钱塘江流域产沙空间变异特征及影响因素

以钱塘江流域11个子流域为研究对象,采用1964—1989年、2006—2015年水文站水沙记录数据,通过提取流域侵蚀产沙的潜在影响因子,运用相关分析、主成分分析及多元回归分析等方法,对钱塘江流域产沙空间变异特征及影响因素进行研究。结果发现:钱塘江流域11个子流域的产沙模数空间变异性大,产沙模数从113.26 t/(km~2·a)变化到309.55 t/(km~2·a),平均值为185.51 t/(km~2·a);流域产沙量与流域面积、河流长度和径流量在0.05水平上呈显著正相关关系,而产沙模数随流域面积增加而减小的相关性不显著,但与聚集指数、香农多样性指数和斑块密度等景观指数在0.01水平上呈显著相关;多元回归分析表明,模型对年产沙量(Y_S)模拟效果较好,但对年产沙模数(Y_(SS))的模拟存在一定不确定性;以流域面积、河流长度为代表的流域形态因子对产沙量的贡献达到75.6%,以景观指数为代表的主成分对产沙模数的贡献达到44.4%,这表明产沙模数与流域景观特征关系密切,可根据流域地形地貌特征,合理调整土地利用结构控制流域的侵蚀产沙。     

基于~(137)Cs示踪和WaTEM/SEDEM模型的黑土区小流域侵蚀产沙模拟

以位于东北典型黑土区的黑龙江省拜泉县双阳河中上游24个水库控制流域为研究对象,将137Cs核素示踪得到的土壤侵蚀强度数据用于WaTEM/SEDEM模型参数的校正,并利用24个水库流域的产沙数据进行验证。齐心水库流域25个不同土地利用土样点的土壤侵蚀强度表明,耕地侵蚀强度大,平均侵蚀强度为24.5t/(hm2·a),灌木林和草地侵蚀强度居中,平均侵蚀强度分别为5.6和9.5t/(hm2·a);林地侵蚀强度最小,平均侵蚀强度为1.1t/(hm2·a)。WaTEM/SEDEM模型校正得到了泥沙输移能力系数(Ktc)最低值和最高值的最佳组合为4m和8m,此时模型效率系数cNS达到最大值0.62。对24个水库流域模拟得到的年产沙量和产沙模数与实际产沙相关系数均达0.70以上。此核素示踪技术和模型模拟的有效结合,可为水沙资料稀缺的黑土区或类似地区的土壤侵蚀研究及水土保持合理实施提供理论指导。     

基于WaTEM/SEDEM模型的双枫潭流域侵蚀产沙模拟

采用WaTEM/SEDEM模型,以湖南省3个流域为研究对象,利用莲花堰和石门坎水文站水沙数据对模型进行校正和验证,并将验证后的模型模拟双枫潭流域的侵蚀产沙,模拟结果表明:双枫潭流域年均产沙模数为631t/km2;受地形和土地利用的影响,流域侵蚀模数在0~10°坡度范围内总体呈现沉积,而在大于10°的坡面上侵蚀强度随坡度增加而增加.流域内旱地土壤侵蚀强度为3 345t/(km2·a);草地侵蚀速率为430t/(km2·a);林地和灌木林用地总体上表现为沉积,其沉积速率分别为110和83t/(km2·a).将以上模拟结果与其他相关研究比较,证实WaTEM/SEDEM模型在模拟流域侵蚀产沙方面有很好的应用前景,利用该模型可为流域水土保持措施实施提供科学依据.     

基于Pleiades影像的东北黑土区沟蚀分异特征研究

以Pleiades遥感影像为数据源,获取东北典型黑土区2013年的侵蚀沟分布数据,并根据研究区范围内1∶10 000的数字高程模型(digital elevation model,DEM)数据提取坡度、坡向和坡形等地形因子,探讨了各地形因子影响下的侵蚀沟密度与强度规律,全面分析了东北典型黑土区沟蚀分异特征.结果表明:研究区内侵蚀沟总体分布较均匀,但在东北部地区侵蚀沟分布较密集;沟壑密度与强度随坡度的增加总体上呈先增大后减小的趋势,在5°~10°范围内沟壑密度与强度达到最大;研究区中西南、南以及东南三个坡向上的沟壑密度与强度远大于其他坡向,东北和北坡沟壑密度与强度最低;研究区内凹形坡侵蚀沟发生的概率几乎是凸形坡的2倍,直线坡沟壑侵蚀发生的概率最低,且研究区沟蚀密度和强度均与地形具有相关关系.     

南方红壤区土壤侵蚀强度评价及空间分布特征

以2016年GeoEye遥感影像为基础数据源,通过ENVI软件提取植被覆盖度和土地利用类型数据,结合DEM数据,提取研究区土壤侵蚀等级图,定量分析南方红壤侵蚀区朱溪小流域的土壤侵蚀空间分布现状以及不同地形、土壤因子下土壤侵蚀面积的分布.结果表明:强烈、极强烈、剧烈侵蚀面积主要分布在小流域东北和东南部,西南部以轻度和中度侵蚀为主.水土流失面积中,中度侵蚀面积最大,占水土流失总面积的32.87%,其次为轻度和强烈面积比例分别为21.61%、22.48%.水土流失面积均随着高程、坡度和有机质质量分数的增加先增大后减小.土壤容重在1.25～1.30 g·cm~(-3)之间时,主要表现为轻度、中度、强烈侵蚀.生产活动中,需合理开垦耕地,转变不合理的土地利用方式,减少植被的破坏.     

