黑河上游亚高山草地小时尺度蒸散发研究

选择黑河上游天涝池小流域为研究区,亚高山草地为研究对象,利用涡度系统计算2014-2016年小时尺度蒸散发量,选择Penman、FAO Penman-Monteith、FAO Penman、Priestley-Taylor模型模拟研究区亚高山草地小时尺度蒸散发量.结果表明,除Priestley-Taylor模型,其他3...     

广西石漠化地区坡面土壤团聚体稳定性研究

为了研究广西石漠化地区坡面土壤团聚体的稳定性,采用简化的湿筛方法,分析在不同初始含水率和浸润时间条件下,广西省河池至都安高速公路段黄色石灰土中占绝对多数的5 mm团聚体的稳定性情况。结果表明:浸润时间在10~40min范围内变化时,小于某粒径土壤团聚体百分含量随浸润时间的增加呈近似线性增加,土壤团聚体遇水破裂的过程主要发生在被浸润前10 min;初始含水率从12.82%增加至21.14%时,土壤团聚体稳定性变化较大,在初始含水率为12.82%时,大颗粒团聚体破裂得最快最彻底;初始含水率在21.14%~37.87%范围内变化时,土壤团聚体稳定性变化趋势相对稳定。建议在广西石漠化地区气候长期干燥,即将降雨的情况下,对坡面土壤进行洒水预湿处理,提高土壤含水率,增加土壤团聚体稳定性,减少坡面土壤侵蚀。     

黑河上游土壤含水量的空间分布与环境因子的关系

通过原位观测及大范围多尺度采集位于青藏高原北缘的祁连山地黑河上游土壤含水量数据,得到土壤含水量的空间分布,并运用旋转主成分分析法分析影响黑河上游土壤含水量的主要环境因子.结果表明:在黑河上游,影响土壤含水量的主要因子是地形因子,土壤物理属性与土壤含水量之间的相关关系不显著;地形因子中坡度和坡向与土壤含水量呈显著负相关,土壤含水量在坡向作用下呈现北坡高于南坡的趋势,海拔与土壤含水量呈现显著的正相关关系.     

黑河上游青海云杉林冠层空隙度的时间变异特征

以祁连山区天涝池流域的青海云杉为研究对象,使用数码相机对林冠进行拍照,获取林分结构在不同太阳位置下的数码照片,利用图像处理方法估算不同图像的空隙度.研究结果表明林下某一固定位置的空隙度随着太阳位置的变化有较大的时间变异.提供了一种将太阳位置因素考虑到空隙度测定中的方法,为生态水文模型的研究提供高精度参数.     

四足机器人坡面行走稳定性分析

为了提高四足机器人坡面行走的稳定性,四足机器人的小腿采用液压缸,并提出了通过增大机器人后腿小腿腿长和减小前腿小腿腿长的方法,使机器人质心向前移动,从而提高坡面行走稳定性.对四足机器人进行了运动学分析,计算了四足机器人前腿和后腿小腿腿长的调整量与坡面倾斜角度的关系.利用Adams和Matlab,对四足机器人进行了联合仿真.仿真结果表明,四足机器人能够以trot步态在坡面上稳定行走,验证了四足机器人质心调整方法的有效性.     

双沟水电站面板堆石坝垫层料上游坡面固坡砂浆翻模技术的施工应用

本文介绍了双沟水电站面板堆石坝垫层料上游坡面固坡砂浆翻模技术的应用,阐述了垫层料上游坡面固坡砂浆翻模技术的方法和施工工艺。     

岳麓山坡面林下土壤有机质分布特征研究

运用统计学分析方法对岳麓山坡面土壤有机质、pH的空间特征及相互关系进行分析研究。结果表明:(1)有机质含量在8.05g/kg到13.8g/kg之间。0-20cm土层有机质含量为坡下﹤坡中﹤坡上,受人类活动、地表植被、枯枝落叶等覆盖物影响;20-40cm土壤层有机质含量从坡下往坡上呈先略微减小后增大趋势;40-60cm土层有机质含量从坡下往坡上呈递减趋势。(2)有机质质量分数在1.85%-3.17%之间,pH值在2.78-4.01之间。除0-20cm土层pH、20-40cm土层有机质为弱变异性外,其它层次均表现中等程度变异性。土壤pH为坡上坡下坡中,跟土壤母质、地表植被盖度和人类活动相关。除坡下土壤pH存在弱变异性外,其余不同坡位有机质、pH为中等程度变异性,两者的相关性达到显著性水平(P0.05)。     

径流与坡面土壤矿质氮素的作用深度研究

利用室内模拟降雨试验,初步探讨了径流与土壤矿质氮素的有效作用深度(EffectiveDepthofInterac-tion,EDI),对施肥和不施肥试验分别提出用拐点法和反推法确定EDI。结果表明:①径流与土壤硝态氮EDI明显大干与铵态氮EDI,两者之差为(7-15)cm;②秸杆覆盖可显著增加硝态氮EDI,且覆盖量越大,EDI值越大;③施肥对土壤矿质氮素EDI几乎无影响;④EDI沿坡面分布存在差异,坡面中下部较深,坡上部较浅。     

