【摘要】：為了研究礫石對工程堆積體降雨侵蝕規(guī)律的影響,采用室內(nèi)人工模擬試驗,以土質(zhì)堆積體(礫石質(zhì)量分數(shù)為0)為對照,研究了10%、20%和30%礫石質(zhì)量分數(shù)堆積體邊坡在模擬降雨條件下的徑流水力特征、產(chǎn)沙過程及侵蝕動力機制。結果表明:1)產(chǎn)流0~6 min,礫石促進堆積體坡面細溝間徑流流動;產(chǎn)流12~30 min后,礫石阻礙堆積體坡面細溝徑流流動;2)含礫石堆積體坡面粗糙度增大,水流流態(tài)變緩,水流速度降低,且均以層流為主。較土質(zhì)堆積體而言,30%礫石質(zhì)量分數(shù)堆積體坡面阻力系數(shù)增大88.8%~288.4%,弗汝德數(shù)降低28.9%~41.8%,水流速度降低0~45.8%;3)徑流含沙量隨產(chǎn)流歷時經(jīng)歷快速降低-平穩(wěn)過渡-波動上升3個階段,土質(zhì)及10%礫石質(zhì)量分數(shù)堆積體高含沙水流現(xiàn)象頻發(fā),且隨雨強增大,重力坍塌次數(shù)增加,重力侵蝕程度增強。20%、30%礫石質(zhì)量分數(shù)堆積體發(fā)生高含沙水流的幾率約為0。相對土壤流失比與礫石質(zhì)量分數(shù)呈極顯著負指數(shù)函數(shù)關系;4)土壤剝蝕率與各侵蝕動力參數(shù)均可用簡單線性函數(shù)關系描述,單位徑流功率是描述風沙區(qū)土質(zhì)和10%礫石質(zhì)量分數(shù)工程堆積體侵蝕產(chǎn)沙的最優(yōu)因子,徑流功率是刻畫20%、30%礫石質(zhì)量分數(shù)工程堆積體土壤侵蝕參數(shù)更為合理的因子。結果可為全國范圍工程堆積體土壤侵蝕模型的建立提供科學依據(jù)。
[Abstract]:In order to study the effect of gravel on rainfall erosion of engineering accumulations, laboratory simulation tests were carried out, and the soil mass fraction (gravel mass fraction was 0) was used as control. The runoff hydraulic characteristics, sediment yield process and erosion dynamic mechanism of 10% and 30% gravelly mass fraction accumulative body slope under simulated rainfall were studied. The results show that the gravel promotes the flow of runoff between gullies on the slope of the accumulated body for 6 minutes, and the gravel hinders the flow of runoff on the slope of the accumulated body after 1230 min. (2) the roughness of the gravelly agglomerate slope increases, the flow state of the water becomes slower, and the velocity of the flow decreases. Laminar flow is the main flow. Compared with the soil mass accumulation, the gravelly mass fraction (30%) increases the slope resistance coefficient by 88.8%, the Froude number decreases by 28.9% and 41.8%, the flow velocity decreases by 0% and 45.8%) the runoff sediment content goes through three stages: rapid decrease, steady transition and fluctuation rise with the duration of runoff production. Soil mass and 10% gravelly mass fraction accumulations occur frequently with high sediment content, and with the increase of rain intensity, the number of gravity collapses increases, and the degree of gravity erosion increases. The probability of occurrence of high sediment bearing flow in the accumulations with 30% gravelly mass fraction is about 0. The relative soil erosion ratio has a significant negative exponential function relationship with gravel mass fraction. 4) the denudation rate of soil and the dynamic parameters of erosion can be described by simple linear function. The unit runoff power is the best factor to describe the sediment yield of soil and 10% gravel mass fraction engineering, and the runoff power is the more reasonable factor to describe the soil erosion parameters of the engineering accumulation with 20% or 30% gravel mass fraction. The results can provide scientific basis for the establishment of soil erosion model of national engineering accumulations.
【作者單位】： 西北農(nóng)林科技大學水土保持研究所黃土高原土壤侵蝕與旱地農(nóng)業(yè)國家重點實驗室;中國科學院水利部水土保持研究所;西北農(nóng)林科技大學資源環(huán)境學院;長江科學院水土保持研究所;榆林學院生命科學學院;山東省水利科學研究院水土保持與生態(tài)研究所;南京水利水電科學院;黃河水利委員會西峰水土保持科學試驗站;
【基金】：國家自然科學基金項目(40771127) 水利部公益性行業(yè)專項(201201048;201201047)
【分類號】：S157.1

