郭明明
- 作品数：18 被引量：201H指数：10
- 供职机构：西北农林科技大学资源环境学院黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金水利部公益性行业科研专项中国科学院知识创新工程重要方向项目更多>>
- 相关领域：农业科学交通运输工程更多>>
- 黄土高原土质路浮土径流产沙模拟降雨试验研究被引量：5
- 2014年
- 目前关于道路侵蚀的研究较多,但针对土质路浮土侵蚀规律的研究尚未见报道,且浮土侵蚀由于浮土颗粒的特殊性质,与农地、撂荒地及道路侵蚀等有较大区别.因此,本文采用室内人工模拟降雨的方法,研究了黄土高原土质路浮土侵蚀规律.结果表明:1大坡度、大雨强时产流起始时间随浮土厚度的增大差异较小,并与雨强、坡度呈显著线性关系,坡度2°时产流时间较其他坡度滞后36.23%~52.57%,随雨强增大,产流起始时间可缩短38.57%~72.89%,开始侵蚀土质路路面发生在小区出口处.2径流量在产流开始后3 min内显著递增,增幅可达692.59%,该过程主要发生在单独浮土侵蚀时段,达到混合侵蚀时段后径流量趋于相对稳定,随雨强增大而递增,幅度可达29.84%~177.81%.开始侵蚀路面临界时间点随雨强的增大而提前,随浮土厚度的增大而滞后.3侵蚀速率在产流开始后9 min时出现转折,在此之前的单独浮土侵蚀时段波动剧烈,混合侵蚀时段在大坡度下随降雨过程持续递增,小坡度下趋于相对稳定.421 min时总径流量随雨强增大而递增,坡度对21 min时总侵蚀量影响显著,递增幅度可达15.44%~229.00%.本研究结果阐明了土质路浮土侵蚀规律,可为综合治理道路及浮土侵蚀,改善当地环境质量提供科学依据.
- 李建明秦伟左长清王文龙郭明明
- 关键词：径流产沙模拟降雨
- 北方风沙区砾石对堆积体坡面径流及侵蚀特征的影响被引量：33
- 2016年
- 为了研究砾石对工程堆积体降雨侵蚀规律的影响,采用室内人工模拟试验,以土质堆积体（砾石质量分数为0）为对照,研究了10%、20%和30%砾石质量分数堆积体边坡在模拟降雨条件下的径流水力特征、产沙过程及侵蚀动力机制。结果表明：1）产流0~6 min,砾石促进堆积体坡面细沟间径流流动;产流12~30 min后,砾石阻碍堆积体坡面细沟径流流动;2）含砾石堆积体坡面粗糙度增大,水流流态变缓,水流速度降低,且均以层流为主。较土质堆积体而言,30%砾石质量分数堆积体坡面阻力系数增大88.8%~288.4%,弗汝德数降低28.9%~41.8%,水流速度降低0~45.8%;3）径流含沙量随产流历时经历快速降低-平稳过渡-波动上升3个阶段,土质及10%砾石质量分数堆积体高含沙水流现象频发,且随雨强增大,重力坍塌次数增加,重力侵蚀程度增强。20%、30%砾石质量分数堆积体发生高含沙水流的几率约为0。相对土壤流失比与砾石质量分数呈极显著负指数函数关系;4）土壤剥蚀率与各侵蚀动力参数均可用简单线性函数关系描述,单位径流功率是描述风沙区土质和10%砾石质量分数工程堆积体侵蚀产沙的最优因子,径流功率是刻画20%、30%砾石质量分数工程堆积体土壤侵蚀参数更为合理的因子。结果可为全国范围工程堆积体土壤侵蚀模型的建立提供科学依据。
- 康宏亮王文龙薛智德郭明明李建明白芸邓利强李艳富李垚林
- 关键词：水动力学径流风沙区土壤剥蚀率
- 不同植被措施对露天煤矿排土场边坡径流产沙影响被引量：10
- 2016年
