国家自然科学基金(41071191)
- 作品数：9 被引量：162H指数：7
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- 相关机构：黄河水利科学研究院华北水利水电学院河海大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划中央级公益性科研院所基本科研业务费专项更多>>
- 相关领域：农业科学更多>>
- 苜蓿草地侵蚀产沙过程及其水动力学机理试验研究被引量：65
- 2011年
- 利用人工模拟降雨试验,定量研究了不同降雨强度(45mm/h、87mm/h、127mm/h)下20°陡坡苜蓿草地的产流产沙变化规律,分析了苜蓿草地侵蚀产沙的水动力学机理。试验结果表明,苜蓿草地累积径流量和累积产沙量与降雨时间呈良好的幂函数关系,随着降雨时间的增大而增大。在45mm/h和87mm/h降雨强度时,草地径流量和侵蚀产沙量呈高-低-稳定的变化趋势;在127mm/h降雨强度时,草地径流量和侵蚀产沙量呈高-低-高的变化趋势。苜蓿草地的水土保持作用通过改变土壤的入渗特性实现,草地坡面入渗率与径流量和产沙量呈明显负线性相关。从水动力学角度对苜蓿草地径流剪切力和单位水流功率与输沙率的关系进行了分析,得出试验条件下苜蓿草地的临界径流剪切力值为2.857N/m2,临界单位水流功率值为0.0114m/s,输沙率随径流剪切力和单位水流功率的增大而增大。
- 肖培青姚文艺申震洲杨春霞
- 关键词：侵蚀产沙苜蓿草地
- 坡面产流过程及产沙临界对立地条件的响应关系被引量：32
- 2011年
- 利用人工模拟降雨试验,以黄土高原黄土丘陵沟壑区第三副区黄土为模拟对象,依据45、90和130mm/h降雨强度下共计18个试验组次观测资料,定量研究了裸地、草地和灌木地3种立地条件20°陡坡产流过程及其产沙临界的响应关系。研究表明,高强度降雨条件下,草地和灌木地的减流作用会降低;裸地径流过程具有明显的起涨阶段,而草地和灌木地的起涨阶段不明显,对径流过程具有消波调控作用,同时草地产流量受下渗率的影响比灌木地的大;裸地下渗率比草地和灌木地的明显为小,且其过程波动性强;3种立地条件的初渗率与稳渗率之差以裸地的最大,草地的最小,而且,产流与入渗的关系对降雨的响应是非线性的;断面比能参数可表征为产沙的主导因子,裸地、草地和灌木地的临界断面比能分别为0.074、0.11和0.13cm。该研究对于揭示植被调控坡面产流产沙机理,为生态修复工程建设提供科学依据具有重要科学意义。
- 姚文艺肖培青申震洲杨春霞
- 关键词：产流产沙水动力学参数模拟降雨
- 植被影响下坡面侵蚀临界水流能量试验研究被引量：34
- 2011年
- 坡面侵蚀临界水流能量是反映土壤抗蚀作用强弱的重要特征值。利用人工模拟降雨试验,定量研究了在45mm/h、87 mm/h和127 mm/h降雨强度下、20°陡坡面裸地、草地和灌木地的坡面侵蚀临界水流能量。结果表明,不同植被条件下坡面输沙率随径流切应力、单位水流功率和断面比能的增大而增大,有良好的响应关系。裸地、草地和灌木地坡面侵蚀的临界径流切应力分别为0.86 N/m2、2.86 N/m2和1.65 N/m2,临界单位水流功率分别为0.0036 m/s、0.0127 m/s和0.0169 m/s,临界断面比能分别为0.074 cm、0.11 cm和0.13 cm。在具有植被条件下,只有当水流具有更大的能量时,才会引起坡面土壤侵蚀。该研究对于揭示植被调控坡面产流产沙机理,为生态修复工程建设提供科学依据具有一定的科学意义。
- 肖培青姚文艺申震洲杨春霞
- 关键词：植被土壤侵蚀坡面流
- 植被固土减蚀作用的力学效应被引量：9
- 2013年