基于秦岭中山区坡面土壤表层水分的预测模型研究

基于秦岭中山区典型坡面4种用地类型(林地、撂荒地、园地和农耕地)的土壤水分数据,利用多元逐步回归分析方法建立了坡面尺度上不同用地类型的土壤水分贮存量模型,并对模型的精度进行检验.结果表明:园地、撂荒地、林地和农耕地表层各层土壤水分均值表现出一致性,且多表现出中等变异程度.深度0~80 cm范围内土壤水分受到地表植被及地形因子的影响较大.根据0~20 cm土壤水分建立0~100 cm土壤水分贮存量模型,其显著R2均在0.99以上,模型拟合优度比较高,其中林地的关系式为二阶关系式,其余均为三阶关系式;模型精度均大于80%,尤其是园地和撂荒地大于94%,由此认为,建立的土壤水分贮存量模型是可行的.结合大尺度遥感反演的表层土壤水分建立贮存量预测模型,能够为开展大面积的土壤状况调查、合理实施农业措施或进行生态环境评价提供依据.     

基于动理学理论的坡面水流土壤分离能力研究

土壤分离能力是反映土壤侵蚀强弱的重要参数,但目前研究中多采用基于实验数据建立的经验公式来计算,在反映水流作用下土壤分离过程的物理机制时存在不少困难.本文基于泥沙运动的动理学理论建立了新的土壤分离函数,将分离能力表示为单位时间内在外力作用下,单位面积床面上脱离土体的物质通量.分离函数的核心为颗粒速度分布函数,反映了土壤分...     

任意坡面的可照时间随坡度变化的规律

坡面的可照时间与坡面的日出和日没时角有关．用天球坐标表示坡面和太阳的位置及其周日视运动的关系，可得坡面日出日没时角配置关系及其变化规律．根据坡面日出日没时角配置关系及其变化规律，坡面的可照时间可根据不同的情况用一组具体的计算公式表示．这些公式表明，坡面的可照时间或者为0，或者由水平面上的日出日没时角决定，或者由非水平面上的日出日没时角决定，或者由水平面和非水平面上的日出日没时角共同决定．它们或者与坡度无关，或者是坡度的函数．当可照时间与坡度无关时，可照时间不随坡度变化，当可照时间是坡度的函数时，用解析的方法可推导出坡面可照时间随坡度的变化．研究结果表明：一日内坡面可照时间总是随坡度的增加而减少或保持不变；在任意时段（如月、季、年等）内，坡面的可照时间也总是随坡度的增加而减少或保持不变．     

基于非连续变形分析的黄河上游某电站库岸边坡稳定性分析

为深入研究黄河上游某电站库岸边坡倾倒变形的诱发因素和破坏机理,通过建立库岸边坡的二维非连续变形分析(DDA)概化分析模型,对比分析了水位变动导致的瞬时变形和蠕变作用产生的时效变形对库岸边坡整体变形的影响,模拟库岸边坡整体和细部的变形形态,并采用校验模型将计算结果与实测变形进行对比,验证了应用DDA数值模拟方法的合理性。研究结果表明:库岸边坡倾倒变形的诱发因素是蓄水作用,变形与水位变动具有明显的相关性;该库岸边坡变形主要为时效变形,由于蓄水扰动引起的直接变形较小,在研究变形中必须考虑蠕变作用;DDA模拟岸坡整体和细部的变形形态与真实情况较为吻合,持续的倾倒变形致使局部块体失稳,但对库岸边坡整体变形的影响较小。     

三峡库区坡面农林复合结构对土壤养分分布的影响

通过对三峡库区迎江坡面5种已持续经营15a以上具有代表性的农林复合结构类型的土壤养分状况的监测,研究了不同农林复合结构对土壤养分分布的影响。从坡顶至坡脚,农林复合结构类型分别为坡耕地－经济林－林地、林地－经济林－坡耕地、经济林－坡耕地－林地、林地－坡耕地－经济林、林地－经济林－梯地。通过测定土壤全N、全P、全K、水解N、速效P和有机质,分析得出：林地－经济林－梯地、经济林－坡耕地－林地结构具有较好的土壤养分保持功能。     

黑河上游不同流域融雪过程的SRM模拟

利用SRM模型对黑河上游三个水文站点控制区2000年的融雪过程进行了模拟,在此基础上探讨高山地区不同水文区域对SRM模型模拟精度的影响.模型以MODIS积雪产品和气象台站数据为输入,结合退水系数进行融雪过程模拟,重点研究不同水文站点控制区域下的模拟精度.结果表明:在气象观测数据相对丰富的莺落峡控制区,模拟的精度较高,拟合优度确定系数R~2=0.795,积差D_v=-2.346%;在气象观测资料稀缺的祁连站和扎马什克站控制区,其模拟精度较差,其中祁连站R~2=-0.233,D_v=-3.277%,扎马什克站R~2=0.517,D_v=-11.128%.此外,地形的复杂程度和植被覆盖类型也会对模型的模拟精度产生影响.     

