"数字小流域"构建的理论与方法

在数字小流域构建的理论、技术背景及可行性分析的基础上，提出了数字小流域构建的总体模式，并从框架结构、基本功能等方面对数字小流域构建的技术方法进行了探索．根据数字地球的基本概念，从小流域信息化建设出发对数字小流域发展的三个阶段等进行了设想；指出实现数据共享与综合分析，为小流域综合治理提供科学的技术平台和决策依据是数字小流域实现的最终目标．     

黄土高原林地土壤微量元素分布和迁移特征

文章探讨了小流域林地土壤养分分布规律,以研究黄土高原土壤养分分布特性.通过实地采样分析,以陕北黄土高原为研究对象,按0—10,10—20,20—30,30—40cm分层采集样品,研究了林地土壤4种微量元素(铜、铁、锰、锌)的剖面分布规律.结果表明:林地土壤4种全量微量元素不同土层之间差异较小;林地土壤有效态微量元素在表层0—20cm土层之间含量最高,随着土层深度的增加,有效态元素含量减少;不同地貌部位土壤微量元素分布与成土母质以及植被和降雨径流有关.     

采用数据可听化的地形剖面线分析方法

提出一种使用音高和时值对沿分水线布设的地形剖面线进行分析的方法.以5 m分辨率的数字高程模型(DEM)数据为基础,选取神木县、绥德县、延川县、富县县、宜君县、淳化县等6个典型研究样区,并选择安塞样区对实验结果进行验证.研究结果表明:6个样区分水线剖面线的声音指标存在差异,其声音模式与实际地貌类型存在明显的对应关系;7个声音指标可以直接进行地貌类型的区分,安塞与绥德样区地貌类型最接近,欧式距离为最小值48.456.说明声音指标可以用来分析分水线剖面线特征,比单一的高程信息蕴涵更多的地形起伏、转折信息,可以从乐理角度整体刻画地貌类型.     

库水中淤沙对刚性坝的动水压力影响

用水位移有限元分析库水底部含有淤沙对刚性坝动水压力的影响。将淤沙作为弹性材料,对材料参数和不厚度淤沙对动水压力的影响进行了详细的讨论。     

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。     

基于新样本的滑坡坝溃决洪峰流量预测模型修正与对比

受极端天气（强降雨）及高烈度地震的影响,高山峡谷区常发生滑坡堵江事件,形成具有明显“多漫顶,短寿命”特征的堰塞坝。堰塞坝溃决后,将形成具有强大破坏力的溃决洪水。溃决洪峰流量作为一个重要的水力参数,直接决定了下游灾害的影响程度。本文广泛收集了来自全球具有完整资料记载的67例滑坡坝溃决案例,扩充了已有的滑坡坝数据库,增加了数据样本区间,进而基于新数据库对已有滑坡坝溃决洪峰流量的参数预测模型进行了修正,并采用均方根误差(RMSE)和相关系数(R2)两个度量指标对比分析了各模型的预测效果,最后采用2018年在西藏江达县与四川省白玉县交界处发生的两次（10月10日和11月3日各一次）白格滑坡堰塞坝溃决事件对修正后的模型进行应用并对比。结果表明,修正模型的整体计算效果较修正前均有不同程度的提升,适用范围更广,但大部分模型因选取指标单一,未全面考虑水土耦合作用下复杂溃坝问题中的关键影响因子;经对比,Costa (1985)坝高Hd单参数模型（修正后RMSE和R2分别为61231.95 m3/s、0.0746）的计算自效果较差,建议优先选用Peng M模型（修正后RMSE和R2分别为6070.52 m3/s、0.9909）进行滑坡坝的溃决洪峰流量计算,其它模型可作为参考使用;该结论与白格堰塞湖溃决案例应用对比结果一致。研究成果可为滑坡坝的防灾减灾和应急抢险提供重要的理论依据。     

木崖公园滑坡形成机制研究

木崖公园滑坡滑体主要为粉质黏土,滑床和滑带分别由强风化泥岩与含角砾粉质黏土构成,系典型蜀南红层残坡积类滑坡。研究表明:地形、地貌、地层岩性是滑坡形成的物质基础。雨水入渗导致岩体物理力学性能弱化。斜坡经历蠕变—拉裂—剪断变形阶段之后,最终形成滑坡。     