- 以内蒙古准格尔旗永利露天煤矿排土场边坡为研究对象,采用野外放水冲刷的试验方法,研究不同放水流量下(5,10,15,20L·min^(-1))沙打旺(Astragalus adsurgens Pall)条播、沙柳(Salix cheilophila)方格+沙打旺撒播、沙打旺撒播、草木樨(Melilotus suaveolens Ledeb)撒播和紫花苜蓿(Medicago sativa)撒播等植被措施对边坡径流产沙的影响。结果表明:植被措施坡面入渗率较裸地增大7.55%~192.19%,沙打旺条播和沙柳+沙打旺撒播的入渗率随放水流量的增加而增大,而裸地、沙打旺撒播、草木樨撒播、紫花苜蓿撒播入渗率随着放水流量的增加先增大后减小再增大。植被措施坡面的径流量较裸地减少0.97%~90.49%。放水流量为5~15L·min^(-1)时,沙打旺减水效果最好,流量为20L·min^(-1)时,撒播紫花苜蓿减水效益最高。各植被措施的径流量与放水流量均呈显著的幂函数关系。植被措施坡面的产沙量较裸地减小63.45%~93.27%,撒播紫花苜蓿的减沙效果最佳,条播沙打旺次之。各植被措施的产沙量与放水流量均呈显著幂函数关系。结果可为风蚀水蚀交错区露天煤矿排土场边坡植被防护措施的优化配置提供科学指导。
- 史倩华李垚林王文龙刘瑞顺郭明明欧阳潮波
- 关键词：露天煤矿排土场边坡植被恢复减水减沙
- 黄土区工程堆积体石砾对流速及产沙影响试验研究被引量：10
- 2015年
- 由于堆积松散、颗粒粗、组成物质复杂、坡度大等特点，生产建设项目工程堆积体侵蚀过程与农地、撂荒地相比有较大区别，是典型的人为加速侵蚀。在各类生产建设项目工程堆积体野外调查基础上，室内概化堆积体代表性下垫面，通过人工模拟降雨试验研究堆积体中石砾对流速及产沙影响。结果表明：（1）不同石砾含量下垫面流速在产流3min内迅速递增，随后趋于相对稳定。坡度小于25。时，含石砾坡面流速小于纯土体，此时石砾存在增加径流弯曲度，阻碍径流流动，平均稳定流速与雨强及石砾含量呈幂函数关系；而坡度大于25。时流速与雨强及石砾含量呈二元线性关系。（2）产沙率在产流前12min呈波动性递减，随后趋于相对稳定，初期产沙率是稳定期的1．7-3．1倍。雨强1．5mm／min较1．0ram／min的平均产沙率增加82．7％-117．3％。坡度对堆积体产沙影响存在一个阈值，在25。左右时产沙率最大，可达其他坡度下的1.3～1．7倍。在初期及稳定期的产沙率均表现为纯土体大于含石砾坡面，可增加0．6％～28．7％，各场次降雨下产沙峰值主要集中在产流开始后的前3min内。（3）在侵蚀初期、稳定期及整个侵蚀过程的平均产沙率均与流速呈显著相关。随雨强增大1．5倍，次降雨侵蚀量可增加74．0％～95．9％，且总体表现为纯土体侵蚀量大于含石砾坡面，产流前12min侵蚀量可占次降雨侵蚀量的38．3％～50．7％，因此，在进行堆积体水土流失防治中，尤其要注重初期的措施配置，以减免堆积体严重侵蚀。
- 李建明王文龙李宏伟黄鹏飞郭明明董玉锟李艳富
- 关键词：模拟降雨流速产沙
- 黄土区土质道路浮土侵蚀过程被引量：7
- 2015年
- 基于野外原位调查采样、室内人工模拟降雨试验研究道路浮土侵蚀规律.结果表明：浮土产流起始时间和路面侵蚀起始时间随雨强和坡度增大呈递减趋势.路面侵蚀起始时间随浮土厚度增大滞后2~5 min.浮土厚度≤0.5 cm时径流率在产流后2 min趋于稳定,平均径流率随雨强增大而递增,随坡度增大而递减;浮土厚度≥1.0 cm时,径流率在产流后3 min趋于相对稳定,平均径流率随雨强增大呈线性递增,随坡度增大而先递增后递减.侵蚀临界点随坡度和雨强增大呈递减趋势.浮土厚度≤0.5 cm时,侵蚀速率随雨强增大而递增幅度达24.5%~434.4%,坡度8°和16°可达2°和4°的2.4倍;浮土厚度≥1.0 cm时,侵蚀速率在产流开始后9 min左右趋于相对稳定,且随雨强和坡度增大而递增,随坡度增大侵蚀形式发生由＂片蚀-细沟侵蚀-溯源侵蚀＂的转变.浮土厚度≥1.0 cm时,平均10 min次降雨侵蚀量可达浮土厚度≤0.5 cm的1.3倍,而单独浮土侵蚀时段侵蚀量前者是后者的2.7倍.浮土厚度≤0.5 cm时,侵蚀量与雨强的相关性显著,产流量与坡度的相关性显著;浮土厚度≥1.0 cm时,10 min次降雨产流、产沙与雨强呈显著相关.随浮土厚度增大,浮土侵蚀量在组合侵蚀中所占比例增大,而薄层时主要以道路侵蚀占主导.
