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黄土高陡边坡降雨侵蚀径流运动过程及输沙规律研究: 我国黄土高原地区坡陡沟深，地形复杂，水土流失严重。随着黄河流域高质量发展，在工程建设中出现了大量45°以上的高陡边坡，在暴雨径流作用下往往造成严重的土壤侵蚀。为探明降雨条件下黄土高陡边坡降雨径流侵蚀的水动力学特性及输沙机...; 李兴华; 关键词：高陡边坡输沙规律; 文献传递

坡度对降雨径流挟沙能力影响的模拟试验被引量：4: 2023年; 高陡边坡降雨径流侵蚀输移能力是一个重要的科学问题。通过室内模拟降雨试验研究相同雨强不同坡度和坡长条件下的降雨径流侵蚀输移规律。结果表明:(1)试验条件下,水深与水力坡度的1/3次方呈负相关,与坡长的3/5次方呈正相关,流速与水力坡度和水深呈幂函数增加;(2)相同雨强裸坡条件下,径流含沙量与水力坡度的1/2次方呈正相关,与坡长的4/5次方呈正相关。水流挟沙能力约与水力坡度的1/2次方呈正相关。(3)降雨径流的水流紊动扩散作用与重力作用的比值较明渠水流偏大,表明雨滴打击的紊动作用较明显,给出挟沙能力公式。与常用的河流泥沙挟沙能力公式比较,系数偏大,指数偏小。研究成果对深入分析降雨径流侵蚀输移的机制具有重要意义。; 王照润高建恩周凡凡王鹭张元元高哲李兴华; 关键词：水力坡度流速水深水流挟沙能力

坡面降雨径流侵蚀输沙的不平衡特性研究被引量：6: 2021年; 针对降雨和床面大糙度共同作用下坡面降雨径流侵蚀不平衡输沙特性研究薄弱的问题,采用室内模拟降雨试验的方法,研究不同降雨强度和坡长条件下的坡面降雨径流侵蚀输沙特性。结果表明:(1)坡面为裸坡、坡度为10°条件下,径流含沙量随坡长的增加呈增大趋势,当坡长由1 m增加至8 m时,同一雨强下径流含沙量增大3.28~7.15倍;径流含沙量随雨强的增大而增加,当雨强由40 mm/h增大至120 mm/h时,同一坡长下径流含沙量增加1.41~2.97倍。(2)分析降雨径流侵蚀条件下,水动力学参数对坡面径流挟沙能力的影响发现,水流挟沙能力与流速的3次方成正比,与水力半径和沉速的乘积成反比,得到降雨条件下的水流挟沙能力计算公式。(3)研究坡面降雨径流侵蚀输沙的不平衡特性表明,雨强与恢复饱和系数之间呈幂函数关系,给出坡面不平衡输沙模型并进行验证,表明该模型可以较好地模拟坡面降雨径流侵蚀输沙沿程变化。研究结果可为预测坡面径流侵蚀输沙沿程变化及完善坡面径流侵蚀机理提供参考。; 周凡凡高建恩王照润王鹭刘思璇高哲李兴华; 关键词：水流挟沙能力不平衡输沙坡长雨强

黄土高原丘陵沟壑区梯田大棚滴灌设计与初步应用: 针对退耕还林及生态环境建设造成土地资源紧张,水土保持型高效农业发展迅速,土壤侵蚀与灌溉模式落后等问题,该研究通过对延安市安塞县马家沟梯田大棚高效用水系统进行设计,给出了一种梯田大棚水土保持型高效农业用水模式为:梯田大棚雨...; 刘丽高建恩李兴华白先发李娟; 关键词：水窖膜下滴灌; 文献传递

黄土丘陵沟壑区沟道土地整治工程的排水设计被引量：4: 2020年; [目的]针对黄土丘陵沟壑区沟道土地整治工程新造地排水困难而引发的土地不均匀沉降、盐碱化、坝体管涌等灾害问题,探索沟道土地整治工程的排水设计方式,为今后相关领域的排水设计提供参考。[方法]以陕西省延安市羊圈沟子流域为研究对象,基于小流域暴雨设计标准,结合室内试验结果和相关设计规范,设计一种碎石与盲沟相结合的排水方式,并通过后期原型观测验证工程设计。[结果]①新造地排水设计3条截面均为1 m×0.5 m,长度分别为60,30,30 m,坡降为6%~10%的地下盲沟。盲沟用粒径50~80 mm的碎石填充,并用无纺土工布包裹,盲沟排水通过挡土坝收集于下游水窖并进行利用;②野外初步监测表明,在次降雨54.2 mm的情况下,对比无工程措施的沟道新造地,碎石盲沟排水工程可分别使新造地土壤含水率和电导率的增幅相对降低46.81%和3.61%。[结论]碎石盲沟排水设计可有效缓解沟道新造地土壤的蓄水和盐碱化程度,从而提升沟道新造地的风险响应能力。; 窦少辉高建恩李兴华李兴华刘思璇周凡凡; 关键词：黄土丘陵沟壑区排水设计

