大于1,较少的研究含沙水流流态的资料表明,目前对含沙水流雷诺数的观点不一,但多数学者认为含沙水流属于缓流范畴;不同坡面试验所获得的阻力系数值不同,影响阻力系数的因素有雷诺数、水深、弗汝德数、含沙量等,在含沙水流中,阻力系数与雷诺数、水深的关系复杂,与弗汝德数呈负相关,随含沙量的增加而增大;测量坡面流流速的方法很多,各自存在优缺点,精密仪器暂不适合量测含沙水流,用染色剂法测量坡面含沙水流的流速具有一定的可行性,常采用坡度、流量的幂函数计算坡面流流速,一般认为流速与含沙量呈反比;能量是坡面流水动力学特性的综合体现,一般认为随着含沙量的增加,坡面流能量消耗呈增加趋势。在此基础上提出了目前研究中存在的不足之处,为分析坡面侵蚀机理、完善坡面侵蚀模型提供理论依据。 相似文献
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坡面土壤侵蚀临界坡度问题的理论与实验研究 总被引：81，自引：2，他引：79
本文首先在分析坡度对坡面流及坡面侵蚀的基础上,运用能量法及泥沙运动力学两种方法从不同理论角度探讨了坡面土壤侵蚀临界坡度问题;其次,通过室内外实验观测资料,结合与其他学者观点的比较分析,最后得出结论：坡面侵蚀以溅蚀为主时,临界坡度应小于２２°;以面蚀为主时,临界坡度为２２°～２６°左右;以沟蚀为主时,临界坡度会超过３０°;若以重力侵蚀为主,临界坡度可能会更大。 相似文献
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退耕草地近地表层特征对坡面流流速的影响 总被引：5，自引：0，他引：5
《山地学报》2015,(4)
坡面流是坡面土壤分离与泥沙输移的驱动力与载体,退耕还林还草工程实施后,可能导致近地表层特征发生改变,集中体现为植被覆盖率提高、植被茎秆及枯枝落叶层出现、生物结皮发育、根系系统的形成,进而引起坡面流水动力学特性的变化。然而,目前对退耕引起土壤近地表层特性变化对坡面流水动力学特性的影响尚不清楚。因此,通过野外放水冲刷实验(坡度12°~14°;单宽流量0.002~0.006 m2/s),系统研究了退耕草地近地表层特征(茎杆-枯枝落叶层、生物结皮、植被根系)对坡面流流速的影响。结果表明:坡耕地撂荒7 a后,土壤近地表层特征对坡面流流速影响显著,随着土壤近地表层特性各作用(如根系、生物结皮、植物茎秆及其枯落物)的依次叠加,水流流速依次递减,分别较黄土母质(T4)减少了12.76%、41.53%和66.78%,且平均流速随枯落物干重、根系重量密度的增大呈幂函数形式下降。研究成果对于理解退耕草地坡面侵蚀动力的变化及其机制,具有重要的意义。 相似文献
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论坡面侵蚀的临界坡度 总被引：71，自引：1，他引：71
尽管对坡面水力侵蚀中的临界坡度已作了大量研究，但对临界坡度的大小目前仍无一致结论。本文从坡面流的能量理论出发，对临界坡度进行了研究。结果表明，在流量一定时临界坡度在２４°－２９°之间，其大小视坡面水深与大于等于８４％的坡面颗粒的粒径而定。这一结果与众多室内外试验结果一致，从而从理论上解决了临界坡度的大小问题。 相似文献
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基于室内人工降雨试验条件下获取的黄土坡面侵蚀的九期DEM数据，计算出不同演化时期黄土坡面的坡度、坡向及沟道网络，利用等分坡度直方图、等分坡向玫瑰花图和沟道分级网络对坡面侵蚀变异特征进行研究，并初步分析了该变异特征与黄土坡面侵蚀和演化过程之间的关系。结果表明：在黄土坡面侵蚀过程中，该坡面的坡度离散程度在逐步增加后基本保持稳定；其主导坡向总体呈现逐步有序化的变化特征，由多个主导坡向逐步演化为与该坡面主干沟道总体走向基本一致的一个主导坡向；其沟道网络逐步发育成典型树状网络并基本保持稳定，且形成了完整和严密的沟道等级结构。上述侵蚀坡面变异特征在一定程度上反映出该坡面在发育初期侵蚀较为强烈但在后期强度有所减弱。本研究是对黄土侵蚀坡面变异特征的初步探索，对未来进一步揭示黄土坡面的侵蚀机理和演化规律具有重要理论意义。 相似文献
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坡面土壤侵蚀过程研究进展 总被引：42，自引：9，他引：33
基于土壤侵蚀发生方式,重点评述了坡面雨滴溅蚀、薄层水流侵蚀、细沟侵蚀和浅沟侵蚀的研究进展,指出了各自研究中存在的问题,并提出坡面侵蚀过程中亟待加强的研究领域。 相似文献
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山前洪积扇坡面细沟侵蚀跌坑特征的试验研究 总被引：1，自引：0，他引：1
跌坑的出现是坡面侵蚀过程中的重要现象,标志着细沟侵蚀正在发育,跌坑的贯穿标志着细沟的形成。采用土槽冲刷模型试验,选取流量、坡度、冲刷时间和坡面形态作为影响跌坑发育的因子结合正交试验调查了不同试验条件下跌坑发育特征及影响因素。结果表明：影响跌坑发育的因素主次为冲刷时间、流量、坡面形态、坡度;跌坑沿坡面连续分布,深度具有波动性,沿坡向下呈现先增大后减小的趋势,最大值一般发育在坡面中部;根据跌坑的发育特征将坡面细沟侵蚀划分为片蚀、细沟雏形、细沟发育和细沟调整四个阶段;坡面细沟侵蚀跌坑深宽积与土壤侵蚀量具有较显著线性关系。研究结果对输油管线水毁及水土流失防治具有一定的参考价值。 相似文献
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紫色土坡地侵蚀产沙过程的~7Be法初探 总被引：1，自引：0，他引：1
利用环境放射性核素示踪技术研究土壤侵蚀是传统土壤侵蚀监测技术的重要补充手段。宇宙成因核素7Be具有半衰期短和在表土分布浅等特点,能够用于指示短时间尺度的坡面侵蚀堆积过程。采用7Be技术与泥沙颗粒分析相结合,定量判读了模拟降雨下紫色土坡面侵蚀过程演变。结果表明,对于20°坡面,7Be法指示的坡面侵蚀方式转折点与侵蚀泥沙颗粒变化得到的结果基本一致。7Be在表征侵蚀过程演变时具有独特的优势,可以将坡面片蚀发育过程随降雨时间的变化明显地识别出来。这对防治坡面侵蚀,特别是细沟侵蚀的发生具有重要意义。 相似文献
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地表覆盖对坡面流流速影响的模拟试验 总被引：3，自引：0，他引：3
植被覆盖对坡面流流速的影响,会引起坡面输沙特征的改变,但在陡坡条件下盖度与流速的响应关系尚不明确.针对目前国内外研究的不足,本研究采用变坡实验水槽在较大坡度(5°～ 25°)、流量(0.25 ～2 L/s)和盖度(0％～25％)范围内,系统研究了坡面流平均流速与盖度、坡度、流量之间的关系.结果表明:坡面流流速在0.15～ 1.35 m/s内变化,流速与盖度、坡度和流量关系密切.随着地表模拟盖度的增加,水流克服覆盖物的阻碍作用而消耗的能量越多,水流流速随之减小.随着坡度和流量的增加,坡面流重力势能与水流动能增加,因此流速随坡度和流量呈幂函数增加.通过统计回归发现,盖度对流速的影响最大,占45％左右,坡度和流量次之.三个因子可以较好模拟陡坡、定床条件下水流流速(R2 =0.93).研究结果有助于认识陡坡地表覆盖下坡面流的水动力学特性,为建立土壤侵蚀过程模型提供理论基础. 相似文献