考虑沟-坡分异的黄土高原大中流域侵蚀产沙模型

针对黄土高原坡面沟缘线上、下侵蚀产沙分异显著的特点,以及机理模型在大中流域不易应用的现状,利用基于Hc-DEM的沟缘线自动提取技术,划分流域沟间地和沟谷地地貌单元.在改进坡长因子算法和改造沟坡侵蚀模型的基础上,提出沟间地运用通用土壤流失方程为模型框架评估面蚀为主的坡地侵蚀,沟谷地运用改造沟坡侵蚀模型评估冲蚀为主的沟谷侵蚀,并与泥沙输移比分布模型集成确定流域侵蚀产沙分布的模型体系.经在北洛河上游流域检验,模型体系能良好模拟流域多年平均侵蚀产沙,在年际尺度也具有较好可靠性,可为黄土高原大中流域水土保持效益评价和水土流失防治规划提供技术支撑.     

DEM对典型喀斯特山区地形及流域特征的尺度效应分析

通过对数字高程模型(DEM)数据进行最近邻方法重采样,获取不同空间尺度DEM数据.针对不同空间尺度DEM,研究地形因子和流域信息提取与DEM的尺度效应,并进行相关性分析.结果表明:1)随DEM空间尺度的增大,高程信息、坡度和地面粗糙度等地形因子的平均值呈下降趋势,河网总长度与河网密度值随DEM空间尺度的增大而减小,大尺度DEM无法较好地表达喀斯特山区细小河流信息;2)经相关性分析发现,坡度、地面粗糙度与DEM分辨率相关性较强,用幂函数拟合相关性为显著相关;3)借鉴信息熵理论方法分析可知,研究区地形和流域信息提取的DEM最佳分辨率范围区间为30~120 m.     

黄土地区小流域次暴雨侵蚀产沙研究

通过坡面模拟降雨实验，分析了黄土地区坡面降雨径流产沙过程的主要影响因素，建立了坡面径流含沙量与坡面流量、前期土壤含水量、土壤干容重之间的定量关系。应用实测资料分析了黄土地区暴雨径流侵蚀产沙特点，建立了考虑流域前期土壤含水量和径流涨落段的含沙量与流量之间的水沙传递关系，建立了小流域次暴雨侵蚀产沙模型。经用实测资料计算检验，此模型对小流域次暴雨侵蚀产沙过程及产沙总量的计算结果都具有较高的精度。     

黄河中游小流域产沙机理与治理对策

选取黄河中游河段上的支流：皇甫川、窟野河、无定河上一些小流域作为典型流域进行分析研究，根据下垫面差异，将产沙区分为黄土区、基岩区、风沙区、通过各产沙因子对侵蚀产沙影响作用的分析，对三种产沙区进行定性到定量分析，全面研究了黄河中游产沙机理，并进一步提出了治理对策，本文研究的典型流域指基本上具有单一下垫面物质组成的流域。     

浅谈阿品德小流域水土保持工程设计

阿品德小流域土壤侵蚀的类型随流域的地形、地貌等自然条件的变化而不同,在流域上游及源头,植被覆盖率20～40%左右,侵蚀类型主要为水力侵蚀,侵蚀强度为轻度。流域内地面坡度陡,土层深厚,土壤容易被水流冲刷,加之人为开垦耕地,草场退化较为严重。     

复合土钉支护中土钉内力实验

为了解土钉-预应力锚杆-微型桩复合土钉支护体系中土钉的受力情况,对北京市某复合土钉支护的深基坑工程中的土钉轴力进行现场原位实验,分析土钉轴力变化规律。结果表明：土钉受力具有时间效应与瞬时开挖效应,锚杆的张拉锁定可有效减缓上层土钉轴力的增长速度;土钉轴力的分布表现为两头小、中间大的特点,其峰值沿深度呈上下小、中间大的分布形式,最大峰值点位于基坑边坡中部;在坡脚附近,土钉最大轴力峰值点未出现在坡脚,而与坡脚有一定距离;喷射混凝土面层承受的侧向土压力较小,并随深度呈上下小、中间大的分布规律。     

一种新的粉喷桩处理软土地基的建模方法

针对高速公路等重大工程软土粉喷桩路基处理模型，在单向渗透固结理论的基础上提出了一种更符亨实际情况的新的分析模型，给出了在均布荷载状态下对软土地基沉降量的计算方法，并用此方法对工程实例进行了计算分析，对软土地基经粉喷桩处理后的沉降减小机理进行了探讨。     

土壤氟化物污染的原生动物群落生态效应

用活体观察法对甘肃省白银市氟化物生产废水污灌土壤及对照土壤中的原生动物群落进行了研究.结果表明,氟化物污染对原生动物群落有很大的影响,体现在物种多样性显著下降,群落结构简单化,物种组成与正常群落极不相似,群落中未形成明显的优势种.     