黄土高原泾河流域梯田对河道径流及生态基流影响被引量：3: 2015年; [目的]定量分析泾河流域梯田建设对河道径流、生态基流的影响程度,为流域梯田建设提供一定理论支撑。[方法]采用合作开发的嵌入梯田模块的SWAT(soil and water assessment tool)模型模拟河道径流量。[结果]嵌入梯田模块的SWAT模型在模拟河道径流时可满足模型模拟精度的要求;随着梯田面积增加,河道年径流量减少,生态基流保障程度提高,年、月生态基流不满足天数降低;梯田的年平均减流量为4.25×104 m3/(km2·a);梯田具有蓄洪补枯作用,且对丰水期的调控效果高于枯水期,对河道生态基流的影响为:枯水期>平水期>丰水期。[结论]嵌入梯田模块的SWAT模型在该流域具有较好的适用性,提高流域内梯田面积是滞洪补枯的有效手段之一,在一定程度上保障了河道生态基流。; 李娟高建恩张元星邵辉; 关键词：泾河流域梯田生态基流

黄土丘陵沟壑区沟道土地整治次生灾害防控工程技术初步研究: 黄土丘陵沟壑区自2010年实施沟道土地整治工程以来，目前整治土地约50万亩，潜在整治土地面积巨大。沟道土地整治工程主要通过利用废旧淤地坝或者兴建挡土墙以形成拦土控制工程，再通过切削沟道两岸边坡回填沟道，迅速形成高质量耕地...; 窦少辉; 关键词：次生灾害入渗特性排水设计; 文献传递

黄土丘陵区梯田大棚集雨滴灌的水土保持效益分析被引量：1: 2015年; 退耕还林及生态环境建设使陕北地区农田面积减少,而水土保持型高效灌溉农业发展迅速。以安塞县马家沟梯田大棚为研究对象,分析了梯田大棚集雨滴灌的水土保持型高效农业用水模式,结果表明:梯田大棚滴灌采用棚面收集雨水存贮在下部水窖,利用不同阶层的梯田落差,结合太阳能及重力等动力,布置大棚膜下作物滴灌系统。设计的水窖容积0.06m3/m2,灌水定额为1 800m3/hm2,灌水次数为12次。系统运行后,可节省灌溉费用2.8元/m2,减少侵蚀6 338t/(km2·a),节省回填费用0.5元/(m2·a),单个梯田大棚农户每年可增加经济收益1 480元。; 刘丽高建恩邵辉娄现勇; 关键词：水窖膜下滴灌

黄土丘陵沟壑区20年龄期梯田果园对不同标准极端降雨侵蚀调控作用被引量：4: 2019年; 针对黄土丘陵沟壑区极端暴雨频发,严重威胁梯田果园安全生产,而梯田果园对不同标准的极端暴雨侵蚀调控研究薄弱这一科学问题,在延安方塔20年龄期的梯田果园上进行野外模拟降雨试验,对果树、坡面植被、坡面枯落物3种调控因子在降雨强度由百年一遇增大到万年一遇时的侵蚀调控效果开展研究。结果表明:(1)相较于无调控措施,枯落物的减水率由44.11%增大到52.55%,坡面植被的减水率由22.81%增大到26.98%,而果树对产流的消减作用存在阈值,其对产流的消减量为4.49~5.81 L/m^2。(2)相较于无调控措施,果树、坡面植被和枯落物对侵蚀产沙的消减量都随雨强增大而增大,但坡面植被的减沙率随暴雨标准提升而减小,果树的减沙率随暴雨标准提升呈正相关,当降雨标准超过千年一遇时,果树对产沙调控效果超过坡面植被,枯落物在减少侵蚀产沙中一直处于主导地位,其减沙率在60%以上。(3)梯田果园在3个调控因子综合作用下,减水减沙效益超过80%,遭受万年一遇暴雨时,次降雨侵蚀模数仅为93.75 t/km^2,低于容许土壤侵蚀量,说明随梯田果园生产年限增加安全标准提高。本研究能为黄土丘陵沟壑区数百万亩梯田果园梯安全生产提供科技支撑。; 林廷武高建恩龙韶博窦少辉张昊晨李兴华

降雨对坡面薄层水流泥沙起动的影响被引量：4: 2013年; 针对降雨条件下坡面泥沙起动研究不足,基于动量守恒原理,导出了雨滴对坡面泥沙颗粒作用力的数学表达式,采用滑动起动模式,建立了适用于降雨条件下坡面薄层水流的非黏性泥沙起动流速公式.公式系数通过室内和野外实测资料率定获得.结果表明降雨对坡面泥沙起动具有促进作用,其作用大小主要与降雨强度(i)、泥沙粒径(d)及水深与雨滴直径比(h/d y)有关.雨强越大,泥沙越易起动,而泥沙粒径或h/d y越大,降雨的影响则越小.将该公式应用于降雨条件下坡面薄层水流泥沙搬运能力计算,计算值与实测值吻合较好.; 赵春红高建恩王宏杰邵辉许秀泉; 关键词：坡面流起动流速

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国家自然科学基金(41371276)

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