黄土高原植被作用下黄河数字流域模型坡面侵蚀模块改进

植被是影响坡面侵蚀的重要因素, 如何在基于物理机制的侵蚀产沙过程中考虑植被作用仍是目前亟需解决的关键问题。该文基于土壤分离能力与泥沙输移能力双重限制的坡面侵蚀产沙机制, 建立了考虑植被作用的坡面侵蚀模型。采用黄土高原典型流域径流小区数据对所建模型进行验证, 结果表明：不同土地利用下该模型的决定系数为0.84~0.94, Nash-Sutcliffe有效系数为0.83~0.93, 相对误差为-16.1%~14.2%。与黄河数字流域模型现有坡面侵蚀模块(决定系数0.01~0.51, Nash-Sutcliffe有效系数-74.45~0.48)相比, 该文所建立的模型明显改善了不同土地利用和植被作用下的侵蚀产沙过程模拟, 模拟产沙量的相对误差绝对值降低13%~96%, 还具有与分布式流域水沙模型集成和应用的潜力。     

堰塞坝溃坝研究综述

堰塞坝溃坝是一种遍及世界的地质灾害事件,堰塞坝溃坝研究的目的是减少堰塞坝对下游人民生命财产安全、交通道路和生态环境的威胁。目前对堰塞坝溃坝研究的焦点主要集中在溃坝模式、溃坝模型、溃坝过程、溃坝机理和溃坝洪水等5个方面。回顾和总结中外有关堰塞坝溃坝问题的发展历程和已取得的研究成果,对堰塞坝溃坝模式、溃坝模型、溃坝过程、溃坝机理和溃坝洪水5个方面的研究现状进行了简要的概述,并提出了堰塞坝溃坝问题需要进一步研究的重点方向:将目前的溃坝模型分类,每一类别的模型要确定它所适用的堰塞坝类型,并对模型进行修正,以得到更加精确、可靠的溃坝模型;建立一种能够快速得到堰塞坝外部几何形态和内部物质组成结构的方法,为溃坝模型提供合理的参数;开展大尺度或原型堰塞坝溃决试验;构建一种可以精确预测堰塞坝溃坝问题的预警系统。     

黄土高原几种灌木植物的水分利用效率与抗逆性

论述了黄土高原几种灌木植物的水分利用效率及抗逆性,从中看到,不同植物有不同抵抗外界不良环境的途径,用一种或两种指标来确定植物的抗性是不科学的     

基于SBAS-InSAR的库区活动滑坡变形特征与库水位变化响应关系： 以四川省黑水县毛尔盖水电站为例

水库滑坡是水电工程建设中的一种常见地质灾害,当滑坡滑入库区中可能会引起涌浪、江河堵塞甚至溃坝,从而造成巨大的经济损失和人员伤亡情况,因此如何高效及时地开展对库岸滑坡早期识别与监测具有重要意义.利用短基线集干涉测量技术(small baseline subsets interferometric synthetic aperture radar,SBAS-InSAR)对毛尔盖库区开展活动滑坡的探测识别,在此基础上,结合高分辨率光学遥感影像、无人机航空摄影测量以及现场调查对库区典型活动滑坡的变形特征与库水位变化响应关系进行初步分析.结果表明:研究区活动滑坡共65处,其中复活型古老滑坡堆积体36处,新孕育型滑坡29处;结合两类典型滑坡来看,坡体变形与库水位快速下降存在正相关关系,且当库水位日平均降速大于0.67 m/d时,InSAR时间序列曲线均会出现加速变形的情况;对于短时间内发生的大变形滑坡,SBAS-InSAR技术很难有效捕捉到滑坡失稳前的真实加速变形信息导致不能提前识别和监测,因此结合多时相高分辨率光学遥感影像可以起到有效补充的作用.研究成果可为库岸滑坡的早期识别与监测提供参考.     