【參考文獻】

相關期刊論文 前1條

1 王治國，白中科，趙景逵，，佟則昂，陳建軍;黃土區(qū)大型露天礦排土場巖土侵蝕及其控制技術的研究[J];水土保持學報;1994年02期

【共引文獻】

相關期刊論文 前10條

1 鄭福祥;王電龍;;摻土煤矸石垂直入滲規(guī)律模擬研究[J];亞熱帶水土保持;2011年02期

2 黃潔;劉志雙;魯艷坭;徐珊珊;吳柳宗;;棄渣場巖土侵蝕研究進展[J];亞熱帶水土保持;2012年02期

3 王曰鑫,李敏敏;山西采礦引發(fā)的水土流失問題及治理策略[J];華北地質(zhì)礦產(chǎn)雜志;1997年02期

4 君珊;;草原地區(qū)露天煤礦開發(fā)水土流失預測及治理對策研究[J];環(huán)境保護;2008年12期

5 汪煒;汪云甲;張業(yè);王智甫;;基于GIS和RS的礦區(qū)土壤侵蝕動態(tài)研究[J];煤炭工程;2011年11期

6 韓武波,馬銳,白中科,魏忠義;黃土區(qū)大型露天礦排土場水土流失評價[J];煤炭學報;2004年04期

7 陳海遲;丁占強;楊翠林;;降雨特性與排土場邊坡水力侵蝕的關系[J];內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學學報(自然科學版);2011年02期

8 馮慧敏;胡振華;王電龍;李顯源;李全;;煤矸石垂直入滲規(guī)律模擬研究[J];山西水土保持科技;2009年01期

9 胡振華;王電龍;呼起躍;李鑫;;風化煤矸石入滲規(guī)律模擬[J];中國水土保持科學;2008年02期

10 王貞;王文龍;金劍;羅婷;王浩;;神東煤田擾動地面與原地面產(chǎn)流產(chǎn)沙及水動力學參數(shù)對比[J];中國水土保持科學;2010年06期

相關博士學位論文 前2條

1 徐勤學;紫色土區(qū)主要農(nóng)業(yè)活動對坡面土壤侵蝕的影響[D];華中農(nóng)業(yè)大學;2011年

2 趙思金;北方地區(qū)兩種主要類型裸露坡面植被恢復及生態(tài)功能評價研究[D];北京林業(yè)大學;2008年

相關碩士學位論文 前10條

1 李海燕;阜新孫家灣矸石山水土流失和溝蝕演變研究[D];遼寧工程技術大學;2009年

2 邢夢罡;河北省礦山復墾區(qū)農(nóng)田水利措施建設的適宜性研究[D];河北農(nóng)業(yè)大學;2011年

3 張宇;伊敏露天煤礦排土場聚乳酸纖維護坡技術研究[D];內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學;2011年

4 王貞;神東煤田不同下墊面侵蝕產(chǎn)沙規(guī)律及水動力參數(shù)特征[D];中國科學院研究生院（教育部水土保持與生態(tài)環(huán)境研究中心）;2011年

5 韓武波;黃土區(qū)大型露天礦排土場水蝕特征及水土安全評價[D];山西農(nóng)業(yè)大學;2003年

6 馬祥愛;露天礦區(qū)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量與資源利用評價[D];山西農(nóng)業(yè)大學;2005年

7 周孝;黃土區(qū)大型露天煤礦土地利用/覆蓋變化研究[D];山西農(nóng)業(yè)大學;2005年

8 呂春娟;礦區(qū)排土場巖土侵蝕特征及植被恢復的水保效應[D];山西農(nóng)業(yè)大學;2004年

9 王東暉;地下采煤項目水土流失預測研究[D];中南林學院;2005年

10 劉淑燕;黑岱溝露天煤礦排土場邊坡水力侵蝕過程研究[D];內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學;2007年