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紫色土坡面水流跌坑形态特征及其成因 总被引：1，自引：0，他引：1
跌坑的形成是坡面侵蚀过程中的重要一环,是细沟开始出现的临界形态,跌坑的贯穿标志着细沟的形成。本研究采用模拟降雨与微地形测量相结合的方法,调查了不同雨强下紫色土坡面跌坑的发育过程及其形态分布。试验结果表明,降雨初期紫色土坡面水流跌坑边界模糊,横断面上跌坑基本在相同水平线上,与紫色土颗粒组成较粗有关;1.83～2.33 mm/min的雨强下,顺坡跌坑平均间距变化于8.2～9.4 mm之间,跌坑深度顺坡分布呈现较大的波动性,平均深度介于1.4～1.8 cm,总体上随雨强呈增大趋势;横断面上跌坑宽度变化相对较大,平均宽度介于9.4～16.3 cm,随雨强变化趋势不明显;跌坑水平间距除边界外相对稳定,地势低洼处优先形成跌坑,但也并非尽然;基于运动波理论分析认为,紫色土坡面跌坑的连续分布是坡面流运动波的能量周期性波动作用形成。 相似文献
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黄土高原地区坡面土壤侵蚀具有明显的垂直分带性,溅蚀片蚀带是坡面侵蚀的最上方地带,研究片蚀过程含沙量变化有助于阐明坡面侵蚀规律。本文采用人工模拟降雨试验方法研究了黄土坡面片蚀稳定含沙量及其影响因素;试验处理包括2种质地的黄土(塿土和黑垆土),2个雨强(90和120 mm/h)和4个坡度(10°、15°、20°和25°)。结果表明：在不同质地黄土、降雨强度和坡度条件下,水流含沙量均呈现先减小后平稳的规律;稳定含沙量与土壤颗粒体积分形维数、降雨强度和坡度呈幂函数关系,稳定含沙量随土壤颗粒体积分形维数的增大而减小,随降雨强度和坡度的增大而增大,影响程度依次为土壤颗粒体积分形维数、降雨强度和坡度;所分析的水动力学指标中单位水流功率与稳定含沙量关系最密切,降雨强度对稳定含沙量的影响大于单位水流功率。 相似文献
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从分析细沟床面上切应力出发，在细沟全断面泥沙处于临界起动条件下，导出了细沟临界断面方程并讨论其水力几何要素的变化，进一步提出用细沟密度去分析坡地的土壤侵蚀程度． 相似文献
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Soil erodibility and processes of water erosion on hillslope 总被引：14，自引：0，他引：14
The importance of the inherent resistance of soil to erosional processes, or soil erodibility, is generally recognized in hillslope and fluvial geomorphology, but the full implications of the dynamic soil properties that affect erodibility are seldom considered. In Canada, a wide spectrum of soils and erosional processes has stimulated much research related to soil erodibility. This paper aims to place this work in an international framework of research on water erosion processes, and to identify critical emerging research questions. It focuses particularly on experimental research on rill and interrill erosion using simulated rainfall and recently developed techniques that provide data at appropriate temporal and spatial scales, essential for event-based soil erosion prediction. Results show that many components of erosional response, such as partitioning between rill and interrill or surface and subsurface processes, threshold hydraulic conditions for rill incision, rill network configuration and hillslope sediment delivery, are strongly affected by spatially variable and temporally dynamic soil properties. This agrees with other recent studies, but contrasts markedly with long-held concepts of soil credibility as an essentially constant property for any soil type. Properties that determine erodibility, such as soil aggregation and shear strength, are strongly affected by climatic factors such as rainfall distribution and frost action, and show systematic seasonal variation. They can also change significantly over much shorter time scales with subtle variations in soil water conditions, organic composition, microbiological activity, age-hardening and the