黄土高原藓类植物分布新记录

目的分析陕西子午岭自然保护区藓类植物区系组成及分布类型。方法野外采集和室内鉴定。结果发现黄土高原藓类植物3个新纪录属,8个新记录种及1个新记录变种,其中曲喙藓属Rhamphidium Mitt.、小叶藓属Epipterygium Lindb.、毛灰藓属Homomallium（Schimp.）Loesk.为新记录属,粗肋曲喙藓Rhamphidium crassicostom Li、紫色小叶藓Epipterygium tozeri（Grev.）Lindb、狭边大叶藓Rhodobryum Spathulatum（Horonsch.）Pocs、小羽藓Haplocladium capillatum（Mitt.）Broth.、多态细湿藓Campylium protensum（Bird.）kindb.、毛尖青藓Brachythecium piligerum Card、密叶尖喙藓Oxyrrhynchium savatieri（Besch.）Broth.、毛灰藓Homomallium incurvatum（Bird.）Loesk.为新记录种,尖叶提灯藓厚角变种Minium cuspidatum Hedw.Var.trichomanes（Mitt.）Chen ex Li etZhang为一个新纪录的变种。结论该记录丰富了中国藓类植物区系的划分,为黄土高原藓类植物的研究提供了基础资料。     

丹江口水库流域水资源管理主要问题辨析

根据南水北调中线水源地丹江口水库流域的水量水质状况,结合该流域管理中呈现的问题,依据数据分析结果和入库河流污染情况,辨识出该流域水资源管理中的主要问题为流域管理与区域管理间的矛盾,分析了造成该问题的原因,并提出了若干建议.     

浅谈中小型水库除险加固洪水计算

以申村水库除险加固中洪水计算为例,通过对洪水计算两种方法的介绍,指出目前中小型水库洪水计算中存在的两个主要问题,阐述了解决问题的必要性。     

小型河流库坝建设对河道重金属元素分布的影响

【目的】研究小型河流库坝建设对河道沉积特征及重金属元素分布特征的影响。【方法】以淮河4级支流索河三仙庙水库至丁店水库段为研究对象,依据水流方向及库坝位置将其分为上、中、下3段,分别采用单因素方差分析和冗余分析,对3段的表层沉积物及下表层沉积物粒度特征,以及As、Cr、Pb、Cd、Cu、Hg和Zn 共7种重金属元素进行了分析和评价。【结果】表层和下表层沉积物各粒度组分和有机碳含量基本相同,但表层重金属含量略高,表明库坝建设后该区域沉积环境总体上较为稳定,而重金属污染有所加重; 3段间的水文条件差异较大,上段常处于相对断流状态,沉积物中砂粒含量较多,中段水流较小,粉粒和黏粒等粒径较小的沉积物粒度组分含量较高,下段常年积水,但水位变化较大,沉积物特征与上段相似; 重金属元素分布特征显示其在中段的含量均高于上段和下段; 有机碳在中段的含量极显著高于其在上、下段的含量。【结论】总体上,库坝建设改变了河流的水文条件,影响沉积物特征,对重金属元素分布影响较大,使得中段重金属元素相对容易富集。     

偏最小二乘法与人工神经网络耦合的小流域产沙模型

针对小流域侵蚀产沙的复杂性,将偏最小二乘回归与人工神经网络耦合,建立了小流域降雨侵蚀产沙检验模型,并应用于小流域降雨侵蚀产沙预报.采用偏最小二乘法对多维自变量中的信息进行组合和提取,从而得到对因变量解释能力最强并可很好概括自变量信息的主成分,有效克服了变量之间的多重相关问题,实现了对高维数据的降维处理.把提取的主成分作为神经网络的输入,提高了网络的学习效率和稳健性.应用结果表明,偏最小二乘神经网络耦合模型的拟合和检验精度均优于偏最小二乘回归模型和人工神经网络模型精度.     

三峡库区黄莲树滑坡启动变形监测分析

2012年5月31日黄莲树滑坡前缘发生大规模滑动,顺坡向下滑动约8~9m,因监测预警及时,幸未发生人员伤亡.本文通过对黄莲树滑坡历年来监测资料的分析,得出滑坡变形特征及其变形启动机理,并总结出了以库水位升降和大气降雨为主的滑坡稳定性影响因素,通过ABAQUS数值模拟软件计算验证了这一结论.