深厚覆盖层地基潜蚀研究综述

潜蚀是深厚覆盖层渗透稳定性问题中比较主要和突出的一种表现型式,开展深厚覆盖层潜蚀问题的相关试验及理论研究,对于保障中国已建、待建重大水电工程的安全均具有重要的理论和实际意义。首先,区分了潜蚀与向后侵蚀管涌,指出潜蚀与向后侵蚀管涌的发生机制完全不同,两者不能混淆在一起。与向后侵蚀管涌相比,潜蚀更具隐蔽性,其发生发展机制更加复杂。其次,从潜蚀发生的几何条件、水力条件及潜蚀数学模型等3个方面详细梳理总结了潜蚀研究的相关进展。最后,结合雅鲁藏布江下游水电开发等国家重大工程,提出未来应着重加强对原状覆盖层土体内部稳定性评价,对极端条件、复杂渗流条件、复杂地层条件下潜蚀发生发展机制,潜蚀时间效应及其长期影响的评价和控制,对潜蚀本构关系及其数学模型等方面的试验及理论研究。     

华北太行山前平原潜蚀型地裂缝发育特征——以保定新乡村地裂缝为例

为揭示华北太行山前倾斜平原地裂缝成因,本文通过对典型山前平原典型潜蚀型地裂缝分布区进行地球物理勘查和工程地质调查,对资料进行地质解释,联系华北盆地构造特点和新构造运动以来华北断陷的活动背景,结合地裂缝的工程地质性质和地表及以下深部延伸发育情况,分析了徐水县地裂缝的成因及主要控制因素,研究水文地质条件如地表水渗漏、冲刷、地下水径流、溶蚀及潜蚀作用对地裂缝形成的影响。分析认为太行山前倾斜平原地裂缝以非构造类型为主。主要因素是地下水的潜蚀作用,其次天气干旱、超采地下水造成地下水位大幅下降,土体干缩,形成裂缝。通过探讨华北平原地裂缝的形成机理,梳理总结华北太行山前平原潜蚀型地裂缝发育特征。     

青海省格拉沟形成演化机制及其主要工程地质问题

格拉沟位于青海省内陆滩地，其形成演化反映了西北地区典型的水土流失过程。文章在收集大量野外资料的基础上，研究了格拉沟的形成演化机制，并对该沟道主要工程地质问题进行了探讨。分析认为，格拉沟形成演化是该地区特殊的内因外因共同作用的结果，基于此对其发育演化阶段进行了划分与预测。该沟主要工程地质问题为边坡稳定性、渗透稳定性、河流侵蚀等。其中边坡稳定性主要包括天然岸坡整体稳定性及崩塌、坠溜、滑塌等；渗透稳定性主要包括潜蚀与管涌；河流下切与溯源侵蚀则成为岸坡失稳破坏的重要诱发因素。探讨格拉沟形成演化机制及其主要工程地质问题，对于研究西北地区水土流失机理及其产生的环境问题具有一定的借鉴作用。     

球状风化花岗岩类土质边坡土-岩界面优势流潜蚀特性研究

受降雨作用,球状风化花岗岩类土质边坡的土-岩差异风化界面极易演化为优势渗流通道而发生渗流潜蚀,进而加速该类边坡的变形失稳,然而当前有关其渗流潜蚀作用特征、细颗粒迁移规律等的研究仍鲜见开展。基于多孔介质非饱和渗流理论,综合考虑细颗粒运移、潜蚀启动响应与非饱和渗流的耦合关系,提出一种可准确描述土-岩界面渗流潜蚀过程的数值计算框架。采用有限元方法,构建优势流作用下非饱和花岗岩残积土的渗流潜蚀模型,并以均质土柱的渗流潜蚀过程为参考,系统研究3种典型土-岩界面埋藏状态下的优势流潜蚀特性。结果表明：球状风化花岗岩类土质边坡的土-岩界面与基质渗透性存在高度差异性,湿润锋形成向下凹陷的渗透漏斗,且随着降雨的持续,湿润锋的凹陷程度愈发明显;细颗粒流失程度与土-岩界面的埋藏状态相关,其中下填土体工况的优势流潜蚀最为显著,其界面处甚至出现超孔隙水压力,最不利于该类边坡的稳定性。研究成果可为降雨条件下球状风化花岗岩类土质边坡稳定性的准确评价提供科学依据。     

枣庄市十里泉岩溶塌陷机理分析

枣庄市十里泉地区为全国岩溶塌陷地质灾害的主要发生地区.已有文献资料表明,该地区岩溶塌陷是地下水潜蚀、真空吸蚀、重力及荷载等多方面综合作用的结果.本文在此基础上,通过野外地质调查、现场采样和室内试验等手段进行研究,结果表明：枣庄十里泉地区岩溶塌陷发生的机理主要是真空吸蚀,潜蚀作用、重力和荷载因素是次要原因.     