【二級參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 徐憲立;張科利;龐玲;孔亞平;羅利芳;;青藏公路路堤邊坡產(chǎn)流產(chǎn)沙規(guī)律及影響因素分析[J];地理科學;2006年02期

2 李俊業(yè);曾蓉;;降雨對工程棄土堆積體穩(wěn)定性的影響分析[J];地質(zhì)災害與環(huán)境保護;2010年03期

3 陳健;;公路建設項目水土流失特征及防治對策[J];亞熱帶水土保持;2006年01期

4 王禹生,萬彩兵;開發(fā)建設項目棄渣場設計探討[J];人民長江;2004年10期

5 張光輝;坡面薄層流水動力學特性的實驗研究[J];水科學進展;2002年02期

6 韓鵬,倪晉仁,王興奎;黃土坡面細溝發(fā)育過程中的重力侵蝕實驗研究[J];水利學報;2003年01期

7 高旭彪;;開發(fā)建設項目土壤侵蝕模數(shù)預測方法初步研究[J];中國水土保持科學;2008年03期

8 王小燕;李朝霞;徐勤學;蔡崇法;;礫石覆蓋對土壤水蝕過程影響的研究進展[J];中國水土保持科學;2011年01期

9 楊文利,伍木根;公路建設項目水土保持方案編制初探[J];水土保持研究;2000年03期

10 呂春娟;白中科;秦俊梅;賀斌;李俊杰;;黃土區(qū)大型排土場巖土侵蝕特征研究——以平朔礦區(qū)排土場為例[J];水土保持研究;2006年04期

【相似文獻】

相關期刊論文 前9條

1 陳偉;任光明;;粒度特征分析方法在某古堆積體物質(zhì)研究中的應用[J];水土保持研究;2007年05期

2 向先超;涂鵬飛;;三峽庫區(qū)某溝內(nèi)人工棄土堆積體穩(wěn)定性研究[J];中國水土保持;2009年11期

3 葉斌;馮文凱;石豫川;劉宏力;;某水電站左岸近壩堆積體發(fā)育特征及穩(wěn)定性評價[J];水土保持研究;2007年01期

4 何軍;石豫川;寇佳偉;馮文凱;;某庫區(qū)大型堆積體成因機制三維離散元模擬[J];水土保持研究;2008年06期

5 陳展鵬;雷廷武;晏清洪;胡恒;熊明彪;李振林;;汶川震區(qū)滑坡堆積體體積三維激光掃描儀測量與計算方法[J];農(nóng)業(yè)工程學報;2013年08期

6 曾佳;石豫川;葉斌;;四川省某水電站左壩肩堆積體穩(wěn)定性評價[J];水土保持研究;2007年04期

7 柳本立;屈建軍;寧堆虎;俎瑞平;;不同排列形式堆積體風蝕率測算[J];水土保持學報;2013年01期

8 李建明;王文龍;王貞;詹松;王正利;李仁;;神府煤田廢棄堆積體新增水土流失研究[J];自然災害學報;2014年02期

9 ;[J];;年期

相關會議論文 前10條

1 李樹武;劉昌;聶德新;楊永明;;烏弄龍水電站壩前崩塌堆積體穩(wěn)定性評價[A];中國水力發(fā)電工程學會第四屆地質(zhì)及勘探專業(yè)委員會第二次學術交流會論文集[C];2010年

2 王文忠;杜健;;阿海水電站混合堆積體穩(wěn)定性計算分析[A];2011年全國工程地質(zhì)學術年會論文集[C];2011年

3 李樹武;聶德新;劉惠軍;;大型碎屑堆積體工程特性及穩(wěn)定性評價[A];陜西省水力發(fā)電工程學會青年優(yōu)秀學術論文集[C];2008年

4 郭朝旭;;松散滑坡堆積體降雨入滲過程的實驗研究[A];山地環(huán)境與生態(tài)文明建設——中國地理學會2013年學術年會·西南片區(qū)會議論文集[C];2013年