- 李建明秦伟左长清王文龙郭明明欧阳潮波
- 关键词：产流产沙模拟降雨
- 陕北风沙区含砾石工程堆积体坡面产流产沙试验被引量：25
- 2016年
- 采用室内人工模拟降雨方法,研究了陕北风沙区含砾石工程堆积体边坡的产流产沙过程。结果表明：1砾石存在改变了坡面入渗速率,径流系数受入渗速率的影响,随砾石含量的增加先线性递减后线性递增,并在10%砾石含量处存在阈值;径流系数随降雨强度的增加线性递增。2含砾石堆积体坡面流速较纯土堆积体降低,且随雨强增大,砾石延缓径流流动的作用越显著;雨强对径流流速的影响随砾石含量增加持续减弱。3土壤剥蚀率在产流24~33 min后显著增加,砾石主要对显著增加后的平均剥蚀率产生影响。4雨强1.0 mm/min时,砾石存在促进降雨侵蚀,产沙量增大;雨强大于1.0 mm/min时,砾石具有显著的减沙效应。
- 康宏亮王文龙薛智德郭明明李建明白芸邓利强李艳富
- 关键词：风沙土径流系数产沙量
- 露天煤矿排土场不同治理模式边坡细沟侵蚀特征研究被引量：5
- 2017年
- 露天煤矿新建排土场边坡土质疏松,细沟侵蚀强烈。本文通过野外实地调查,以裸坡为对照,对内蒙古永利煤矿排土场边坡2种不同治理模式(A模式-沙柳方格+沙打旺(Salix Psammophila Checkerboard+Astragalus adsurgens),B模式-沙柳方格)下边坡的细沟侵蚀特征进行了研究。结果表明:裸坡细沟侵蚀总量为283.73kg,A和B治理模式下边坡的细沟侵蚀总量较裸坡减少46.36%和35.09%。细沟密度、割裂度和宽深比从坡顶至坡脚的变化趋势,在裸坡上表现为减小-增大-减小,而在A模式治理的边坡上均为缓慢增大,在B模式治理的边坡上均为先增大后减小。距坡顶0~14 m处,75%和45%覆盖度沙打旺相比裸坡可使细沟侵蚀量降低37.29%~70.82%和43.10%~70.34%,二者控蚀效果基本相同;距坡顶14~20m处,75%覆盖度坡面细沟侵蚀量较45%覆盖度减小53.32%~61.49%;距坡顶>20m处,沙打旺不能有效控制细沟侵蚀。结果可为矿区生态环境安全与可持续发展提供科学依据。
- 陈同德王文龙董玉锟郭明明康宏亮朱宝才
- 关键词：露天煤矿排土场边坡细沟侵蚀沙打旺
- 黄土区坡耕地耕作对浅沟径流产沙及其形态发育特征的影响被引量：15
- 2015年
- 为研究耕作对浅沟径流产沙及形态发育特征的影响,在野外调查的基础上,设计坡度（15°、20°、25°）、雨强（1.0、1.5、2.0 mm/min）及放水流量（7.53∽23.45 L/min）3个处理,采用室内模拟降雨和放水冲刷的方法,测定了不同处理下浅沟径流量、产沙量。结果表明：1）2种浅沟水流均为紊流,耕作使浅沟水流雷诺数和弗劳德数分别减小0.95%∽30.77%、2.64%∽39.14%,阻力系数和糙率系数分别增加4.01%∽58.82%、0.88%∽27.87%;2）试验条件下,耕作使浅沟土壤剥蚀率增大9.48%∽37.87%,未耕作与耕作浅沟土壤剥蚀率分别与坡度—流量交互作用、雨强—坡度交互作用呈极显著线性关系,土壤剥蚀率与径流剪切力、径流功率及单位径流功率均呈显著的线性关系,未耕作浅沟发生剥蚀的临界剪切力、临界功率及临界单位径流功率分别为17.576 