再论岩溶塌陷的形成机制

20世纪70年代以来,不少学者对岩溶塌陷的形成机制进行了努力探索,一些单位开展了大量野外和室内实验,获得了宝贵数据,取得了重大进展。在此基础上形成了目前比较公认的＂潜蚀论＂和＂真空吸蚀论＂。作者通过对已有研究成果的总结,特别是对支撑＂潜蚀论＂和＂真空吸蚀论＂的理论基础和实验数据的分析,结合在贵州六盘水地区岩溶塌陷的长期调查成果,认为研究岩溶塌陷,不能离开覆盖土层的物理力学性质,土层物理力学性质不一,变形破坏方式也不一样。岩溶塌陷的形成发生,往往是多种作用的共同结果,同时提出了＂溯源潜蚀＂和＂土体流变＂的观点。     

堤坝下的机械潜蚀及其防止方法

一、机械潜蚀的一般概念潜蚀(管流现象)是和地下水活动有关的物理地质现象之一,近代分为机械潜蚀及化学潜蚀两种。化学潜蚀由岩石中可溶盐的淋滤及冲蚀而形成,而机械潜蚀则是因渗透水流将岩石松散并将小颗粒带走而发生。潜蚀(或管流现象)这个名词(суффозия)苏联著名地质学家А.П.巴甫洛夫在1898年就用了。按照他的意见,这是一种可溶化合物的淋滤以致土沉陷     

某水库岩溶水文地质环境影响预测

某水库为一在建的岩溶水库,岩溶发育复杂。与蓄水前相比,其水文地质环境在物理和化学方面发生较大变化。水库蓄水后,可加剧地下水的潜蚀作用和溶蚀作用,对岩溶结构产生破坏;同时也是引发岩溶渗漏、水库漏水及岩溶塌陷等工程地质问题。分析该水库蓄水后的水文地质及工程地质问题,对水库建设、蓄水后的维护具有重要意义。     

河床透-阻型岩溶塌陷形成机理

岩溶塌陷具有突发性,隐蔽性等特点,往往会造成重大灾害。为了预测岩溶塌陷的模式及可能性,以某地区河床塌陷为研究对象,对区域内河床透-阻型盖层岩溶塌陷的形成机理进行分析;并基于潜蚀—失托-重力致塌理论,建立土洞力学模型,对岩溶水位下降时土洞的抗塌系数进行初步评价;进一步采用FLAC~(3D)数值模拟对计算结果进行验证。研究结果表明该地区河床塌陷为地下水潜蚀作用下形成的土洞塌陷,土洞稳定性与土洞高度、土体物理力学性质、水动力条件变化等因素相关。也表明河床岩溶塌陷往往在附近地下抽排水初期以及土洞形成初期就会发生,一般先于两岸阶地的地面塌陷,可作为大范围岩溶塌陷发生的前兆。     

武汉市陆家街地面塌陷的形成机制

发生于武汉市陆家街的地面塌陷,是隐伏岩溶区的一种地质灾害,由于它与人类工程及社会经济活动有关,所以也是一种环境工程地质问题。用潜蚀机制解释这种现象较为合理,它是一个累进变形破坏过程。地面塌陷的发生与一定的地质、地貌条件密切相关。在搞清地面塌陷的形成机制、地质背景和发生条件的基础上,这种地质灾害是可以预测和防治的。     

严重威胁可持续发展的土壤退化问题

土壤退化已成为严重的全球性环境问题之一，全球共有20亿hm 2的土壤资源受到土壤退化的影响，即全球农田、草场、森林与林地总面积大约22%的土壤发生了不同程度的退化。土壤侵蚀、化学退化、物理退化是全球范围内最主要的退化形式。土壤退化是人类活动诱导和加速的一种自然过程，其中最主要的人为驱动因素为农业土壤不适当的利用与管理、森林破坏以及过度放牧等。土壤退化的直接后果是导致土壤生产力的大幅度下降，在过去50年中，由于土壤退化而导致的全球农业产量下降幅度为11.9%～13.4%。此外，土壤退化还造成如河流与湖泊淤积、土壤有机碳储量变化、特殊生境消失以及生物多样性减少等其它环境与生态问题，对人类的生存与可持续发展形成极大威胁。因此，为了确保粮食安全与维护生态环境健康，全球在不同尺度、不同水平上防治土壤退化、修复与重建退化土壤，切实有效地实施土壤资源可持续利用战略已经成为公众关注的重要议题。     

