特拉锚垫防护下土质岸坡的抗波浪侵蚀能力研究

三峡库区消落带水土流失造成局部河段河势明显变化,影响船舶通航安全。波浪侵蚀是库区岸坡水土流失的主要原因之一。为进一步探索库区消落带岸坡的有效防护技术,开展水槽试验研究新型生态护坡结构特拉锚垫的抗波浪侵蚀能力,采用针测法测量计算土壤侵蚀程度和压力传感器测量波浪压力。结果表明,相较于裸土无防护情况下,不同工况下的特拉锚垫防护段的相对侵蚀量仅为19.71%~35.89%;在波高4 cm、周期1.37 s的波浪作用下,特拉锚垫均对波浪有不同程度的减弱作用,其中坡度25°时,减弱作用最明显,波浪压力减小20.46%。特拉锚垫具有较好的抗波浪侵蚀能力,可用于实际工程进一步开展研究。

朝阳县降雨对土壤侵蚀能力特征研究

根据朝阳县1970—2019年逐日降雨数据,从时间和空间上利用简易算法计算降雨侵蚀力变化特征。研究表明:从空间上朝阳县降雨侵蚀力和降水量均表现出东高西低的分布特征;年际降水量与降雨侵蚀力的变化趋势基本相同,雨强和降水量与年际变化存在显著相关关系,研究期间降雨对土壤侵蚀的贡献作用都在增大;在年内变化上降雨侵蚀力大多出现在5~10月,该时段占全年的87.7%~91.2%,并以7月份占比最高,可以为朝阳县水土保持区划和土壤侵蚀治理提供科学依据。

植物根系对土壤抗侵蚀能力的影响

以决定土壤抗侵蚀能力的土壤内在性质为表征指标，以长江中上游几种常见的水土保持林为对象，就植物根系对土壤抗侵蚀能力的影响机制和影响程度进行了研究．结果表明：植物根系能够提高土壤的抗侵蚀能力，且主要通过d≤1mm的须根发挥作用；其可能的机制是：活根提供分泌物，死根提供有机质，作为土壤团粒的胶结剂，配合须根的穿插挤压和缠绕，使土壤中直径d＞7mm、d＝7～5mm和d＝5～3mm3个大粒级水稳性团聚体数量增加，同时既增加了土壤的总孔隙度，又提高了土壤抗冲击分散能力和结构、孔隙的稳定性，从而提高了土壤饱和渗透系数．与无林裸地相比较，林地中表征土壤抗侵蚀能力的土壤各理化性质改善值（Y），与土壤中d≤1mm须根量（Rw）之间服从Y＝a＋bRw的线性关系．本文建立了相应的回归模型，并比较了不同林型根系的作用效果．

半干旱黄土区植被恢复对土壤团聚体稳定性及抗侵蚀能力的影响

土壤水稳性团聚体强烈影响土壤过程和功能,是反映土壤质量和土壤抗侵蚀能力的重要指标。为探究半干旱黄土区植被恢复对土壤抗侵蚀能力的影响,以甘肃省定西市龙滩流域为研究区,选取3种恢复方式(天然荒草、自然恢复、人工恢复)7种植被类型(大针茅草地、长芒草草地、赖草草地、苜蓿草地、柠条灌丛、山杏林以及油松林)为研究对象,通过测定0-20 cm、20-40 cm和40-60 cm土壤水稳性团聚体,分析土壤团聚体组成、稳定性及抗侵蚀能力特征。结果表明:1)不同恢复方式不同植被类型间土壤水稳性团聚体稳定性差异显著(P<0.05),自然恢复方式的土壤水稳性团聚体平均重量直径显著高于天然荒草和人工恢复方式,且7种植被类型土壤大团聚体质量百分比均在67.97%-90.12%之间;人工恢复方式土壤水稳性团聚体稳定性较差,其中油松林稳定性最差。2)土壤团聚体破坏率和土壤抗侵蚀能力均表现出自然恢复方式更有利于土壤结构稳定性的提高。3)土壤水稳性大团聚体含量越高,土壤团聚体越稳定,土壤结构稳定性就越好;平均重量直径与土壤可蚀性因子K值呈极显著性负相关(P<0.01)。本研究结果表明自然恢复方式能够显著提高土壤团聚体的稳定性,从而提升土壤的抗侵蚀能力,建议当地在未来植被恢复规划中采取自然恢复方式更有利于生态恢复的有效进行。

