晋西北典型黄土陡坡急流冲刷调查研究

随着气候的变化,近年来晋陕北部暴雨集中,来势快急,对当地黄土高原造成巨大影响,陡坡急流造成坡面大量崩塌、滑坡,形成了侵蚀堆积体和沟道泥石流,对乡村和中小城镇造成安全威胁。为了研究晋西北典型黄土高原陡坡急流冲刷情况,通过资料搜集、野外勘察和测量,选取黄土裸坡冲刷状况进行取样和现场实测,获得当地降雨资料,并得到 3 种典型裸坡的侵蚀特征、形态参数和颗粒级配。通过建立边坡泥沙颗粒受力模型,分析裸露黄土边坡坡面急流冲刷的发生条件。研究发现: 降雨特征、土层特性与边坡形态共同影响着边坡冲刷侵蚀的发展。边坡冲沟沟深沿程呈波动趋势,直线型边坡冲沟沟深随径流量的增加而增大; 凹型边坡冲沟沟深随径流量的增加而增大,随坡度的增大而减小; 凸型边坡冲沟沟宽沿程沟深随径流量的增加而减小,随坡度的减小而减小。边坡冲沟沟宽沿程呈抛物线变化趋势,沟宽沿 BC 坡段减小,沿 DE、FG 坡段增大。     

Sediment‐bound nutrient export from five small reservoir catchments and its implications for the Sudan savanna zone of Ghana

A study was carried out in the Sudan savanna zone in the Upper East Region of Ghana to assess the rate of sediment‐bound nutrient export (NE) into five small reservoirs (Dua, Doba, Zebilla, Kumpalgogo and Bugri) and to analyse the implications of this export. The catchment soils and reservoir sediments from the various study sites were sampled and analysed for their bulk density, particle size distribution and nutrient content. Assessment of the nutrient concentrations indicated that the reservoir sediments were richer not only in nutrients and organic carbon, but also in clay and silt, than the catchment soils, having enrichment ratios >1. Nutrient export rates (NE; kg ha^?1 year^?1) from the reservoir catchments ranged from 0.755 (±0.264) for OC, 0.104 (±0.0245) for N, 0.0020 (±0.0003) for P, 0.016 (±0.0038) for K, 0.009 (±0.0024) for Na, 0.113 (±0.017) for Ca and 0.027 (±0.0093) for Mg. These rates were lower than those of other studies, likely due to the low nutrient content in the catchment soils. The relationships established between NE and specific sediment yield (SSY) indicated the NE was positively correlated with SSY (R² = 0.66–0.98). The derived empirical equations can be satisfactorily used to predict the quantity of sediment‐bound plant nutrients lost from similar catchments and subsequently stored in the reservoir sediments. The study results also suggest the need for sustainable land management practices to forestall erosion in the catchment areas and to reduce reservoir sedimentation, for enhancement of the livelihoods of the communities in the study area.     

微灌田间管网的优化

本文提出了一种微灌田间管网优化方法，这一方法将０．６１８法与线性规划相结合，利用０．６１８法分配田间管网允许水头差，利用线性规划选择毛管与支管规格．使田间管网所用材料最少，这一方法便于计算机求解，适合解决各种地形条件下及不规则（毛管长度不同）的微灌田间管网优化设计问题．     

铯-137同位素示踪法测算小流域土壤侵蚀量的研究

 介绍了~(137)Cs方法测算土壤侵蚀量的基本原理。研制了适合复杂岩性侵蚀区使用的~(137)Cs侵蚀模型。并以鄂东花岗片麻岩侵蚀区的某荒坡小流域为例,计算了其坡面土壤侵蚀量和侵蚀模数,计算结果与径流场实测结果十分接近。此外,还对该流域坡面土壤侵蚀的分选性做了初步评价。     

基于 RUSLE 模型的区域土壤侵蚀定量估算及空间特征研究

针对哈尔滨市主城区水土流失问题,以土壤侵蚀估算与评价为目标,采用 RUSLE 模型,依托 GIS 和遥感技术,分析了影响区域尺度土壤侵蚀因子,包括降雨侵蚀力、土壤可蚀性、地形、植被覆盖度和水土保持特性等,定量估算了哈尔滨市主城区 8 个流域的土壤侵蚀大小。在此基础上参考黑土区水土流失综合防治技术标准,并结合流域自身侵蚀状况,分析了哈尔滨市主城区土壤侵蚀特性的空间格局。结果表明: 哈尔滨市八个流域土壤侵蚀模数范围为 0 ～ 1 272. 61 t·km － 2·年 － 1,各流域以微度和轻度侵蚀为主,局部地区存在着较为严重的土壤侵蚀; 区域土壤侵蚀空间分异特征明显,是气候、土壤、植被、地形和人类活动共同作用的结果; 哈尔滨市八大流域以微度侵蚀为主,轻度侵蚀次之,强烈侵蚀及极强烈侵蚀区很少,仅在运粮河流域存在极少的剧烈侵蚀区。研究成果可为哈尔滨市水土流失治理提供技术支撑和理论依据。     