土壤侵蚀量预报模型研究进展

土壤侵蚀模型是定量评价水土资源发展动态、指导综合治理规划、评价治理方案和措施的技术工具。根据建模的手段和方法，土壤侵蚀量预报模型有经验模型和物理成因模型两大类。根据建模对象的不同，土壤侵蚀模型又有坡面土壤侵蚀模型和流域土壤侵蚀模型之分。主要从这4个方面入手，介绍了国内外土壤侵蚀量预报模型研究的主要成就，指出了现有模型的不足。在总结前人工作的基础上，提出了我国土壤侵蚀模型今后的发展方向。     

Advances in Researches of the Effects of Grassland Vegetation on Soil Erosion in Loess Plateau

Soil erosion is a serious global environmental problem which limits the survival and development of human beings. In our country, due to the special physical geography and socio-economic conditions, soil erosion intensity is great, which is particularly prominent in Loess Plateau region. Therefore, preventing and controlling soil erosion, as well as reducing soil erosion in Loess Plateau have become the key to solving environmental problems in the region. Soil erosion on Loess Plateau is serious, and grassland vegetation has good effects on soil and water conservation, which can improve ecological environment well. After the implementation of the project about returning farmland to grassland on Loess Plateau, the ecological benefits mainly focused on soil and water conservation benefits, soil improvement benefits, water conservation benefits and species diversity benefits, etc. Grassland vegetation has an irreplaceable role in the construction of the ecological environment on Loess Plateau. Therefore, the role of grassland in preventing soil erosion has received more and more attention. Scholars have done lots of research involved in the relationship between grassland coverage and soil erosion, impacts of grassland on hydrodynamic parameters, effects of grassland on soil properties, reduction effects of grassland on runoff and sediment, and soil erosion process on grassland slope. However, there is little research on erosion effect induced by grassland cover. This paper mainly pointed out the following questions: First, grassland cover is influenced by many factors, but the relationship with soil erosion from the dynamic mechanism is rarely discussed; Second, there is no well-developed theory of overland flow erosion at present, which limits the study of hydrodynamic parameters on grassland slope; Third, establishment of mathematical model between grassland cover and soil resistance can accelerate the quantitative analysis of grassland influence on erosion; Fourth, comprehensive analysis of influencing factors on water reduction and sediment reduction effect on grassland are insufficient; Fifth, there are not many mechanisms to analyze the erosion process of grassland slope by using the hydrodynamic characteristics of slope; sixth, research results on grassland-induced erosion are mainly focused on leading to soil dry layer and we should continue to strengthen in the future. This paper summarized the previous results, and supplemented some studies about erosion caused by grassland, then pointed out the existing problems in current research and the areas that need to be strengthened in the future, aiming at reducing soil erosion on the Loess Plateau.     

容许土壤流失量的研究现状及其设想

成土速率、土地生产力和沟蚀的控制程度是容许土壤流失量（[WTBX]T值）制定中必不可少的因素。国际上现有的T值标准主要是从土层厚度和成土速率出发,并结合实际应用的可能而定。详述了T[WTBZ]值的研究历史其主要影响因素,介绍了利用Barth模型和基于风险评价理论的[WTBX]T值的估算方法,对现有T值研究方法和研究结果中存在的问题进行了分析,提出了T[WTBZ]值应该从土壤形成速率特性（自然属性）、合理的生产力水平持续性（社会属性）、水土环境的长久安全性（自然和社会属性）几方面属性进行相应的研究。     

Progresses and Prospects of the Research on Soil Erosion in Karst Area of Southwest China*