黄土高原南部侵蚀能量的产沙特征及其作用

以黄土高原南部 3～ 15°缓坡耕地为对象 ,以彬县、永寿、西峰、黄龙、耀县、淳化 149场侵蚀性降雨和 530组径流产沙资料为样本 ,在侵蚀能量特征及能量分级研究的基础上 ,着重阐述了侵蚀能量对产沙、产流的作用及降雨、径流能量的交互作用。指出降雨动能对侵蚀产沙、产流的直接作用均表现为线性增函数关系 ;径流能量对侵蚀产沙的直接作用表现为幂函数关系 ,其侵蚀程度更为剧烈。运用通径分析方法研究得出 :直接作用下 ,降雨动能作用大 ,然而经过相互作用后的总效应则是径流能量作用显著。

湿地松林根系对土壤抗侵蚀能力影响的研究

湿地松林木根系可以提高土壤抗侵蚀能力 ,主要是通过≤ 1mm须根的作用。土壤的水稳性团聚体数量、总孔隙度、饱和渗透系数等表征土壤侵蚀能力的土壤性质的改善值 (Y)与土壤中≤ 1mm须根量 (Rw)的关系服从Y =a +bRw的线性回归方程 ,此方程可以用于评价林木根系对土壤抗侵蚀能力的改善程序。

工程建设加大坡面系统潜在侵蚀能力的研究

该文通过分析工程建设，开采石料造成坡面潜在侵蚀量的增加，建立了坡度增加数学模型，计算了临空面加大的增加侵蚀量。结果表明：随着工程建设的扩大，坡地临空面增加。

风蚀水蚀交错带侵蚀能量特征

该文计算了黄土高原南北水力侵蚀区、风蚀水蚀交错带及风沙边缘区的风蚀能量、水蚀能量及地形附加侵蚀能量。结果表明：在风水蚀交错带，在降雨侵蚀能量的基础上，由于风蚀能量的迭加，加之地形附加侵蚀能量也较高，使风蚀水蚀交错带成为黄土高原的高侵蚀能量环境区和潜在侵蚀强度较大的地区。随着向风蚀区的过渡，侵蚀能量逐渐增大。同时表明，下垫面条件的脆弱性是该区土壤侵蚀严重的根本原因。

模拟降雨条件下植被根毛对土壤抗侵蚀能力的影响

为研究较小的根特性(如根毛)对根系减轻土壤侵蚀能力的影响,本文在模拟降雨条件下设置了大麦的无根毛突变体(Brb)、有根毛野生型(WT)及未种植处理进行对比研究。结果表明,增加根系显著降低土壤侵蚀,随着根长密度的增加,土壤脱落显著减少。此外,Brb根系具有显著的根直径和较高的细根百分比,其比WT(有根毛)根系更能减少侵蚀,但测得WT处理的土壤侵蚀量与Brb处理相似,这表明WT处理根毛的存在在一定程度上弥补了其根系减轻土壤侵蚀能力的下降,增加了土壤对侵蚀的抵抗力。

黄土抗侵蚀能力与抗剪强度关系研究

基于野外测试试验及室内土工试验成果,对黄土抗侵蚀能力与抗剪强度之间的关系进行了系统研究。试验结果显示:低压条件下饱和原状土的粘聚力在大于2 kPa时与黄土抗冲系数Kc有强烈的正相关关系,小于2 kPa时,Kc严接近于0;天然原状土、饱和扰动土的粘聚力与Kc没有明显的相关性。试验黄土的内摩擦角变化不大,对Kc没有直接的影响。这说明低压条件下饱和原状土的粘聚力是影响黄土土壤抗侵蚀能力内在因素。

黄土高原南部侵蚀能量组成与分级特征

以黄土高原南部3 ～15°缓坡耕地为对象,以彬县、永寿、西峰、黄龙、耀县、淳化149 场侵蚀性降雨为样本,研究得出本区侵蚀降雨能量最大值为2 160.42 Jm2 ,最小值为34.53 Jm2 ,平均值为331.47 Jm2 ;径流能量最大值为741.5 Jm2 ,最小值为0 .272 Jm2 ,平均值为98 .4 Jm2 。不同降雨量、降雨历时、降雨强度量级中,侵蚀能量数量特征不同;降雨能量基本与降雨量的增加呈正相关,径流能量以50 mm 降雨量为界,形成增幅大小不同2 个区间。依据降雨量、降雨强度可将降雨能量划分为低雨强中雨型、高雨强中雨型、低雨强暴雨型和低雨强特大暴雨型4 级;依据平均径流深可将径流能量划分为浅水深低能量、中水深低中能量和大水深高能量3 级。

