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  • 【期刊】 测量坡面薄层水流流速的电解质示踪真实边界条件法与系统

    刊名:农业工程学报 作者:雷廷武 ; 啜瑞媛 ; 史晓楠 ; 刘琳 ; 赵军 关键词:流速 ; 测量 ; 电解质 ; 薄层水流 机构:中国农业大学水利与土木工程学院 ; 中国农业大学水利与土木工程学院 ; 中国科学院水利部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 ; 中国科学院青藏高原研究所 年份:2012
    摘要:坡面薄层水流流速的测量对研究地表水文过程具有重要意义。电解质脉冲法将边界条件用脉冲函数近似得到解析解,进而估算流速,引起误差。本研究在脉冲法的基础上改进,在测量系统中增加一组探针用于测量实际的边界函数。利用测得的边界条件数据,计算出模型边界条件的参数,进而将系统的真实边界条件的解与实测数据拟合,用最小二乘法计算流速。结果表明:两种真实边界条件法估算的流速没有显著差别,与流量法测量结果也一致,在短距离时真实边界条件法比脉冲法有较高的精度。由此说明,采用真实边界条件法和系统测量流速是可行的。
  • 【期刊】 小流域土壤侵蚀及径流过程自动测量系统的实验应用

    刊名:农业工程学报 作者:雷廷武 ; 高佩玲 ; 邵明安 ; 赵军 ; 杨超 ; 屈丽琴 ; 闫丽娟 关键词:土壤侵蚀 ; 径流 ; 小流域 ; 自动测量系统 机构:山东理工大学资源与环境工程学院 ; 山东理工大学资源与环境工程学院 ; 中国科学院水利部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 ; 中国科学院水利部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 ; 中国科学院水利部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 ; 中国农业大学水利与土木工程学院 ; 中国农业大学水利与土木工程学院 ; 中国农业大学水利与土木工程学院 ; 中国科学院水利部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 ; 中国农业大学水利与土木工程学院 年份:2005
    摘要:流域内降雨-径流-土壤侵蚀过程中不同时空点处流量、流速、泥沙含量的获取是土壤侵蚀机理研究中的难点,其实时、准确测量为侵蚀模拟-预报模型的建立与检验提供必要的数据支持。该文针对这一问题,将量水堰及水位传感器、薄层水流流速测量系统、γ射线泥沙含量测量仪有机组合,构成流域土壤侵蚀过程测量系统。将该系统测量仪器布设于室内小流域模型各沟道出口及沟道内典型点处,在降雨强度25 mm/h,降雨历时5 m in条件下,系统测量的流域出口处流量及泥沙含量变化值与采用手工采样方法测量结果的决定系数R2分别为0.738,0.749,流速误差为8.7%,比较结果显示该系统具有较高的测量精度。在此测量精度范围内,同时测得各沟道口流量及泥沙含量动态变化过程及沟道中典型点处流速。流域内径流过程及径流含沙量的动态测量结果表明将该系统应用到土壤侵蚀动态过程的研究中是可行的。
  • 【期刊】 PAM改善黄土水土环境及对玉米生长影响的田间试验研究

    刊名:农业工程学报 作者:雷廷武 ; 唐泽军 ; 赵小勇 ; 潘智刚 ; 李宁 关键词:聚丙烯酰胺 ; 入渗 ; 径流 ; 土壤水分 ; 玉米生长 机构:中国农业大学水利与土木工程学院 ; 中国农业大学水利与土木工程学院 ; 中国农业大学水利与土木工程学院 ; 内蒙古水利科学研究院 ; 内蒙古水利科学研究院 ; 内蒙古水利科学研究院 ; 中国科学院水土保持研究所 年份:2006
    摘要:在干旱半干旱地区,为了充分利用有限的降水资源,促进农作物的生长,采用聚丙烯酰胺(PAM)进行了减少玉米田土壤表面的径流,增加土壤入渗的试验。试验区位于内蒙古自治区清水河县境内,在试验区挑选一块坡面相对比较平整坡度在5%~7%的连片玉米田,分别在玉米田的土壤表面采用4个不同的处理,即PAM覆盖率80%、60%、40%和对照,试验采用3个重复。通过小区试验,测定降雨在土壤表面形成径流量、土壤的含水量的变化情况和玉米生长发育的状况,以及玉米的全干物质产量。结果表明,PAM能够很好地增加土壤的有效降雨量并促进玉米的生长。
  • 【期刊】 黄土区细沟侵蚀过程中输沙能力确定的解析法

