坡面水蚀输沙动力过程试验研究

总序

前言

第1章绪论

1.1立题目的和意义

1.2研究进展

1.2.1土壤侵蚀研究方法

1.2.2水流强度指标

1.2.3水流分离土壤及泥沙输移的控制参数

1.3主要研究内容与拟解决的关键问题

1.3.1主要研究内容

1.3.2拟解决的关键问题

1.4主要研究方法与技术路线

1.4.1研究方法

1.4.2技术路线

第2章径流冲刷试验材料及方法

2.1试验材料

2.1.1试验用土

2.1.2稀土元素

2.2试验装置

2.2.1放水试验系统

2.2.2试验土槽

2.3试验设计

2.4侵蚀过程的示踪方法REE方法

第3章坡面冲刷过程中侵蚀产沙时空分布规律

3.1分析方法

3.1.1样品采集及检测

3.1.2分析质量控制与精度检验

3.2产沙量与精度分析

3.2.1三坡段试验产沙量及精度分析

3.2.2两坡段试验产沙量及精度分析

3.3坡面侵蚀时空变化规律

3.3.1三坡段试验坡面侵蚀时空变化过程

3.3.2两坡段试验坡面侵蚀时空变化过程

3.4小结

第4章坡面产沙量与水蚀因子动态响应过程

4.1薄层水流的流速

4.1.1薄层水流流速的测定

4.1.2薄层水流的雷诺数和弗劳德数

4.1.3各坡段流速随时间变化规律

4.2水流剪切力

4.2.1各坡段水流剪切力随时间的变化规律

4.2.2各坡段水流剪切力随坡度、流量的变化规律

4.3水流功率

4.3.1各坡段水流功率随时间的变化规律

4.3.2水流功率随坡度、流量的变化规律

4.4单位水流功率

4.4.1各坡段单位水流功率随时间的变化规律

4.4.2各坡段单位水流功率随坡度、流量的变化规律

4.5各坡段产沙量与其影响因子关系分析

4.5.1各坡段产沙量与其影响因子灰色关联分析

4.5.2产沙量与其影响因子相关分析

4.6小结

第5章水流含沙量与土壤剥蚀率、水流挟沙力关系

5.1含沙量与其影响因子的动态响应过程

5.1.1含沙量的计算

5.1.2各坡段水流含沙量与时间的关系

5.1.3含沙量经验公式

5.2土壤剥蚀率随时问变化规律

5.3土壤剥蚀率与水流含沙量的关系

5.3.1第一坡段土壤剥蚀率与水流含沙量的关系

5.3.2第二坡段土壤剥蚀率与水流含沙量的关系

5.4水流挟沙力的计算

5.4.1概述

5.4.2挟沙力随时间变化规律

5.5土壤剥蚀率与水流含沙量、挟沙力关系

5.5.1土壤临界抗剪切力

5.5.2土壤剥蚀率与水流含沙量、挟沙力的拟合公式及对比

5.6小结

第6章坡面土壤剥蚀率与水蚀动力参数的关系

6.1试验材料与方法

6.1.1试验材料

6.1.2试验方法

6.2土壤剥蚀率与水蚀动力参数的灰色关联分析

6.2.1土壤剥蚀率和水蚀动力参数

6.2.2在流量相同条件下土壤剥蚀率与水蚀动力参数的灰色关联分析

6.2.3相同坡度下土壤剥蚀率与水动力因子的灰色关联分析

6.2.4不同坡度和流量条件下土壤剥蚀率与水蚀动力参数灰色关联分析

6.3土壤剥蚀率和单个水蚀因子的关系

6.3.1流量相同情况下土壤剥蚀率公式

6.3.2坡度相同时土壤剥蚀率公式

6.3.3不同坡度和流量情况下土壤剥蚀率公式

6.4土壤剥蚀率与水蚀因子逐步回归分析

6.5小结

第7章天然降雨雨滴特征

7.1试验区概况

7.2天然降雨雨滴测定

7.3降雨类型及强度

7.4天然降雨雨滴特征

7.4.1雨滴大小的测定及质量的计算

7.4.2雨滴的大小及其分布

7.4.3雨滴的中数直径

7.4.4雨滴的终点速度