高抗硫硅酸盐水泥的长期抗侵蚀能力初探

对高抗硫硅酸盐水泥配制的不同水灰比的胶砂试件进行硫酸盐长期侵蚀试验,研究了长期浸泡下胶砂试件抗硫酸盐侵蚀能力。结果表明:短期(28d)的浸泡不能真实反映出高抗硫水泥抗硫酸盐侵蚀能力,在不同浓度的溶液中浸泡28d时,硫酸盐侵蚀不但对试件没有影响,反而有助于提高试件的强度;高抗硫水泥长期抵抗硫酸盐侵蚀能力具有一定的局限性,且受侵蚀溶液浓度的影响,若环境水中硫酸根离子浓度≥4 000mg/L时,直接采用高抗硫水泥混凝土就有遭受侵蚀破坏的危险;水灰比对高抗硫水泥抗侵蚀能力有一定影响,在硫酸根离子浓度≤10 000mg/L的侵蚀溶液中,降低混凝土的水灰比(≤0.35),可增强试件的抗侵蚀能力。

植物根系提高土壤抗侵蚀能力的初步研究

以长江中上游几种常见的水土保持林为对象,就植物根系对土壤结构的影响进行了初步研究,结果表明:林木根系通过径级≤1mm须根的作用,可以提高土壤的抗侵蚀能力,其原因在于死根提供有机质、活根提供分泌物作为土粒团聚的胶结剂,配合须根的穿插和缠结,促进了土粒的团聚,从而增强了土壤抗分散、悬浮的能力。

短龄期养护条件下高抗硫硅酸盐水泥的抗侵蚀能力初探

在一些实际工程中,基础混凝土在浇筑完成不久后就会遭受硫酸盐侵蚀,此时,高抗硫硅酸盐水泥配制的混凝土抗侵蚀能力研究成果较少。本文模拟混凝土浇筑完成不久就遭受硫酸盐侵蚀的特殊情况,分析探讨了不同水灰比条件下高抗硫硅酸盐水泥胶砂试件在短龄期养护时抵抗硫酸盐侵蚀的能力。通过研究发现:1在短龄期养护条件下,当水灰比≥0.45时,高抗硫硅酸盐水泥混凝土无抵抗硫酸盐侵蚀的能力;2在短龄期养护条件下,当混凝土所处的硫酸根离子浓度≤2500mg/L时,高抗硫硅酸盐水泥混凝土的水灰比应≤0.35;当混凝土所处的硫酸根离子浓度≤4000mg/L时,高抗硫硅酸盐水泥混凝土的水灰比应≤0.30;3在短龄期养护条件下,若环境水中硫酸根离子浓度≥4000mg/L时,直接采用高抗硫水泥配制的混凝土就有遭受侵蚀破坏的危险,为避免给工程留下安全隐患,宜采用其他更为稳妥的抗侵蚀措施。

PAM对土壤入渗量和抗侵蚀能力的影响

通过试验模拟,研究了关于土壤中施加不同分子量聚丙烯酰胺(PAM)对土壤抗侵蚀能力的影响。试验结果表明PAM可以有效地增加土壤入渗率。分子量500万PAM对增加土壤入渗率效果更明显。但随着时间的推移,分子量500万PAM处理过的土壤的抗侵蚀能力减弱,而分子量由1200万PAM处理过的土壤抗侵蚀能力变化不大。PAM可以有效减少土壤侵蚀量。

气体组成对高炉喷补料抗CO侵蚀能力的影响

通过在反应气中加入氢气，研究此种气体组成条件下，喷补料抗CO侵蚀能力．同时，探讨一种用混合气体来检测耐火材料抗CO侵蚀能力的标准．结果表明：添加氢气促进了CO对喷补料的侵蚀；在95％CO＋5％H2气氛中反应24h与试样在纯CO气氛中反应200h取得相的结果；可以用95％CO＋5％H2代替纯CO气氛，进行耐火材料抗CO侵蚀能力的检测.

