為研究解決寒區(qū)粉壤土堤防背水坡面的水土流失問題,基于室外模擬降雨試驗(yàn),研究第二松花江流域粉壤土堤防坡面施加聚丙烯酰胺（PAM）后在不同坡度和下墊面條件下對(duì)坡面侵蝕特征的影響。試驗(yàn)包括4個(gè)坡度（10°,15°,20°,25°）和5種PAM濃度（0,2,3,4,5 g/m²）。結(jié)果表明:降雨強(qiáng)度和下墊面條件相同時(shí),坡度從10°增大至25°,坡面平均產(chǎn)流率先增大后減小,產(chǎn)沙率隨坡度增大而增大。降雨強(qiáng)度和坡度相同時(shí),聚丙烯酰胺濃度2 g/m²增大至5 g/m²,平均產(chǎn)流率相較于0 g/m²降低了10.6%～20%;平均產(chǎn)沙率隨濃度的增大而減小。將坡度和濃度的平均產(chǎn)沙率進(jìn)行擬合,得出產(chǎn)沙率與坡度呈現(xiàn)正相關(guān)性,與濃度呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)性。0 g/m²坡面的侵蝕形態(tài)主要表現(xiàn)為濺蝕和面蝕特征,施加PAM使得坡面侵蝕嚴(yán)重區(qū)域面積相較于0 g/m²減小54.57%,起到了一定控制侵蝕的效果�？梢�,在坡面上施加一定量的聚丙烯酰胺可以使土壤水分入滲能力增強(qiáng),減少侵蝕產(chǎn)沙,在實(shí)際工程中具有...

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圖1 坡面產(chǎn)流率、平均產(chǎn)流率變化曲線

圖1A為在雨強(qiáng)和坡度相同時(shí),不同下墊面條件下產(chǎn)流率隨降雨歷時(shí)出現(xiàn)不同程度的波動(dòng)。如圖1B所示,平均產(chǎn)流率以3g/m2為分界點(diǎn),大于3g/m2產(chǎn)流率隨濃度增大而減小,濃度小于3g/m2產(chǎn)流率隨濃度增大而增大。3g/m2平均產(chǎn)流率相比0g/m2減小了約20%;不同PAM濃度....

圖2 坡面產(chǎn)流率、平均產(chǎn)流率變化曲線

圖2顯示雨強(qiáng)和下墊面條件相同時(shí),不同坡度每分鐘產(chǎn)流率趨勢(shì)差異較大,隨降雨歷時(shí)先急劇增長(zhǎng),后出現(xiàn)不同幅度的波動(dòng),但總體趨勢(shì)為增大。在顯著性水平為0.05時(shí),使用單因素方差對(duì)每分鐘產(chǎn)流率進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)坡度對(duì)坡面產(chǎn)流率有顯著性影響,平均水平差異較大。圖2B顯示在下墊面條件相同時(shí),15°....

圖3 不同PAM濃度坡面產(chǎn)沙率變化曲線

圖3A顯示在雨強(qiáng)、坡度相同時(shí),不同PAM濃度產(chǎn)沙率趨勢(shì)變化顯著。PAM濃度為0,2,3,5g/m2坡面每分鐘產(chǎn)沙率隨降雨歷時(shí)先增大,后出現(xiàn)不同程度的波動(dòng),未趨于穩(wěn)定。PAM濃度為4g/m2坡面每分鐘產(chǎn)沙率隨降雨歷時(shí)先緩慢增大,后趨于穩(wěn)定。不同坡面每分鐘產(chǎn)沙率隨著PAM濃度的增....

圖4 平均產(chǎn)沙率對(duì)PAM濃度和坡度的響應(yīng)

坡面徑流是水力侵蝕發(fā)生、發(fā)展的主要?jiǎng)恿?流速是坡面徑流最重要的水力學(xué)要素[14-16]。在試驗(yàn)中通過染色法測(cè)定流速v,同時(shí)根據(jù)監(jiān)測(cè)到的水溫,獲得雷諾系數(shù),從而獲得修正系數(shù)α。已有研究表明,在PAM單獨(dú)使用情況下,由于其水溶液黏性較強(qiáng),會(huì)影響土壤水分的運(yùn)動(dòng)[17]。PAM的用量越大....

本文編號(hào)：4019201