    刊名:中国农业科学 作者:雷廷武 ; 张晴雯 ; 高佩玲 ; 潘英华 关键词:细沟侵蚀 ; 输沙能力 ; 解析法 机构:杨凌712100中国农业大学水利与土木工程学院 ; 杨凌712100中国农业大学水利与土木工程学院 年份:2004
    摘要:输沙能力是坡面细沟侵蚀过程预报模型中所需的重要参数,确定坡面输沙能力一直是土壤侵蚀研究关注的问题。解析法是用数学上的积分和积分变换等方法直接求数学模型的解,其优点是把表征坡面土壤运动规律的变量和时空变化包含在一个表达式内,可以分析土壤侵蚀的过程运动规律。由细沟侵蚀室内模拟试验得出的剥蚀率和含沙量之间的函数关系,推导得到了计算细沟输沙能力的解析式。将由解析方法计算求得的水流输沙能力与由试验数据直接估算出来的结果进行了对比,验证了该解析式的合理性。
  • 【期刊】 电容式水流泥沙含量传感器数据融合的研究

    刊名:华中农业大学学报 作者:雷廷武 ; 沈逸 ; 李小昱 ; 王为 关键词:电容式传感器 ; 含沙量 ; 多传感器 ; 数据融合 ; 神经网络 机构:华中农业大学工程技术学院 ; 华中农业大学工程技术学院 ; 华中农业大学工程技术学院 ; 中国科学院水利部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 ; 杨陵712100中国农业大学水利与土木工程学院 ; 华中农业大学工程技术学院 ; 武汉430070中国科学院水利部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 年份:2004
    摘要:用电容传感器测量水流泥沙含量时 ,电容传感器的输出受环境温度的影响。为了消除环境温度的干扰 ,采用人工神经网络方法对传感器的输出进行数据融合处理。以电容传感器的泥沙测量值和环境温度作为网络的输入 ,并用改进的BP算法对网络进行训练得到融合输出值。试验结果表明采用基于人工神经网络的数据融合方法可有效地消除环境温度对电容传感器所产生的影响 ,从而得到精确、稳定的输出值。
  • 【期刊】 坡面侵蚀中径流含沙量测量方法研究与展望

    刊名:泥沙研究 作者:雷廷武 ; 高佩玲 ; 赵军 ; 王辉 关键词:测量方法 ; 泥沙含量 ; 土壤侵蚀 ; 弥散系数 机构:中国科学院水利部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 ; 中国科学院水利部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 ; 中国科学院水利部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 ; 中国科学院水利部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 ; 中国科学院水利部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 ; 陕西杨凌712100中国农业大学水利与土木工程学院 年份:2004
    摘要:土壤侵蚀中的径流含沙量是衡量坡地水土流失的重要参数之一 ,只有合理测量坡地径流中的含沙量才能为水土保持提供有利的依据 ,同时为验证土壤侵蚀预报模型提供基本参数。本文从测量原理出发 ,对含沙量各种测量方法的适用环境、测量精度及其局限性进行了比较全面的分析 ,重点研究了坡面径流含沙量的测量方法。研究结果表明目前测量含沙量的方法在坡面侵蚀动态水流含沙量的测量中存在只能静态测量的问题。目前电解质脉冲法在测量坡面薄层水流流速中做出了有益的探索 ,研究发现水流速度、泥沙的弥散系数与含沙量之间存在着相关关系 ,用此方法测量含沙量将有可能实现含沙量的动态测量
  • 【期刊】 基于统计理论数据融合的水流泥沙含量测量仪

    刊名:农业工程学报 作者:雷廷武 ; 李小昱 ; 王为 ; 张军 关键词:统计理论 ; 数据融合 ; 泥沙含量 ; 荷重传感器 ; 测量仪 机构:华中农业大学工程技术学院 ; 华中农业大学工程技术学院 ; 中国农业大学水利与土木工程学院 ; 华中农业大学工程技术学院 ; 华中农业大学工程技术学院 年份:2004
    摘要:水流泥沙含量的测量在土壤侵蚀和水土保持研究中具有重要意义。采用自行研制的便携式水流泥沙含量测量仪测量了水流泥沙含量。结果表明,水流泥沙混合液质量与泥沙含量之间呈线性关系,可采用荷重传感器测量水流泥沙含量;通过采用基于统计理论的数据融合法来处理测量结果,可大大提高测量的准确性和重复性;其测量精度为0.63%,重复性误差小于0.49%;该测量系统为水流泥沙含量的快速、准确测量提供了一种新的、有效的方法。
  • 【期刊】 坡面薄层水流流速测量的比较研究