基于特征差异的机载LiDAR侵蚀沟点云分割方法

为克服数字高程模型(Digital Elevation Model, DEM)提取侵蚀沟特征的局限性,提出一种基于机载激光雷达(Light Detection and Ranging,LiDAR)点云的不同尺度下的表面特征差异侵蚀沟点云分割方法。该方法首先对侵蚀沟点云进行特征分析,在对点云预处理的基础上,基于不同尺度获取点云表面特征差异,再结合曲率阈值方法分割得到初始侵蚀沟,最后基于聚类分析得到侵蚀沟点云。试验结果表明,该方法能够精确地从机载LiDAR点云中分割得到侵蚀沟,为侵蚀沟的定量评价提供了一种新思路。     

三峡水库库尾重庆主城区河段冲淤特性

重庆主城区河段是西南地区水陆交通枢纽,其河道泥沙冲淤关系到防洪、航运及码头作业等一系列问题,是三峡水库泥沙问题的重点内容之一。三峡水库175 m试验性蓄水后,该河段位于库尾段,年内水力特性显著改变,河床冲淤规律相应发生变化。依据实测水沙及河道原型观测资料,对比研究了近15 a天然状态下和三峡水库175 m水位试验性蓄水后河段的泥沙冲淤变化。结果表明:自然状态下重庆主城区河段以冲刷为主,汛后走沙、汛期淤积规律明显,且汛后为主走沙期;三峡水库175 m水位试验性蓄水后至2012年河床冲刷强度下降,主走沙期推迟至汛前消落期;2013年以来上游来沙大幅减少使得河段冲刷强度增大。研究成果可为三峡水库优化调度和重庆主城区河段的规划治理提供参考。     

贵州西部山区泥石流流域土壤侵蚀量分析——以贵州省威宁县二塘河流域为例

泥石流流域的土壤侵蚀量对于泥石流灾害的发育起着控制性作用。以贵州西部山区为典型实例,结合野外实地调查,分析了研究区泥石流的形成条件以及提供泥石流物源的土壤侵蚀特性。在此基础上利用GIS平台的空间分析技术,采用通用土壤流失方程(RUSLE),定量计算了此类土壤侵蚀参数,并编制了研究区土壤侵蚀量的空间分布图。研究结果表明,研究区属于强烈侵蚀区域,剧烈侵蚀多发生在35°以上的耕地。利用该模型进行的土壤侵蚀量分析结果可以为该类地区土壤侵蚀和泥石流灾害的防治提供一定参考依据。     

水平荷载下饱和软黏土中裙式吸力基础承载特性

海上风力资源的开发目前是世界各国关注的能源热点问题。裙式吸力基础能有效提高基础的水平承载力及显著控制所产生的水平位移,非常适合作为海上风电塔架的基础。针对裙式吸力基础在饱和软黏土中的水平受荷情况,采用数值分析的方法,讨论了不同裙尺寸对裙式吸力基础的水平承载力、周围土体变形、转动点位置的影响。研究发现:裙式吸力基础水平承载力比传统吸力基础有显著提高,且随裙高和裙宽的增大而增大;对比传统吸力基础,裙式吸力基础达到极限承载力时,对周围土体的影响范围更大,然而沿加载方向基础前侧土体隆起量明显小于传统吸力基础;增大裙高,基础达到极限承载力时转动点沿基础埋深发生上移。研究成果对作为风电塔架的裙式吸力基础设计具有一定参考价值。     

冲积河流岸滩崩退模式与崩退速率

为研究冲积河流的侧向演变过程并开展模拟预测,采用河道冲刷及河岸稳定性等理论探讨岸滩的崩退模式和崩退速率。根据河岸崩塌机理及崩体塌落到水中后冲刷形式的不同,提出3种岸滩崩退模式,分别为挫崩滑塌冲刷崩退模式、挫崩倒塌冲刷崩退模式和落崩冲刷崩退模式。结合河岸的侧向淘刷、河床的纵向冲刷以及河岸崩塌的临界状态,推导了3种岸滩崩退模式的崩退速率计算公式,并利用长江和黄河的水文、河岸资料进行检验。结果表明:长江和黄河的河岸岸滩崩退速率估算值与实际崩退速率基本相符,所建立的岸滩崩退模式和崩退速率计算公式是合理的。