structural effect of applied stresses. Property changes between and during rainstorms can dramatically affect the incidence and intensity of rill and interrill erosion and, therefore, both short and long-term hillslope erosional response. Similar property changes, linked to climatic conditions, may also significantly influence the stability and resilience of plant species and vegetation systems. Full understanding of such changes is essential if current event-based soil erosion models such as WEPP and EUROSEM are to attain their full potential predictive precision. The complexity of the interacting processes involved may, however, ultimately make stochastic modelling more effective than physically based modelling in predicting hillslope response to erodibility dynamics. 相似文献
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Acceleration of Horton overland flow and erosion by footpaths in an upland agricultural watershed in northern Thailand 总被引：1，自引：0，他引：1
Through field rainfall simulation experiments in an upland mountainous watershed of northern Thailand, we have identified two phenomena that increase the potential for Horton overland flow (HOF) generation on agricultural lands. First, there appears to be a transition period of 12–18 months, extending from the time of abandonment until the formation of a dense vegetation layer capable of intercepting rainfall and ponding surface water, during which HOF generation is accelerated. Simulation data indicate these recently abandoned fields may have runoff coefficients (ROCs) as high as 40% during large seasonal storms with wet antecedent soil moisture conditions. In comparison, actively cultivated lands and advanced (>16–18 months) fallow fields, the land surfaces existing before and after the threshold period, have ROCs≤4%. Secondly, compacted path surfaces initiate HOF within agricultural fields, which have saturated hydraulic conductivity (Ks) values that are 100–200 mm h−1 higher. In the study area, path/furrow networks, comprising 8–24% of field surface areas, are designed to provide walking access within fields and channel excess surface flow from the fields. Compared with hoed surfaces, path/furrows reduce the time to HOF generation by about 85% and have ROCs that are six times higher. Access paths have the lowest Ks values of all watershed surfaces, but conveyance efficiency of HOF generated on these surfaces is low. Even recently created field paths are capable of reducing runoff generation time by 40–90% and producing sixfold increases in ROCs. Collectively, the data suggest that agricultural erosion rates are accelerated during the 12–18-month threshold period following abandonment and during storms where path-generated HOF interacts with adjacent planting surfaces. Despite having periods of increased HOF generation, the total HOF contribution from agricultural fields to the basin stream hydrograph is similar in magnitude to that of unpaved roads, which occupy 95% less land area. 相似文献