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不同人工糙率床面水力学特性的试验研究被引量：11: 2012年; 采用变坡试验水槽,研究了不同流量,不同坡度以及不同糙率条件下坡面流水力学参数(雷诺数、弗劳德数、平均流速、水深和阻力系数)变化规律。研究结果表明,在糙率、坡度相同情况下,坡面流的雷诺数、弗劳德数、平均流速、水深和阻力系数均随流量的增大而增大;在坡度、流量相同条件下,随着糙率的增大,坡面流的雷诺数,弗劳德数和平均流速在减小,阻力系数和水深在增大;平均流速、水深和阻力系数与流量和坡度的关系可用简单幂函数表示,而且主要由流量控制。; 翟艳宾吴发启王健尹武君; 关键词：坡面流糙率流态水深

黄土高原主要秋作物坡地降雨入渗特征参数研究被引量：9: 2014年; 为揭示作物覆盖条件下坡耕地降雨入渗特征,以黄土高原3种典型秋作物（玉米、大豆和谷子）为对象,在3°～15°的坡地径流小区上,采用人工模拟降雨和水量平衡的方法,分析了作物全生育期降雨入渗过程中初始入渗率、稳定入渗率、平均入渗率和累积入渗量的数量特征及影响因素。结果表明：（1）作物坡地的降雨入渗过程随降雨历时的延长,入渗量呈由高到低的变化,波动性明显;（2）作物坡地的初始入渗率、平均入渗率和累积入渗量均高于裸坡地,而稳定入渗率除玉米坡地较大外,其余差异不大,4个参数值基本上与降雨强度和叶面积指数的增大成正比,与坡度成反比;（3）基于降雨强度、坡度及叶面积指数,通过多元回归分析建立了土壤初始入渗率、稳定入渗率、平均入渗率和累积入渗量多元回归模型,为入渗过程模拟提供了基础。; 吴佳王林华李占斌戚超; 关键词：降雨入渗特征参数坡耕地黄土高原

基于NDVI的延河流域时空演变分析被引量：15: 2017年; 利用8年的MODIS NDVI构建时序数据集,分析了延河流域2003—2010年植被覆盖度的时空格局和演变规律。借鉴时空数据分析模型,以栅格像元为分析单元,对该流域研究时段的绿度变换率进行计算分析,并利用像元二分模型对2003年和2010年地表植被覆盖度进行反演。结果表明:(1)延河流域植被生长状况总体呈改善趋势,延安南部林区、宝塔区东南部以及延长县中部植被覆盖较好且较稳定;(2)安塞县中南部、延长县大部以及杏子河中游的王瑶水库周边区域植被恢复效果显著;(3)在宝塔城区和城市重点开发区植被出现退化趋势。经分析,引起该流域局部植被退化主要是由于不合理的土地利用方式以及城市开发建设造成的植被破坏。基于像元的变化趋势分析更易于体现区域NDVI时空演变的细节信息。; 宋敏敏张青峰吴发启吴秉校吴驳; 关键词：植被覆盖度

近40年泥河沟流域耕地土壤有机质含量的变异性被引量：2: 2020年; 利用方差和变异系数分析了近40 a黄土高原泥河沟流域土壤有机质含量的时间变异性,分离了相关因素对总变异的影响。结果表明,1980年以来耕地土壤有机质含量呈阶段性上升趋势,变异性先增高后降低;修筑梯田、沟边防护和增施化肥对土壤有机质含量的变异起了很大的作用,增施化肥的影响效果略大于修筑梯田的效果;修筑梯田在初期因土壤扰动的影响,会造成土壤有机质含量的下降,而沟坡防护虽然只能在较小的面积上起到作用,但避免了土壤扰动,起到的效果更好;各类因素引起的变异是一种长期积累的过程,这个过程中土壤有机质含量并不会无限度地上升,含量越高上升越不明显。该区耕地土壤有机质含量从1980年的9.52 g/kg到2015年的14.58 g/kg,已由第二次全国土壤普查含量分级中的第7级上升到第5级,体现了该区的治理效益,也为今后流域的治理和管理提供了依据。; 吴驳吴发启佟小刚宋敏敏侯雷; 关键词：耕地土壤有机质