坡面过程意义下的武汉市典型坡面土层厚度研究

坡面系统对坡面成土过程和搬运过程有着重要影响,土层厚度在坡面上的空间分布规律能够一定程度上反映坡面过程.该文在区域线路调查的基础上,实地测制武汉市4座典型山地的8条典型坡面,布设36个采样点,并结合遥感影像,调查了其土层厚度的分布特征及坡面系统各要素,结果表明：1)各条坡面总体呈现土层厚度由坡底到坡顶递减的分布规律;2)母质岩性是坡面成土过程所形成土层厚度的主要影响因素;3)坡度和坡长是坡面搬运过程的主要影响因素.     

坡面水位下降对非饱和土质边坡稳定性影响的有限元分析

坡面水位下降会在土坡内部产生渗流,同时也会提升土体强度和有效应力水平,前者对土坡安全不利,而后者对土坡安全有利。在分析非饱和土质边坡稳定问题时,须同时考虑瞬态渗流和土体强度变化。这两个因素共同受到土体渗透系数、坡面水位降幅与水位降速的影响。有限元分析表明,土坡的瞬时安全系数在坡面降水位过程中呈先下降后上升的趋势。土坡的最危险状态出现在水位下降前期。水位下降速度越大,土坡最危险状态出现的时间越早,安全系数也越低,这一特点在渗透性差的土坡中尤为显著。渗透性差的土坡其最危险状态安全系数较小,恢复至初始安全系数时所需的时间也较长。根据土体的渗透性选择合理的水位降速区间可避免土坡的稳定性出现过大削弱。     

坡面土壤分散—径流挟沙动力学模型及应用

将坡面土壤侵蚀过程中的受力状态变化分为粘聚态、分散态、挟沙扩散态三种动力结构状态,揭示出土壤分散与径流挟沙的动力学机理;建立降雨、径流、土壤水、入渗、土壤阻力等动力—能量转化方程,进而建立以土壤分散、径流挟沙物理模型为核心的坡面土壤侵蚀动力学模型及参数体系,研发出土壤侵蚀动力学模型基本参数的有效辨识途径与方法.利用陕西...     

坡向和坡位对夹金山灌丛土壤团聚体稳定性的影响

研究坡向和坡位如何影响土壤团聚体的稳定性,对于理解地貌复杂的高山峡谷地区土壤稳定性的维持具有重要意义,然而目前对高山灌丛土壤特征研究还相对薄弱,研究以四川夹金山高山灌丛土壤为研究对象,分析了不同坡向和坡位对土壤团聚体粒径分布、稳定性及分形特征的影响,构建偏最小二乘路径模型（Partial Least Squares Path Modeling,PLS-PM）,分析坡向和坡位对土壤团聚体稳定性的作用机制.结果表明：(1)土壤机械稳定性团聚体粒径分布仅受坡向影响,土壤水稳性团聚体粒径分布受坡向、坡位影响且二者存在交互作用;(2)中坡位土壤团聚体稳定性较优于下坡位,3个坡向中阴坡土壤稳定性最次;(3)坡向是影响土壤团聚体的主要因素,其作用主要是通过影响土壤物理性质（容重、含水率、孔隙度）而间接决定的,同时坡向通过影响群落灌木层特征（多度、丰度和生物量）作用于土壤化学性质（TN、TP、TK、SOM、pH）,最终对土壤团聚体稳定性产生一定影响,坡向作用下的群落草本层特征并未显示出对土壤理化性质和团聚体稳定性的作用;(4)使用土壤分形维数表征团聚体稳定性具有可行性.     

基于极限分析理论坡面荷载作用下三维边坡稳定性分析

基于极限分析上限法理论,考虑坡面荷载作用的影响,研究了三维土体边坡的稳定性.通过求解土体内耗功率、重力功率、坡面荷载功率,推导三维土体边坡在坡面荷载作用下的稳定系数计算表达式.编制了稳定系数计算程序,分析了内摩擦角、坡角、坡面荷载、宽高比对边坡稳定的影响规律.坡面荷载边坡稳定系数随着坡面荷载的增加几乎呈线性增加,在较小宽高比时,边坡表现出明显的三维特性,在较大宽高比时,可以忽略边界的约束作用,用二维分析结果代替三维分析结果,为坡面受荷载作用边坡稳定性分析提供理论基础.     

黏土坡稳定性的断裂力学分析

采用线弹性断裂力学方法分析了黏土坡的断裂机理,结合有限元模型,对黏性土坡顶裂缝进行计算.分别得到了黏性土坡顶最易开裂位置和坡顶不同位置处裂缝的临界缝长随坡高和坡角的变化曲线以及坡顶裂缝的倾斜角与缝端等效应力强度因子关系曲线.结果表明:最易开裂位置随坡高或坡角的增加移向坡背一侧;离最易开裂位置越远,临界缝长越长;同一位置倾斜角不同的裂缝对竖向裂缝端部等效应力强度因子偏差微小,倾斜裂缝可以近似作为等长竖向裂缝处理.在此基础上给出了评价坡顶裂缝稳定性准则.实例显示,断裂力学方法能够简单、有效地分析黏土坡稳定性,为黏土坡的设计运行提供指导.