工程堆积体坡面植物篱的减流减沙效益及其机理研究

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1、密级:公开硕士学位论文工程堆积体坡面植物篱的减流减沙效益及其机理研究作者姓名：王凯指导教师:高照良副研究员中国科学院教育部水土保持与生态环境研究中心学位类别:工程硕士学科专业:环境工程研究所:中国科学院教育部水土保持与生态环境研究中心2015年5月EffectsandmechanismofhedgerowsonerosioncontrolinslopeofengineeringaccumulationByWangKaiADissertationSubmittedtoTheUniversityofChineseAcademyofSciencesInp

2、artialfulfillmentoftherequirementForthedegreeofMasterofEngineeringResearchCenterofSoilandWaterConservationandEcologicalEnvironment,ChineseAcademyofSciencesandMinistryofEducationMay,2015致谢时光流转，岁月如梭，三年的硕士生涯如白驹过隙，转眼已近尾声。回顾三年时光，从在校学习到野外试验再到撰写论文，得到了诸多帮助，在论文完成之际，真诚地向家人、老师、同学和朋友们表示感谢

3、。本论文是在恩师高照良副研究员的大力支持和悉心指导下完成的。从选题、开题、试验设计到论文修改、定稿等各个阶段，都凝结了高老师大量的智慧与心血。高老师在科研和学习中深入浅出、循序善诱的教导使我的科研能力得到很大提高，其严谨治学、敢于创新的治学精神值得我终身学习。在生活上，高老师也给予了我无微不至的关怀，令人倍感温暖，高老师豁达乐观、高瞻远瞩的人生态度也激励着我在未来人生中不断提升自我。在此，向三年来关心和指导我的恩师表示深深的感谢。在论文的开题论证阶段，得到了刘国彬研究员、王占礼研究员、程积民研究员、谢永生研究员、穆兴民研究员、王文龙研究员和杜峰副研

4、究员的耐心指导和宝贵意见，在此谨向各位老师表示衷心的谢意。衷心感谢同门徐斌、师弟牛耀彬、罗珂、杜捷、张翔和师妹袁雪红在前期准备及试验期间的无私帮助与同甘共苦；感谢宋晓伟师傅、杨栓虎师傅在试验过程中提供的热情帮助；感谢张乐涛、张少佳、刘子壮三位师兄及彭珂珊老师在试验设计和论文撰写中提出的宝贵建议。感谢中国科学院水利部水土保持研究所提供优良的学术平台与科研机会，感谢长武黄土高原农业生态试验站提供的试验条件，使我能够顺利完成硕士期间的科研工作；感谢2012级全体同学在学习生活中给我的帮助，在欢声笑语中共同度过了三年时光。特别感谢父母对我的养育之恩，感谢求

5、学期间父母对我的理解与付出，如今以完成学业作为对家人的报答，而在今后的人生道路中更要踏实走好每一步，让家人安心、放心，并要尽我所能回报亲人的无私支持。本论文得到“十二五”国家科技支撑计划课题：农田水土保持关键技术研究与示范（2011BAD31B01）基金项目资助。最后，再次向所有关心、帮助我的单位、老师、同学、亲人和朋友们表示最真挚的谢意！王凯2015年5月25日工程堆积体坡面植物篱的减流减沙效益及其机理研究学生姓名：王凯导师姓名：高照良专业：环境工程研究方向：水土保持工程摘要生产建设项目在施工及生产过程中会产生大量工程堆积体，而堆积体的土壤侵蚀模

6、数远高于自然坡面，极易产生严重的水土流失，为探索工程堆积体水土保持的有效措施，本研究利用宽5m，长20m的标准径流小区，通过野外模拟径流试验，在24°、28°、32°三种坡度下，采用35L/min、45L/min、55L/min三种放水流量，研究了工程堆积体坡面应用植物篱措施后的侵蚀过程、减流减沙效益及其侵蚀动力机理，并分析了其控蚀能力的时序变化。得到了以下结论：（1）对照小区和植物篱小区的产流量、产沙量都随着小区坡度和放水流量的增加而增大，植物篱可以有效减少径流量和侵蚀量：①减流效益介于4%~40%之间，并随着小区坡度的增加而增大，但与径流流量不

7、是简单的正相关关系，随着流量的增加先增大后减小。②减沙效益介于15%~45%之间，随着坡度和放水流量的增加而减小。（2）对照小区和植物篱小区的产流率、产沙率均随坡度和放水流量的增加而增大；随冲刷历时的推移，产流率在前期迅速增大而后趋于平稳，产沙率在前期快速上升，之后明显下降，在大流量（45、55L/min）下，冲刷末段超过了初始时段；植物篱小区的产流率小于对照小区，且植物篱小区的产流时刻比对照小区要滞后2~10min，冲刷后期二者的产沙率逐渐接近甚至前者超过后者。（3）对照小区和植物篱小区的细沟侵蚀量在区段1（0~6m）内所占比例最高（≥40%），

8、随着坡度增加，坡面上部（0~10m）沟蚀量所占的比例呈现先增加后减小的趋势，随着流量的增加，坡面下部（10~20m）所占的