地表粗糙度对坡面流水动力学参数的影响被引量：7: 2015年; 通过不同粗糙度床面薄层水流的定床试验,研究了坡面流平均流速、径流深、雷诺数、弗劳德数和阻力系数随粗糙度和流量的变化规律。结果表明,地表粗糙度延缓了坡面流流速,并增大径流深,且粗糙度越大,其作用越明显;地表粗糙度的增加明显降低了坡面流的紊动性,水流流态由过渡流转变为层流,流型由急流变为缓流;随粗糙度的增加,阻力系数增大,径流沿程损失增大,从而削弱径流侵蚀力。; 施明新吴发启田国成张陆军王青; 关键词：粗糙度坡面流水动力学参数

黄土区不同生长期大豆坡耕地的入渗特征被引量：7: 2015年; 坡耕地水土流失是土壤侵蚀最为突出的问题。为了研究坡耕地在作物不同生长期内降水土壤水分入渗性能,选取大豆(Glycine max L.)的初花期(R1)、末花期(R2)、结荚期(R4)、始粒期(R5)的坡耕地为研究对象,并以裸坡为对照(CK),通过人工模拟降雨实验方法,分析其入渗过程及特征,并用Horton和Kostiakov入渗模型对入渗过程模拟。结果表明:不同降雨强度和坡度条件下,大豆各生长期的坡地与裸坡的初始入渗率、稳定入渗率、累计入渗量和入渗补给系数总体呈现出R5>R4>R2>R1>CK的变化趋势;采用的Horton和Kostiakov 2个入渗模型拟合效果较好,且能反映大豆坡耕地在不同生长期的降水入渗过程及其特征,二者的拟合优度都比较高,其中Horton模型的拟合效果优于Kostiakov模型。; 王林华马波吴发启; 关键词：生长期入渗特征坡耕地黄土高原

地表粗糙度对坡面流水动力学参数的影响被引量：14: 2015年; 坡面流阻力的研究对于深入认识坡面流水力特性及土壤侵蚀产沙机理具有重要意义。采用变坡试验水槽,利用定床阻力冲刷试验系统研究了坡面流Darcy-Weisbach阻力系数与粗糙度、流量、坡度和水流型态之间的关系。结果表明:阻力系数随着床面粗糙度的增加呈指数函数增大;阻力系数随着雷诺数的增加呈幂函数减小,且随粗糙度的增加;阻力系数与弗劳德数呈良好幂函数关系,且粗糙度的影响不显著,流量为主要影响因素;人工模拟粗糙度床面下,阻力系数可由粗糙度、流量和坡度的简单幂函数良好表示,并且粗糙度为主要影响因素,流量和坡度的影响相对较小。由因子分析可知,阻力系数可由粗糙度和弗劳德数良好表示,经检验该模型可用来计算不同粗糙度坡面薄层水流的阻力系数。; 施明新李陶陶吴秉校吴发启; 关键词：坡面流粗糙度水动力学参数

裸地雨滴溅蚀对坡面微地形的影响与变化特征被引量：15: 2012年; 为了探讨溅蚀作用与坡面微地形之间的相互关系,该文通过模拟降雨试验方法,研究了黄土区坡耕地无植被条件下雨滴对坡面微地形的溅蚀作用与变化特征。微地形由不同的耕作管理措施形成,包括锄耕措施、掏挖措施和等高耕作措施,以平整坡面为对照措施。降雨强度分别为60,90和120mm/h。试验小区大小为0.5m2。用溅蚀板测定坡面向下和向上2个方向的溅蚀量。利用激光扫描仪测定微地形,并结合GIS技术建立大比例DEM(分辨率2cm)。结果表明,在耕作管理条件下,坡面微地形具有降低坡面溅蚀量的作用。微地形的变化特征主要表现为微坡度的变化,而微坡向对溅蚀作用的变化不敏感。因此,微坡度可以作为研究雨滴溅蚀作用与微地形变化的一个反映指标。; 赵龙山梁心蓝张青峰吴发启; 关键词：降雨微地形溅蚀坡耕地地表糙度

