坡面侵蚀中径流含沙量测量方法研究与展望

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。     

几种坡面土壤侵蚀测量方法的比较研究

坡面侵蚀产沙信息的获取对土壤侵蚀预报模型开发和相关参数获取至关重要。采用如下方法放水冲刷法和人工模拟降雨法,通过不同的放水流量、雨强,在5 m坡长坡面上利用REE示踪法;在4 m长坡面和3 m长沟坡组成的坡沟系统上,用地形测针板法和坡面侵蚀沟量算法;在8 m长坡面和5 m长沟坡组成的坡沟系统上,用地形测针板和HDS3000高精度扫描仪测量法等,对不同空间尺度、不同侵蚀测量方法的测定结果进行了对比分析。结果表明几种方法的测量精度高低依次为HDS3000扫描仪法＞REE示踪法＞地形测针板法＞侵蚀沟量测法;工作效率高低依次为HDS3000扫描仪法＞侵蚀沟量测法＞地形测针板法＞REE示踪法。在坡面侵蚀空间分布上几种方法都可实现,但精度各有不同,实际应用中应根据需求选用不同的测量方法。     

流域侵蚀产沙平衡研究进展

介绍了国内外流域侵蚀产沙平衡研究的主要成果。分析了流域泥沙的主要来源及国内外泥沙来源的主要研究方法；介绍了侵蚀泥沙的坡面～河道运移过程、坡面～河道耦合关系的研究现状；提出了当前河道泥沙存蓄与输移研究的主要问题，并分析了该领域目前研究的现状；对比分析了目前流域侵蚀产沙平衡研究中几个主要模型的适用范围与优缺点；提出了我国未来流域侵蚀产沙平衡研究中应注重发展的主要问题。     

粗糙度对坡面侵蚀及泥沙分选性影响试验研究

为进一步揭示土壤侵蚀的内在规律,以某一试验小区为例,通过模拟不同地表粗糙度,分析了不同雨强条件下的坡面侵蚀产沙及泥沙颗粒粒径变化特征。结果表明:相同雨强和降雨历时下,粗糙度对坡面径流率、水流功率、径流含沙量和产沙率有显著影响;侵蚀泥沙的搬运形式与雨强和粗糙度均有关,而不同泥沙颗粒搬运方式是引起不同粗糙度坡面侵蚀产沙分异的重要原因。因此,坡面侵蚀产沙模型中应综合考虑地表粗糙度和泥沙粒径信息。研究成果可为水土保持规划设计和水土保持措施优化配置提供一定依据。     

超声衰减法含沙量测试研究

本文根据超声波在浑水中的衰减规律,提出了一种测量水体中含沙量的新方法.研制出由超声探测传感器、超声仪器和微处理机组合而成的测试系统.在该系统中,提出了“面积比值法”测量声吸收系数,提高了测量的灵敏度和精度.利用保持电路,解决了窄脉冲序列信号的采集和处理问题,保证了测量的稳定性.采用所研制的测试仪器,并配以相应的传感器系列,可望在我国大部分河流中应用.     

渭河流域坡面治理措施减水减沙效益分析

1 流域与水土保持概况渭河是黄河流域面积最大的支流,地处黄土高原南缘,干流全长818km,流域面积约为63282km~2(不包括泾河流域),其中宝鸡林家村水文站以上约30661km~2。按地形地貌,全流域可划分为黄土丘陵沟壑区、土石山区、渭北阶地残塬区和渭河谷区。该流域水土流失较严重,流失面积占流域总面积的75％,华县站平均年输     

农田土壤水分各种测量方法的比较与分析

对目前应用较广泛的几种农田土壤水分测量方法的测量原理及其优缺点进行了对比分析，认为综合性能较高的还属技术较先进的时域反射仪法（TDR）和经济型的频域反射仪法（FDR），TDR多应用于便携式的水分测定，而FDR可应用于土壤水分的自动连续监测。提出智能化的农田土壤水分的监测，仍然是未来土壤水分监测的发展趋势的观点。     

用于黄河水质监测的高含沙量前处理系统

水质监测中仪器设备运行需要进行前期预处理,尤其是针对大颗粒泥沙等杂质更需要进行泥沙滤除预处理。针对黄河流域高泥沙、水质情况复杂等情况,研发了特殊的高含沙量水质过滤系统,解决了黄河流域水质监测水样泥沙问题。     

黄土坡面沟蚀发生机理的水动力学试验研究

本文通过试验观测及理论分析．首次从理论上探讨了坡面侵蚀过程中．侵蚀方式发生演化的水动力学机理。计算及测试结果都证明了坡面侵蚀由面状侵蚀向淘状侵蚀发展的内在原因是由于坡面径流在顺坡流动过程中，径流受边界干扰所形成的急流冲击波影响的结果。由于急流冲击波的作用．在水流方向上的冲击波交汇点．不仅水深出现局部增加，而且也会导致径流流速增大以及水流紊动增强。最终在水流纵向上出现径流侵蚀切应力的激增点。在这些切应力激增点处．水流急剧地侵蚀搬运表土，形成导致侵蚀沟发育的沟头。     

OBS浊度计测量泥沙浓度的方法与实践研究

本文主要对光学后向散射浊度计的测量原理、仪器结构、泥沙校准做了研究分析，讨论了影响因素，揭示了水体浊度与泥沙浓度的相互关系，并结合长江口的水体泥沙测量应用提出其应用前景。     

