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黄土坡面细沟流土壤侵蚀机理研究
  • ISSN号:1000-1298
  • 期刊名称:《农业机械学报》
  • 时间:0
  • 分类:S279.2[农业科学—农业水土工程;农业科学—农业工程]
  • 作者机构:[1]西北农林科技大学水利与建筑工程学院,陕西杨凌712100, [2]西北农林科技大学水土保持研究所黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室,陕西杨陵712100
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(51579214)、中央高校基本科研业务费专项资金项目(Z109021564)、黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室主任基金项目(A314021402-1619)和流域水循环模拟与调控国家重点实验室开放基金项目(IWHR-SKL-2014)
中文摘要:

细沟侵蚀是黄土坡面最主要的侵蚀方式之一,土壤剥离过程是细沟侵蚀中的重要环节。采用6种坡度(2°、4°、6°、8°、10°、12°)、5种流量(8、16、24、32、40L/min)组合冲刷试验,系统研究了黄土坡面细沟流土壤剥蚀率与水动力学和床面形态的耦合关系。结果表明:土壤剥蚀率与流量、坡度均呈幂函数增加关系,且坡度对土壤剥蚀率的影响更大;不同类型土壤无量纲剥蚀率与无量纲流速之间存在分区现象,表明土壤侵蚀受到除泥沙粒径外其他因素的影响;不同类型土壤无量纲剥蚀率与无量纲切应力双对数函数呈线性增加关系,且不存在分区;不同类型土壤无量纲剥蚀率与无量纲单位水流功率存在分区;土壤剥蚀率随跌坑发育系数的增加呈幂函数增加趋势,而土壤剥蚀率随L/H增加呈幂函数减小趋势,说明床面形态越加复杂、跌坑发育越加成熟,土壤侵蚀就越剧烈。研究结果对细沟水流侵蚀机理的探究具有一定的理论价值,对黄土坡面水土流失治理及生态修复均具有一定的指导意义。

英文摘要:

Rill erosion is one of the most important slope erosion in loess area, and soil detachment process is an important link of rill erosion. However, the existing studies only are based on a single soil conditions, while the simple relationship between soil detachment rate and water dynamics cannot fully reflect the coupling mechanism of the soil detachment rate under different types of soil. More importantly, the existing research involves little on the relationship between the detachment rate and bed surface morphology. The article adopted the combination of six kinds of slope gradients (2°, 4°, 6°, 8°, 10° and 12°) and five discharges (8 L/min, 16 L/rain, 24 L/min, 32 L/min, 40 L/min) to do scouring experiment. The results showed that: soil detachment rate had power function relationship with discharge and slope, and slope had a greater influence than discharge; Different types of non-dimensional soil detachment rate and non-dimensional unit stream power had zoned phenomenon with non-dimensional flow velocity which showed that soil detachment had other influence factors except diameter of particles; Non- dimensional soil detachment rate and non-dimensional shear stress double-log function had a linear increase relationship, and there was no partition; Soil detachment rate had a trend of increase power funetion with Ihe increase of down hole development coefficient, and the soil detachment rate had a power function decreasing trend with the L/H increases. This resuhs show that the more complex bed surface morphology increased, the more mature down hole developed increasingly and the more intense soil detachment is. The results of the study have some theoretical value to the mechanism of sediment transport on rill flow erosion, moreover it has a certain guiding significance on loess slope surface soil detachment control and ecological restoration.

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期刊信息
  • 《农业机械学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国农业机械学会 中国农业机械化科学研究院
  • 主编:任露泉
  • 地址:北京德胜门外北沙滩一号6号信箱
  • 邮编:100083
  • 邮箱:njxb@caams.org.cn
  • 电话:010-64882610 64867367
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-1298
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1964/S
  • 邮发代号:2-363
  • 获奖情况:
  • 荣获中国科协优秀期刊二等奖,1997~2000年连续4年获中国科协择优资金,被列入中国期刊方阵,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),英国农业与生物科学研究中心文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:42884