    刊名:农业工程学报 作者:雷廷武 ; 夏卫生 ; 刘春平 ; 吴金水 ; 赵军 关键词:质心运动速度 ; 坡面薄层水流 ; 电解质脉冲法 ; 流量法 ; 数学模拟 机构:湖南师范大学资源与环境科学院 ; 湖南师范大学资源与环境科学院 ; 中国科学院水利部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 ; 湖南师范大学资源与环境科学院 ; 中国科学院水利部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 ; 中国科学院水利部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 ; 中国科学院水利部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 ; 中国农业大学水利与土木工程学院 年份:2004
    摘要:在室内模拟水槽中分别用质心运动学原理、电解质脉冲法和流量法3种方法测量不同坡度、不同泥沙含量条件下的薄层水流流速。比较以上3种测量结果发现在下垫面无渗透时,即加入的盐液没有损失时,电解质脉冲法测量坡面薄层水流流速与质心运动速度及流量法测量结果基本是一致的。在泥沙含量较大时,电解质脉冲法测量结果的误差较大,流量对测量结果影响不显著;随着测量距离的延长,测量误差变小,这可能是随着测量距离的增加,加入电解质的时间与测量时间之比减小,从而使假设加入的电解质为电解质脉冲更加合理。总的来说,电解质脉冲法在实验条件下测量坡面薄层水流流速是可行的。
  • 【期刊】 电解质脉冲法测量薄层水流流速的实验研究

    刊名:自然科学进展 作者:雷廷武 ; 夏卫生 ; 吴金水 ; 刘春平 ; 赵军 关键词:质心运动速度 ; 坡面薄层水流 ; 电解质脉冲法 机构:湖南师范大学资源与环境科学学院 ; 湖南师范大学资源与环境科学学院 ; 中国科学院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 ; 中国科学院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 ; 湖南师范大学资源与环境科学学院 ; 中国科学院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 ; 长沙410081中国科学院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 年份:2004
    摘要:在室内模拟水槽中 ,下垫面无渗透时 ,用质心运动学原理、电解质脉冲法和流量法 3种方法测量不同坡度、泥沙含量下的薄层水流流速 .测量结果表明 ,加入的盐液没有损失时 ,电解质脉冲法测量坡面薄层水流流速与质心运动速度及流量法测量结果基本是一致的 ;流量对测量结果影响不显著 ;在泥沙含量较大时 ,泥沙的沉降使质心运动速度的计算产生一定的误差 ;测量距离对电解质脉冲法测量结果有一定的影响 .测量距离增加 ,加入电解质的时间与测量时间之比减小 ,使得加入的电解质更接近于一个脉冲 ,电解质脉冲法测量结果随测量距离的延长而更加准确 .
  • 【期刊】 确定侵蚀细沟土壤临界抗剪应力的REE示踪方法

    刊名:土壤学报 作者:雷廷武 ; 唐泽军 ; 张晴雯 ; 赵军 关键词:稀土元素 ; 模拟降雨 ; 土壤侵蚀 机构:中国农业大学水利与土木工程学院 ; 中国农业大学水利与土木工程学院 ; 中国农业大学水利与土木工程学院 ; 中国科学院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 ; 中国科学院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 ; 中国科学院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 年份:2004
    摘要:近年来兴起的REE示踪方法 ,可以研究土壤侵蚀的发生和发展的过程 ,及其沿坡面变化的规律。本研究采用Dy、La、Sm、Yb、Ce、Eu、Nd、Tb等 8个REE、3个雨强 (50mmh- 1,10 0mmh- 1和 150mmh- 1)和4个坡度 (8.74% ,17.63 % ,3 6.4%和 46.63 % )进行了一系列人工模拟降雨试验 ,展示了土壤侵蚀沿坡面变化与坡面细沟发展的关系 ,分析了土壤表面水流动力特征与土壤侵蚀之间的动态平衡。由土壤侵蚀沿坡面的变化 ,确定了土壤细沟侵蚀发生的临界距离 ,并由此得到侵蚀细沟土壤临界剪应力。对不同试验条件下最大细沟侵蚀率与径流剪应力和细流力之间的关系进行了回归分析
  • 【期刊】 冲刷条件下坡面水流速度与产沙关系研究

