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第1章 绪论1

1.1 研究背景及意义1

1.2 国内外研究进展3

1.2.1 坡面侵蚀产沙研究进展3

1.2.2 植被及不同格局对侵蚀产沙影响的研究5

1.2.3 坡面侵蚀过程中地表糙度的影响研究9

1.2.4 重力侵蚀研究进展10

1.3 研究目的21

1.4 研究内容21

1.4.1 植被对水土流失的调控作用21

1.4.2 重力侵蚀数值模拟研究22

1.5 研究技术路线22

1.6 主要创新点24

1.7 主要成果24

参考文献26

第2章 试验区概况及设计36

2.1 野外试验36

2.1.1 试验区概况36

2.1.2 试验小区及试验装置37

2.1.3 试验设计与方法40

2.2 室内试验41

2.2.1 试验装置41

2.2.2 试验设计与方法43

2.3 小结45

参考文献46

第3章 不同植被类型坡面径流侵蚀产沙试验研究47

3.1 不同植被类型坡面径流、入渗特征分析47

3.1.1 坡面径流过程分析47

3.1.2 坡面降雨入渗过程分析49

3.2 不同植被类型坡面侵蚀产沙特征分析51

3.3 不同植被类型坡面径流、产沙特征分析53

3.3.1 径流含沙量与产沙量关联分析53

3.3.2 径流量与产沙量关联分析56

3.4 不同植被类型的水土保持功效辨识58

3.4.1 不同植被类型的侵蚀产沙和侵蚀动力特征比较58

3.4.2 水沙调控机制辨识59

3.4.3 植被空间结构水土保持功效60

3.5 不同植被类型坡面径流、侵蚀产沙差异性分析62

3.5.1 径流、产沙单因素方差分析62

3.5.2 径流、产沙二因素方差分析63

3.5.3 坡面径流、侵蚀产沙差异性分析65

3.6 不同植被类型地表糙度变化特征分析67

3.6.1 地表糙度测量分析方法67

3.6.2 野外模拟降雨试验前后地表微地形变化69

3.6.3 地表糙度与各影响因子关联分析72

3.7 小结76

参考文献77

第4章 植被对坡面径流侵蚀产沙过程调控试验研究79

4.1 裸坡坡面径流产沙特征分析80

4.1.1 坡度对径流产沙的影响80

4.1.2 雨强对径流产沙的影响83

4.1.3 径流、产沙关联分析86

4.1.4 径流侵蚀功率变化特征90

4.2 不同植被空间位置下坡面径流侵蚀产沙特征分析91

4.2.1 覆盖面积为1.0m2时各格局坡面径流产沙过程91

4.2.2 覆盖面积为2.0m2时各格局坡面径流产沙过程93

4.2.3 覆盖面积为3.0m2时各格局坡面径流产沙过程96

4.3 不同植被覆盖率下坡面径流侵蚀产沙特征分析99

4.3.1 坡面产流过程分析99

4.3.2 坡面产沙过程分析101

4.3.3 径流含沙量变化过程分析103

4.3.4 坡面径流产沙的相互关系104

4.4 不同植被格局的坡面径流侵蚀产沙特征分析106

4.4.1 径流量与产沙量随降雨历时的关系106

4.4.2 植被格局下径流产沙差异性分析107

4.4.3 植被空间位置的参数量化111

4.5 坡面植被水蚀动力调控分析112

4.6 小结113

参考文献114

第5章 重力侵蚀数值模拟及调控机理研究116

5.1 重力侵蚀数值分析原理117

5.1.1 滑坡稳定分析中的极限平衡方法117

5.1.2 有限元强度折减系数法基本原理118

5.1.3 崩塌滑坡的蒙特卡洛概率计算118

5.1.4 FLAC3D数值模拟原理119

5.1.5 坡沟系统作用力120

5.1.6 Rosenblueth矩估计方法的基本原理122

5.2 坡沟系统重力侵蚀数值模拟研究125

5.2.1 研究区概况125

5.2.2 坡沟系统概化模型及有限元计算模型127

5.2.3 土体物理力学指标127

5.2.4 数值计算过程128

5.2.5 坡沟系统稳定性变化特征128

5.2.6 坡沟系统位移场分布模拟130

5.2.7 坡沟系统应力场分布模拟132

5.2.8 坡沟系统塑性区分布模拟133

5.3 小流域重力侵蚀数值模拟研究134

5.3.1 复杂地形的FLAC3D建模方法134

5.3.2 小流域概化模型及有限元计算模型135

5.3.3 小流域重力侵蚀发育情况136

5.3.4 小流域位移场分布模拟137

5.3.5 小流域应力场分布模拟141

5.3.6 小流域塑性区分布模拟142

5.3.7 Rosenblueth矩估计方法计算143

5.4 淤地坝对小流域重力侵蚀的调控作用144

5.4.1 淤地坝小流域有限元计算模型144

5.4.2 淤地坝对位移场分布调控作用146

5.4.3 淤地坝对应力场分布调控作用148

5.4.4 淤地坝对塑性区分布调控作用150

5.5 植被对重力侵蚀的调控作用151

5.5.1 植被调控坡沟重力侵蚀的力学原理152

5.5.2 植被覆盖条件下的坡沟系统、小流域有限元计算模型154

5.5.3 植被对坡沟系统重力侵蚀的调控作用156

5.5.4 植被对小流域重力侵蚀的调控作用160

5.6 小结164

参考文献166

后记168