- 通过分析黄土丘陵沟壑区第一副区、第二副区和水蚀风蚀交错区不同植被坡面土壤的抗剪切力特性,研究植被固土减蚀的力学效应。结果表明,不同植被坡面土壤抗剪强度随垂直压力的增大而呈线性增大,抗剪强度与剪切面上的法向压力成正比,且符合库仑定律;由于根系的固结作用,植被坡面土壤的抗剪强度明显增加,植被坡面的黏聚力和内摩擦角角度大于裸地坡面的黏聚力和内摩擦角角度;不同植被坡面的黏聚力是裸地黏聚力的1.04～2.11倍,不同植被坡面的内摩擦角角度是裸地内摩擦角角度的1.03～1.19倍;不同植被坡面黏聚力与侵蚀产沙量呈显著的负相关关系,随着黏聚力的增大,产沙量呈下降的趋势;不同植被坡面产沙量随径流切应力的增大而增大,具有较好的线性相关关系。在上述分析基础上,建立了临界径流切应力与土壤抗剪强度和黏聚力的关系,从力学层面认识了坡面侵蚀产沙的过程机理。
- 肖培青姚文艺刘希胜申震洲
- 关键词：抗剪强度黏聚力侵蚀产沙量植被
- 黄土高原植被固土减蚀作用研究进展被引量：6
- 2012年
- 植被是控制和减弱水土流失的有效措施,具有保持水土的作用,在黄土高原生态环境建设中具有不可替代的作用。在系统分析黄土高原植被减水减沙作用研究现状的基础上,概述了植被改善土壤特性、植被与土壤抗冲性、植被与土壤抗剪强度、植被减蚀作用的动力学机理等方面的最新研究进展,并针对目前存在的问题以及今后有待深入研究的问题进行了探讨。该研究对于揭示植被固土减蚀作用的机理,为生态修复工程建设提供科学依据,具有一定的意义。
- 肖培青姚文艺张海峰
- 关键词：植被水土流失黄土高原
- 灌木减流减沙效应及其水力学机理试验研究被引量：8
- 2012年
- 利用人工模拟降雨试验,定量研究了不同降雨强度下20°陡坡面灌木的减流减沙效应,探讨了灌木保持水土作用的水力学机理。结果表明:在45、90和130 mm/h降雨强度下,灌木地坡面土壤的平均入渗率是裸地坡面入渗率的2.9～4.7倍;与裸地相比,灌木地径流流速减少59.4%～81.9%,径流量减少61.7%～80.6%,产沙量减少95.5%～99.3%;断面比能参数可表征为侵蚀产沙的主导因子,灌木地临界断面比能值为0.13cm,裸地临界断面比能值为0.074cm。研究结果对定量评价灌木减流减沙作用有一定的参考意义。
- 肖培青姚文艺王昌高
- 关键词：侵蚀产沙量灌木
- 植被影响下的坡面水力侵蚀研究进展被引量：9
- 2013年
- 介绍了植物根部对土壤特性影响、植物冠部对降雨击溅影响和植物茎部对径流影响等坡面水力侵蚀研究的进展情况。认为目前对植被影响下的坡面水力侵蚀的研究还存在试验观测和数据分析困难、土壤的抗冲性和抗蚀性耦合难以单独剥离出来、对植物冠部消能减蚀作用了解较少、试验观测数据难以精细化等问题。提出应加强从植被角度对坡面水力侵蚀进行系统的、机制性的研究,并应重视对试验测量设备和手段的提升。
- 杨帆姚文艺戴文鸿肖培青申震洲焦鹏
- 关键词：植被水力侵蚀坡面径流
- 植被影响下坡面流阻力变化特征研究被引量：31
- 2013年
- 坡面流阻力是反映坡面流水力学特性的重要特征值。利用人工模拟降雨试验,定量研究了在45、87和127mm/h降雨强度下,20°陡坡面裸地、草地和灌木地的坡面流阻力变化特征。结果表明,由于植被覆盖措施的阻滞作用,相对于裸地坡面,草地和灌木地坡面径流阻力系数明显增大。草地和灌木坡面阻力系数分别是裸地坡面的5.58～7.45倍和5.61～6.26倍。不同被覆条件下坡面平均阻力系数与降雨强度关系密切,随降雨强度的增大呈减小趋势。同时,坡面流阻力系数受到降雨强度和下垫面条件发育形态的共同影响。建立了不同被覆坡面的复合非线性阻力系数计算公式,变量系数表明草被覆盖度和降雨强度对坡面流阻力大小有着决定性的影响。该研究对于揭示植被调控坡面产流产沙机理,为生态修复工程建设提供科学依据具有一定的科学意义。
- 肖培青姚文艺李莉杨春霞
- 关键词：坡面流植被模拟降雨