施用金无踪对重金属污染菜地土壤微生物类群的影响

田间试验结果显示,金无踪的不同施用量,能够显著增加重金属污染菜地土壤细菌和放线菌的数量．显著降低真菌的数量,说明金无踪能够改善土壤微生物环境。金无踪还能够显著增加重金属污染菜地土壤蔗糖酶、尿酶和磷酸酶的活性．改善重金属污染土壤碳、氮、磷等营养状况。试验结果表明,金无踪具有很好的治理雨金属污染土壤的效果。     

软土特性与水泥—水玻璃加固土效应的试验

通过试验 ,分析水泥—水玻璃加固土的无侧限抗压强度与原状土的物理力学性质、水理性质、有机质、土样浸出液化学成份之间的关系 ,并探讨加固土的渗透性能     

两种状态的粘土热-化学-力学效应试验研究

原状土与重塑土具有不同的结构特征,于是表现出不同的力学性状．本文将这两种状态粘土浸泡不同溶液后进行试验研究,探讨不同温度环境下原状土和重塑土的力学效应．结果表明,浸泡不同溶液后原状土的抗剪强度发生了变化,当温度由40℃升到60℃,浸泡FeCl3土样粘聚力c由最大值降低,浸泡（FeCl3＋Na2S2O4）溶液的土样增幅较小;从内摩擦角φ来看,大于40℃后,浸泡FeCl3、FeCl3＋Na2S2O4溶液土样的内摩擦角妒增大．当温度为40℃时,土样的内摩擦角φ相差悬殊,其中未浸泡土样的内摩擦角φ最大,浸泡FeCl3土样的内摩擦角妒最小,而温度为60℃时,其大小相近．而重塑土浸泡不同溶液后其抗剪强度有以下特点：随外界温度变化,浸泡FeCl3溶液重塑土样的粘聚力c变化较大,40℃时粘聚力c最小,然后随温度升高,又不断增大;浸泡去离子水和CaCl2溶液后土样的粘聚力c变化趋势相似．浸泡FeCl3和CaCl2溶液后土样的内摩擦角φ随温度的变化趋势不同,FeCl3在40℃时最大,而CaCl2却最小,浸泡去离子水土样的内摩擦角φ变化不大．     

重塑土和原状土的应力状态和屈服准则

为寻求适用于结构性土应力状态的合适的表示方法,分析了土的结构性和对应应力状态之间的关系,认为,土的应力状态决定于其结构,结构性记忆了前期应力状态。在此基础上,研究了重塑土和原状土的应力状态和不同加载方式引起的应力状态改变,分析了总应力、附加应力在描述岩土力学性质方面的客观性和合理性以及不足。借用加载比和实质应力的概念,研究了简单条件和复杂条件下土中实质应力计算方法和特征,并建立了基于实质应力表示方法的结构性土的屈服条件。研究表明,与基于一般应力状态的屈服准则相比,基于实质应力的屈服准则能反映原状土的既有结构,因此更为合理。     

砂性土中土拱形态演变试验研究

目前对于土体中的土拱形态假设众多,土拱形态的演变研究不足。本文利用室内模型装置对土拱的形态和演变规律进行了试验研究,试验模型可以形成宏观的土拱,能够直接观测土拱的形成和演变过程。对试验过程中记录的土拱照片进行处理后,通过拟合和统计分析,得出土拱的合理形态曲线方程。试验表明：砂性土中土拱不是恒定不变的,而是处于不断变化的状态;土体中会先形成一组类似的土拱后,再转变为另一组类似的土拱;土拱的形态也不是单一的形态,砂性土中的土拱形态由下而上从抛物线转变为椭圆曲线。     

Impacts of Soil Moisture Content and Vegetation on Shear Strength of Unsaturated Soil

It is analyzed that the impacts of vegetation type and soil moisture content on shear strength of unsaturated soil through direct shearing tests for various vegetation types, different soil moisture contents and different depth unsaturated soil. The results show that the cohesion of unsaturated soil changes greatly, and the friction angle changes a little with soil moisture content, h is also shown that vegetation can improve shear strength of unsaturated soil, which therefore provides a basis that vegetation can reinforce soil and protect slopes.     

季节性冻土地区根-土复合体土质边坡稳定性分析

为了研究季节性冻土地区根-土复合体土质边坡稳定性,通过分析土体强度参数、融化层深度、融化层重度及坡度对根-土复合体土质边坡稳定性的影响,模拟了春融期土坡温度场及水分场的变化特征,运用强度折减法计算了春融期素土及根-土复合体边坡的安全系数。结果表明：春融期,素土及根-土复合体边坡在冻融界面处剪切塑性应变集中,呈条带状分布,沿着冻融界面发生平面状热融滑塌;相比素土边坡,根-土复合体边坡安全稳定系数明显增大。由此可得,植物根系穿过冻融界面处时,增加了根系周围土体强度,提高了边坡安全稳定,为季节性冻土边坡工程的设计、施工和维护提供有效的科学依据及必要的数据参考。