不同生长期大豆坡耕地土壤抗侵蚀能力特征

土壤抗侵蚀能力特征是土壤侵蚀预测预报的重要依据之一,为了分析黄土区不同生长期大豆坡耕地土壤抗侵蚀能力特征,采用原状土冲刷槽和静水崩解法,分别在大豆不同生长期测定坡耕地不同土层土壤抗冲性和抗蚀性,并对大豆根系特征与土壤抗侵蚀能力的关系进行分析。结果表明：随着大豆生育期的推进呈现出先增强后减弱的趋势,始粒期土壤抗侵蚀能力最强,苗期最弱;在大豆苗期与分枝期,土壤抗侵蚀能力随土层深度的增加而减弱;大豆开花期以后10~20 cm土层土壤抗侵蚀能力最强,其次为0~5 cm土层;土壤根重密度、根系表面积、根系体积及根系长度对土壤抗侵蚀能力影响均达到极显著水平（p〈0.01）,且根径在0~0.5 mm之间根系的增多会更加有效地提高土壤的抗侵蚀能力。这表明在大豆生长初期加强对坡面的有效防护,避免地表长期裸露,培育根系发达的大豆品种将有助于对坡耕地土壤侵蚀的防控。

晋西黄土丘陵沟壑区土壤抗侵蚀能力的试验研究

通过大量的野外试验及调查,探讨了晋西黄土丘陵沟壑区土壤抗蚀性的时空变化规律、天然撂荒地的抗冲刷性能以及表土生物结皮、农耕地的犁底层等对土壤抗侵蚀能力的影响。结果表明:(1)晋西黄土丘陵沟壑区小流域的坡地土壤抗剪力及抗蚀性存在明显的时空变化规律。总体上,旱季的土壤抗蚀性高于雨季;峁顶缓坡地的土壤抗蚀性高于梁坡下部陡坡地。(2)只要土壤的整体结构不被破坏,即便水流冲刷力很大,黄土易蚀的特点也不易表现。尽量避免人为破坏黄土的整体结构,也是减少黄土侵蚀的重要手段。(3)黄土生物结皮,可大大增强土壤的抗侵蚀能力,减沙效应同结皮覆盖率成正比;犁底层在黄土地区的农耕地普遍存在,且会加剧耕作层的侵蚀作用。

林型和微立地类型及其土壤性质对土壤抗侵蚀能力的影响

采用原状土冲刷水槽法和静水崩解法测定土壤抗冲性和抗蚀性,以云冷杉红松林(PA)和椴树红松林(TP)的林隙和郁闭林分为对照,分析了小兴安岭地区2种林型由掘根倒木形成的不同丘和坑微立地类型及其土壤性质对土壤抗冲性和抗蚀性的影响,旨在揭示它们与土壤抗侵蚀能力的关系。结果表明:在2种林型下由掘根倒木形成的丘和坑微立地上,土壤砂粒含量均较高,其抗侵蚀能力均较弱,而对照却相反;2种林型下丘和坑微立地的土壤容重均与土壤抗冲性和抗蚀性呈无显著的负相关(P>0.05),而PA对照的土壤容重与它们均呈不显著正相关(P>0.05),TP林隙的土壤容重与它们却呈极显著正相关(P<0.01),其郁闭林分的土壤容重与它们呈极显著负相关;2种林型下丘和坑微立地的土壤有机质均与土壤抗冲性和抗蚀性呈不显著正相关,而对照则呈极显著正相关;土壤抗侵蚀能力随着林型和微立地类型而变化,TP丘和坑微立地的土壤抗侵蚀能力不显著高于PA,而PA对照的土壤抗侵蚀能力却显著高于TP的对照。由此可知,丘和坑微立地的形成会造成土壤抗侵蚀能力大幅下降,导致土壤养分的流失,土壤黏粒含量减少,土壤恢复过程较为困难。

黄土坡面细沟侵蚀能力的水动力学试验研究

建立以水动力学为基础的侵蚀预报模型，必须解决影响土壤侵蚀发生过程及其强度的各水力要素的合理计算问题。本文通过室内径流冲刷试验，研究了黄土坡面细沟侵蚀发生的水动力学机理及其输沙特征，探讨了细沟侵蚀预报模型中，细沟侵蚀能力计算时所涉及的土壤及有关径流的水力参数：土壤侵蚀性系数，细沟侵蚀发生的临界切应力，细沟径流的平均流速，Ｍａｎｎｉｎｇ糙率系数，以及反映细沟断面形态特征的系数的估算问题。