N/m2、5.036 W/（m2·s）、0.0381 m/s,耕作浅沟为10.585 N/m2、3.544 W/（m2·s）、0.0277 m/s;3）耕作使浅沟宽度增加1.98%∽31.79%,浅沟面积增大0.84%∽32.03%,下切深度降低2.82%∽26.67%;4）耕作使浅沟土壤侵蚀量增加0.91%∽22.80%,未耕作和耕作浅沟土壤侵蚀量分别占坡面土壤侵蚀总量的44.09%∽74.16%和42.44%∽56.44%,与雨强—流量交互作用均呈极显著的线性函数关系。结果可为该区浅沟侵蚀预测模型的建立及农业生态环境安全与保护提供科学依据。
- 郭明明王文龙李建明朱宝才史倩华康宏亮李艳富李垚林
- 关键词：耕作径流产沙黄土区坡耕地
- 神府煤田非硬化道路不同侵蚀期输沙特征被引量：3
- 2015年
- 神府煤田生产过程中形成的非硬化道路具有复杂的下垫面条件,道路表面由于长期碾压而形成一定厚度的浮土颗粒,结构松散,抗冲蚀性差,浮土层下碾压路面土壤容重高,抗蚀性高,因此,降雨条件下路面侵蚀亦表现出不同的差异性.本文采用野外模拟降雨试验方法对坡度3°、6°、9°、12°非硬化道路不同侵蚀期的输沙过程及输沙速率与侵蚀因子的关系进行研究.结果表明：浮土层土壤在面蚀期出现了第一个输沙峰值,坡度为3°时只存在面蚀过程,输沙速率平均变异系数为0.07;6°~12°坡度下各次降雨均在产流后15 min左右开始细沟发育,雨强大于1.5 mm·min-1时,面蚀期输沙过程线波动性较明显,但不同坡度间（6°、9°、12°）变异度差异不大（0.20、0.19、0.16）,雨强对输沙速率的影响强于坡度.细沟侵蚀期输沙过程线有波动,但波动性明显小于面蚀期,6°、9°、12°坡下平均输沙变异系数分别为0.05、0.09和0.10,细沟发育多,且沟宽而浅.面蚀期和沟蚀期的输沙速率均与雨强和坡度呈显著的幂函数关系.稳定输沙速率与径流率和含沙量呈显著线性关系.
- 郭明明王文龙李建明黄鹏飞朱宝才王贞罗婷
- 不同土质工程堆积体径流产沙差异被引量：24
- 2016年
- 依据野外调查结果概化堆积体下垫面,采用室内人工模拟降雨方法,研究不同雨强(1.0、1.5、2.0、2.5 mm/min)条件下4种砾石质量分数(0、10%、20%、30%)的壤土、黏土及砂土工程堆积体径流产沙特征差异。结果表明:1)砂土堆积体坡面产流开始所需时间较壤土及黏土堆积体长。3种土壤质地工程堆积体含砾石的平均流速较纯土体(砾石质量分数为0)小,大小表现为黏土<壤土<砂土。砂土堆积体平均径流率较壤土和黏土分别减少20.7%和18.8%;2)砂土堆积体平均侵蚀速率分别是壤土和黏土的3.0和2.3倍。3种土壤质地工程堆积体的平均侵蚀速率随雨强增大递增,但随砾石质量分数递增呈显著线性递减(P<0.05);3)砂土堆积体平均侵蚀量分别是壤土和黏土的4.5和3.4倍。3种土壤质地工程堆积体的侵蚀量与径流量和雨强均显著相关。研究成果可为建立生产建设项目工程堆积体水土流失量测算模型提供数据基础和理论依据。
- 李建明牛俊王文龙张平仓程冬兵王一峰张冠华郭明明
- 关键词：径流砾石产沙人工模拟降雨土壤质地