近40年泥河沟流域耕地土壤磷素含量的时空变化被引量：6: 2019年; 【目的】磷是限制黄土高原地区农业生产的重要元素,研究黄土高原已治理小流域耕地土壤磷素含量的时空变化对该区耕地的评价与管理有着重要的指导意义。【方法】在实地调查研究的基础上,通过细致试验、微观分析和流域信息反馈检验,在不同时间、空间尺度上,计算整理归纳了近40年泥河沟流域耕地土壤磷素含量的变异性,并对引起变异的有关因素进行了分析。【结果】从时间上看,近40年泥河沟流域耕地土壤全磷含量呈现加速下降趋势,有效磷含量呈现先上升后下降的波动变化。土壤全磷含量随时间的变异与作物产量和施磷量的改变有关,1980—1998年耕地施用农家肥和磷肥较多,土壤磷的“输入”与“输出”较平衡,土壤全磷含量稳定在1.31~1.34g/kg之间;1998—2015年农家肥和磷肥投入减少,氮肥和复合肥投入增多,农作物产量持续增加,土壤全磷含量降低了27.1%。土壤有效磷含量的时间变异与施肥结构和速效磷肥施用量的改变有关,1980—2004年耕地速效磷肥的投入量增加了120kg/hm^2,土壤有效磷含量随之提高了2.6倍;2004—2015年由于施肥结构改变,速效磷肥的投入量减少,土壤碱性增强,土壤有效磷含量降低了24.7%。从空间上看,土壤磷素含量的空间变异主要受土壤侵蚀和土地管理的综合影响。均整坡耕地上土壤磷素含量呈现坡上<坡下,全坡面断面上呈现塬地>塬畔地>沟底地>沟坡地,全流域呈现平耕地>坡耕地>新修梯田。整坡耕地上土壤侵蚀使径流挟带泥沙和养分顺坡单向迁移,因为有效磷的迁移性比全磷强,所以差异性为有效磷>全磷;全坡面断面上靠近分水岭的塬地由于靠近居民区管理较为精细,土壤培肥程度高,土壤有效磷含量比其他位置耕地高出1倍以上;通过治理,全流域耕地的地形条件差异逐渐缩小,梯田面积由1980年的100hm^2增加至现在的250hm^2,坡耕地面积�; 吴驳吴发启佟小刚宋敏敏侯雷; 关键词：耕地土壤磷素

地表糙率对坡面流流速影响的试验研究被引量：17: 2015年; 地表糙率是影响坡面流流速特征及变化过程的重要因素。本研究采用变坡试验水槽在粗糙粒径（d≤10mm）、单宽流量（0.04-0.24 L·s^-1·m^-1）和坡度（2°-12°）范围内,利用定床阻力冲刷试验系统研究坡面流平均流速与粗糙粒径、流量和坡度之间的关系。结果表明：随着地表糙率的增加,水流克服阻力做功增加,能量降低,流速呈指数函数减小。地表糙率不同会导致坡面流速的主要控制因素不同,当粗糙粒径较小（0≤d≤2.5mm）时,糙率、流量和坡度对流速均有显著影响,解释方差分别为19.8%、44.8%和27.8%;当粗糙粒径较大（2.5〈d≤10mm）时，糙率和坡度对流速的影响很小（影响程度分别占8．8％和1．5％），流量为主要影响因素（占84．1％）。经多元回归分析发现，糙率对流速的影响最大（54．6％），流量次之（30．8％），坡度最小（6．6％），三者可以较好模拟定床条件下的水流流速（R^2=0．919），且流速与糙率负相关，与流量和坡度正相关。该研究结果有助于深入了解不同糙率的定床阻力下坡面流流速的时空分布特征，为坡面土壤侵蚀过程物理模型的建立提供科学依据。; 施明新吴发启田国成; 关键词：水力学坡度

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国家自然科学基金(41271288)

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