5 李紅剛;晏鄂川;程江濤;雷東;;庫區(qū)移民城鎮(zhèn)棄碴堆積體穩(wěn)定性評價及其防護設計[A];中國地質(zhì)學會工程地質(zhì)專業(yè)委員會2007年學術年會暨“生態(tài)環(huán)境脆弱區(qū)工程地質(zhì)”學術論壇論文集[C];2007年

6 鄧華鋒;朱敏;原先凡;馬莉;羅騫;胡鵬;;某大型堆積體邊坡成因機制分析及治理措施研究[A];《巖土力學》vol.34 增刊1 2013[C];2013年

7 吳述_g;;某水電站研究河段巨型堆積體穩(wěn)定性及工程影響初步研究[A];貴州省巖石力學與工程學會2010年學術年會論文集[C];2010年

8 吳述_g;;某水電站研究河段巨型堆積體穩(wěn)定性及工程影響初步研究[A];中國水力發(fā)電工程學會第四屆地質(zhì)及勘探專業(yè)委員會第二次學術交流會論文集[C];2010年

9 王喚龍;孫毅;周德培;肖世國;;紅層堆積體高邊坡坡體結構及變形規(guī)律[A];第十一次全國巖石力學與工程學術大會論文集[C];2010年

10 陳祖煜;;水利水電工程堆積體邊坡穩(wěn)定分析和工程措施研究[A];紀念貴州省水力發(fā)電工程學會成立20周年論文選集[C];2005年

相關重要報紙文章 前5條

1 記者 李秋怡;開始最后的“大掃除”[N];四川日報;2008年

2 記者 熊蕊　實習記者 吳敏;抓好廣元堡應急排險工作的推進和落實[N];雅安日報;2013年

3 記者 王立彬;易貢山體滑坡?lián)岆U減災獲巨大成功[N];新華每日電訊;2000年

4 記者 王建新;西藏易貢災區(qū)搶險工作加緊進行[N];人民日報;2000年

5 記者 鐘振宇;再戰(zhàn)小崗劍壅塞體[N];四川日報;2010年

相關博士學位論文 前6條

1 甘建軍;汶川地震區(qū)大型堆積體變形破壞模式及穩(wěn)定性研究[D];成都理工大學;2014年

2 高才坤;堆積體的綜合物探方法研究與應用[D];中南大學;2009年

3 涂國祥;西南河谷典型古冰水堆積體工程特性及穩(wěn)定性研究[D];成都理工大學;2010年

4 余金煌;淺水域堆積體精準探測技術應用研究[D];合肥工業(yè)大學;2014年

5 郭健;庫水作用下堆積體滑坡促滑治理的過程控制研究[D];成都理工大學;2014年

6 劉飛;水流泥沙造床過程的初步試驗研究[D];武漢大學;2014年

相關碩士學位論文 前10條

1 彭旭東;生產(chǎn)建設項目工程堆積體邊坡土壤侵蝕過程[D];西南大學;2015年

2 趙福洪;水庫邊坡混合堆積變形監(jiān)測及預測模型研究[D];昆明理工大學;2015年

3 李建明;生產(chǎn)建設項目工程堆積體水土流失規(guī)律及測算模型研究[D];西北農(nóng)林科技大學;2015年

4 李葉鑫;生產(chǎn)建設項目工程堆積體邊坡穩(wěn)定性分析[D];西南大學;2015年

5 王濤;汶川震區(qū)滑坡堆積體坡面水蝕模擬研究[D];西南大學;2015年

6 丁亞東;生產(chǎn)建設項目依坡傾倒堆積體侵蝕產(chǎn)沙特征研究[D];中國科學院研究生院（教育部水土保持與生態(tài)環(huán)境研究中心）;2015年

7 王國進;大型復雜堆積體信息化動態(tài)整治設計與工程實踐[D];天津大學;2007年

8 汪賢良;強震作用下堆積體邊坡變形特征和穩(wěn)定性分析[D];成都理工大學;2009年

9 王小鋒;兩家人堆積體三維地質(zhì)特征及穩(wěn)定性分析[D];河海大學;2007年

10 孫立;怒江羅拉水電站壩前左岸大型堆積體穩(wěn)定性研究[D];成都理工大學;2011年

本文編號：2172861