    刊名:土壤学报 作者:雷廷武 ; 夏卫生 ; 张晴雯 ; 潘英华 ; 赵军 关键词:土壤侵蚀 ; 水流速度 ; 泥沙 机构:湖南师范大学资源与环境科学学院 ; 湖南师范大学资源与环境科学学院 ; 中国科学院水利部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 ; 中国科学院水利部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 ; 中国科学院水利部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 ; 中国科学院水利部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 ; 中国科学院水利部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 年份:2004
    摘要:在冲刷条件下 ,通过 5种坡度下的水流速度和泥沙含量测量 ,发现两者存在同步的关系 ;水流速度的变化与细沟的发育存在明显的对应关系。在细沟开始发育时 ,水流速度逐渐增大 ;当细沟基本形成后 ,水流速度减小并平稳。水流速度是影响坡面产沙的主要原因 ,在低坡度时 ,细沟发育较慢 ,产沙量较少 ,但坡度在 10°~ 2 0°之间产沙量相差不大 ,到 2 5°时的产沙量反而比 2 0°的还少 ,出现了人们观察到的临界坡度。根据坡面特性 ,分析水流速度和泥沙含量之间关系使土壤侵蚀的临界坡度得到比较合理的解释。在大于临界坡度时 ,水流速度一开始很快增大 ,所冲刷的泥沙量并不比坡度小的少 ;跌坎容易形成 ,且比较深 ,从而使水流速度减小。但细沟在较短的时间内发育完成 ,水流速度也随之减小 ,泥沙含量降低 ;从而使在一定时间之后 ,大于临界坡度时所冲刷的累积泥沙含量较少。通过用电解质脉冲法测量水流速度解释了坡面冲刷侵蚀过程中的一些现象 ,若进一步测量其时空分布 ,有可能更深入地揭示其侵蚀机理 ,为建立合理的土壤侵蚀预报模型提供准确参数
  • 【期刊】 细沟水蚀动态过程的稳定性稀土元素示踪研究

    刊名:水利学报 作者:雷廷武 ; 张晴雯 ; 赵军 关键词:稀土元素 ; 示踪法 ; 细沟侵蚀 ; 动态过程 机构:中国科学院水利部水土保持研究所国家重点实验室 ; 中国科学院水利部水土保持研究所国家重点实验室 ; 中国科学院水利部水土保持研究所国家重点实验室 ; 中国科学院水利部水土保持研究所国家重点实验室 ; 陕西杨陵 712100中国农业大学水利与土木工程学院北京 100083 年份:2004
    摘要:本文利用稳定性稀土元素(RareEarthElement)REE示踪法探讨了坡面水蚀动态过程的试验方法,根据细沟侵蚀沿坡长的产沙特点,给出了元素的施放方法、施放深度和浓度的数学表述及计算方法,并进行了室内细沟侵蚀模拟实验。试验采用3个流量(2、4、8L min)5种坡度(5°、10°、15°、20°、25°),3次重复。试验采用8m土槽,分区段施用10种不同的稀土元素进行示踪,每个施放区长0 8m,宽0 1m,不同坡段根据侵蚀特点采用不同的施放深度。给出了根据收集到的侵蚀土壤样本中不同稀土元素的含量及总的土壤侵蚀量计算坡面不同部位的侵蚀产沙量的方法,由试验数据计算了不同水动力条件下的土壤侵蚀量沿细沟的分布,并分析了坡度和流量对坡面侵蚀量随坡长变化的影响。结果表明,REE示踪法可以示踪细沟土壤侵蚀的动态过程,且可保证一定的精度要求。由示踪方法得到的细沟土壤侵蚀量,在一定坡度和流量下,产沙量随着沟长的增加而增加,但增加的幅度越来越小,且渐趋于一个稳定值。侵蚀产沙量随着坡度和流量的增加而增加,但坡度较流量对产沙变化的影响更大。
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