非黏性沙级配对浊度法测量含沙量的影响

利用浊度仪测量水流含沙量时,泥沙颗粒级配和矿物成分是影响浊度仪标定结果的主要泥沙因素。采用黄河原型非黏性沙配制不同粒径、不同含沙量浑水水体,开展固定粒径、粗细沙、混合沙等多组次试验研究,对黄河天然沙粒径及级配对浊度仪输出浊度的影响进行定量分析和机制探讨。结果表明:固定含沙量条件下,非黏性泥沙粒径对水体浊度的影响特征符合Mie散射定律;含沙量变化对浊度仪输出浊度的影响数量级为10～10²,泥沙颗粒粒径变化对浊度仪输出浊度的影响数量级为10^-1～1;相同含沙量条件下,悬沙比表面积与浊度仪输出浊度符合线性分布。建立了考虑非黏性沙级配影响的含沙量与浊度关系模型,能够较准确地反映非黏性沙粒径及泥沙浓度对水体浊度的影响,可为浊度与含沙量关系的准确率定及测量结果的校准提供可靠依据。     

含沙量预报方法探讨

黄河的泥沙问题一直都是黄河治理的重点。进行含沙量预报将为一些治理黄河的措施提供技术支持。由于影响黄河含沙量的因素众多,预报技术难度大,至今没有可用的预报方案,可以说这在黄河上乃至其它河流都是空白。本文就现有的预报方法(输沙单位线法、响应函数法、神经网络法、水力学法),分析其影响因素和优缺点。就今后含沙量预报方法应努力的方向给出建议。     

水中泥沙浓度的超声成像测量研究

在利用B超仪对沙水混合物进行成像的试验中,发现图像中沙粒光斑的总面积和强度与水中含沙量呈现出一定的对应增长关系,根据这种关系提出了一种基于B超成像技术的含沙量测量分析方法。该方法利用B超仪获得水中悬浮沙粒的图像,通过统计分析图像中沙粒光斑的总面积强度与整个测量区域的比值得到灰度比值,最后建立灰度比值与实际含沙量的对应关系,并利用这种关系来计算待测含沙量。该方法灵敏度较高,对水流无扰动,能够实时连续地反映水中含沙量的动态变化及其垂线分布,特别适合较低浓度的泥沙测量和分析研究。     

超声反射法测量悬浊液浓度分布的特性研究

在泥沙研究中，含沙量及其沿垂线分布的测量问题非常重要。目前基本上是采用传统的方法．费时费力，而且无法做到实时、连续测量。为了探索新的测试方法，本文报道利用超声反射法，根据声波在浑水中沿垂线传播时，不同深度、不同浓度泥抄颗粒对声波的散射信号不同这一原理，对泥沙浓度、深度及其粒径与散射强度的关系进行大量实验研究，以期能实现含沙量垂线分布的自动测试。     

一种单样含沙量计算方法探讨

对水面较宽、河床不稳定、主流和含沙量横向分布有变化的测站，其单断沙关系通常不好，虽然可用多条垂线沙样混全作为单沙，但仍难满足整编要求，从输沙率测验原理出发，分析了影响单断沙关系的主要因素，提出了流量加权计算单沙的方法。并详细介绍了制作单断沙关系的步骤。该方法运用于宜昌水文站后得到了单一稳定的单断沙关系，可满足整编要求，且提高了精度，该方法还具有操作简便，不增加外业测验工作量等特点。     

河口水体泥沙浓度的水面光谱统计模式分析

现场测量长江口Ⅱ类水体的反射高光谱,并同步获取水样、测量流速,在实验室中对所获水样的泥沙浓度进行测定。通过对试验数据的分析发现,水体反射光谱随泥沙浓度不同而发生变化,在黄绿光波段(560～720nm)和近红外波段(810nm)出现两个明显的反射峰。波长大于650nm光谱反射率和表层泥沙浓度的相关性较好,特别在690～900nm波段两者的相关系数大于075,对泥沙浓度变化较为敏感。基于最小二乘法,建立了单波段反射率与泥沙浓度关系以及波段反射率比值与泥沙浓度关系的回归方程。结果表明,670nm和715nm处单波段反射率的指数方程相关系数较高,而基于810/690波段反射率比值的二次多项式拟合方程对泥沙浓度的预测精度好于其它比值组合形式的模型。     

OBS-3A在悬移质含沙量测验中的应用研究

传统悬移质含沙量主要采用烘干法测量,其操作繁琐、费时费力且无法实时连续施测,近年来越来越多地被光学仪器法（OBS-3A）替代。介绍了OBS-3A的测量原理、仪器结构,通过OBS-3A与传统方法测验悬沙浓度（SSC）比测试验,分析了传统方法测沙与OBS-3A测沙结果之间的关系。结果表明,只要样本覆盖一定范围且样本数达到一定数量,浊度和SSC之间能得到较好的相关关系。推荐采用0.6 H的水样率定工作曲线。OBS-3A的测量结果受泥沙粒径的影响较大,颗粒粒径越小,OBS-3A就越敏感,所测得结果也更为准确。     

误差传递及合成对含沙量测验成果的影响分析

随着长江清水下泄现象越来越明显,输沙量不断减少.目前悬移质含沙量的计算方法和规定仍采用1992年发布的<河流悬移质泥沙测验规范>(GB50159-92),致使在低沙计算中结果存在一定差异,现根据误差传递及合成理论公式探讨目前悬移质含沙量和输沙率的有效位数取舍对测验成果的影响,指出现行规范在低沙时期存在的不足并提出改进依据.     

日含沙量时间序列的混沌识别与预测研究

运用关联指数饱和法和改进的最大Lyapunov指数方法对流域产沙系统进行了混沌识别,结果表明日含量序列具有混沌特性.并以重构相空间的饱和嵌入维数作为神经网络输入层节点数,将混沌理论和神经网络二者有机结合,建立了混沌神经网络模型.将该模型用于黄河上游头道拐水文站汛期日含沙量预测,结果表明,该模型应用在汛期日含沙量预测中具有较高的精度.