7.4.5降雨动能及其计算方法

7.5降雨动能与产沙量关系

7.6小结

第8章天然降雨条件下不同雨型坡面产流、产沙变化特征

8.1径流小区设计

8.2不同雨型下坡面产流、产沙的变化特征

8.2.1短历时阵雨对坡面产流、产沙的影响

8.2.2中、小雨雨型下坡面产流、产沙的变化特征

8.2.3暴雨过程中坡面产流、产沙的变化特征

8.3不同雨型下坡面产流、产沙关系

8.3.1大雨、阵雨及暴雨条件下产流与产沙的关系

8.3.2中、小雨雨型产流与产沙的关系

8.4小结

第9章次降雨条件下坡面侵蚀产沙时空演变过程

9.1REE的施放方法

9.1.1示踪元素的选择

9.1.2示踪元素的布设

9.1.3示踪元素的施放量估算

9.1.4示踪土样的配制

9.1.5示踪土样的施放

9.1.6试验处理

9.2计算方法

9.2.1各示踪区产沙量计算

9.2.2各示踪区产沙率计算

9.2.3各示踪区相对产沙量计算

9.3次降雨条件下坡面侵蚀产沙时空演变过程

9.3.1次降雨条件下坡面产沙率随时间动态变化特征

9.3.2次降雨条件下坡面累计产沙量的变化特征

9.3.3次降雨条件下坡面各坡段相对产沙量随时间变化特征

9.4次暴雨条件下坡面侵蚀产沙时空演变过程

9.4.1坡面产沙率随时间演变过程

9.4.2各示踪区产沙贡献率随时间变化特征

9.4.3各示踪区累计产沙量随时间变化特征

9.4.4坡面不同坡段相对产沙量随时间变化特征

9.5小结

第10章天然降雨条件下土壤剥蚀率与水流含沙量的关系研究

10.1坡面水流含沙量的动态变化规律

10.2坡面各坡段土壤剥蚀率的动态变化规律

10.3土壤剥蚀率与水流含沙量的关系

10.3.15度坡面各段土壤剥蚀率与水流含沙量的关系

10.3.210度坡面各段土壤剥蚀率与水流含沙量的关系

10.3.315度坡面各段土壤剥蚀率与水流含沙量的关系

10.4小结

第11章结论与展望

11.1结论

11.2展望

参考文献

　　本书第1章为绪论；第2章主要介绍室内坡面水蚀产沙过程模拟试验材料及方法，包括REE示踪方法；第3章到第6章是根据室内土槽径流>中刷试验结合REE示踪方法的试验结果撰写的，反映坡面水流动力特性与坡面土壤剥离、输移、沉积过程；第7章到第10章是根据天然降雨径流小区试验结合REE示踪方法的试验结果，主要介绍坡面侵蚀产沙时空演变过程、土壤剥蚀、沉积变化与水蚀动力因子和水流含沙量的耦合作用。　　本书主要为从事土壤侵蚀与水土保持研究、水土保持、生态环境建设规划设计等部门使用，可为这些专业的大专院校的本科生、研究生学习参考；可供水利工程、环境保护、国土整治及矿产资源开发利用与保护、大型开发建设项目的保护工作者参考。　　本书采用天然降雨坡面试验、变坡土槽放水冲刷试验，结合稀土元素（REE）复合示踪技术，系统地分析了坡面侵蚀动力与侵蚀产沙的时空变化规律。本书初步阐明了径流冲刷条件下坡面侵蚀产沙特征的时空变化规律，主要水蚀动力参数与坡面土壤剥离、输移、沉积过程作用关系；建立了坡面不同空间部位径流含沙量与主要水动力参数的耦合关系，并构建了径流冲刷条件下坡面径流侵蚀产沙的计算模型；揭示了土壤剥蚀率随水蚀动力和水流输沙能力非线性变化的特征，阐明了坡面土壤剥蚀率随水流含沙量变化的特征，建立了计算土壤剥蚀率的经验模型；系统揭示了天然降雨条件下坡面侵蚀产沙的时空变化特征、不同雨型对坡面产汇流侵蚀产沙的变化过程的作用机制，阐明了天然降雨条件下土壤剥蚀率与水流含沙量关系时空变化的非线性特征。　　本书适合从事土壤侵蚀研究及其相关领域的工作者阅读。