The karst area of Southwest China is suffering from serious ecological and environmental problems due to soil erosion while the research on soil erosion is not sufficient. Primary achievement was systematically reviewed in this paper in three aspects: erosion characteristics, current researches about erosion on different spatial scales, and key scientific problems. Based on the review, the authors figured out the shortcomings of the existing studies and pointed out the directions on erosion study in southwest China karst region. The results showed that: ① Due to the existence of a dual structure in karst environment including ground and underground erosion, the process of runoff and sediment production on slope scale and confluence and sediment transportation processes on catchment scale were more complex under the unique geological and hydrological backgrounds; ② At present, most researches about erosion mechanism in karst area focus on slope scale and some achievements on quantitative evaluation of erosion factors have been made. Continuous data with high quality about relationship between water and sediment on catchment scale is limited. When data is scarce, river sediment data can be used as an effective way to study soil erosion intensity and spatial-temporal variation in karst area; ③ It is more reasonable to use 50 t/(km²·a) as the grading standard of soil loss tolerance than the previous grading standard of soil erosion intensity. Given the complex relationship between rocky desertification and soil erosion, more quantitative studies about the effects of rocky desertification on soil erosion are still necessary. There are different viewpoints on soil leakage definitions, leakage mechanism and leakage ratios, and new breakthroughs could be achieved by combining different methods and matching multi-scales. In conclusion, in order to further reveal soil erosion laws and establish and revise available regional soil erosion forecasting models for Southwest China karst areas, synchronous test and monitoring on slope, watershed, and channel spatial scales are urgently needed. The results can provide theoretical and technical support for promoting soil and water conservation work for the karst area of Southwest China.     

湖南洛塔岩溶山区水土流失影响因素分析

水土流失是一个全球性的灾害问题,严重的水土流失不仅导致侵蚀区土壤退化、土地资源遭到破坏、岩溶石山区石漠化,而且还会通过淤积河道、污染水质等过程来破坏下游地区的生态环境。本文根据湖南洛塔岩溶山区不同生态环境水土流失监测成果,对岩溶山区水土流失影响因素进行分析,为湖南湘西及西南岩溶石山地区石漠化治理与生态建设,有效控制水土流失,实现生态系统可持续发展提供了理论依据。      

密云沙厂小流域土壤侵蚀GIS和RS评价方法研究

从GIS和RS研究的角度对沙厂小流域实测的土壤侵蚀数据进行分析,建立基于3S的土壤侵蚀综合评价指标模型,快速地计算出土壤侵蚀量,并对其侵蚀的动态过程进行监测,为沙厂小流域综合治理的快速决策提供科学的平台和依据.     

磁性示踪在土壤侵蚀研究中的应用进展

示踪技术在土壤侵蚀研究中已得到了较广泛的应用，尤其是利用核素示踪（如137Cs、7Be、210Pb和REE示踪）定量研究土壤侵蚀规律和侵蚀机理方面取得了一系列成果。近几年利用磁性示踪研究土壤侵蚀成为示踪技术在土壤侵蚀研究中应用的一种新思路。目前，在利用环境磁性的时空差异性来研究区域内侵蚀泥沙来源，以沉积物磁性作为流域环境变迁指示剂以及利用磁性参数的变化研究土壤侵蚀等方面已取得一些成果，同时也有人提出利用人工磁性示踪剂来研究土壤侵蚀强度的空间分异规律，定量描述侵蚀方式的演变及侵蚀过程的发生、发展规律，并在野外进行了小区试验。但总体上磁性示踪在土壤侵蚀研究中的应用还相对较少。就磁性示踪在土壤侵蚀研究中应用的理论基础以及目前的研究现状作了简要论述，并分析提出了其研究方向和应用前景。     

粤北石漠化地区土壤侵蚀初步研究

土壤流失是石漠化最基本的过程之一。本文采用广东省阳山县江英镇实验小区的观测资料,分析粤北岩溶山区不同土地利用类型的侵蚀差异。结果表明,裸地表层的养分流失速度很快,其侵蚀量是无人为扰动的原始草坡的60余倍,耕地的侵蚀量平均也达到原始草坡的15倍左右。有植被覆盖的原始草坡地和耕地的侵蚀量均与次降水量的相关性更高,而裸地的侵蚀量与连续30分钟最大雨强的相关性高,这一观测结果表明地表植被抵御短期强降水侵蚀土壤的效果明显。      

切沟中土壤水分的空间变化特征

切沟侵蚀不仅破坏土地资源，而且影响下游地区环境。目前的土壤侵蚀预报模型没有包括切沟侵蚀，因此研究切沟中土壤水分空间变化是建立切沟侵蚀模型的基础，也是恢复植被的基础。在陕西省安塞大南沟流域选择一个切沟，从1998-2000年连续 3年在 4～10月间对切沟不同部位土壤水分状况进行了观测。分析结果表明，切沟中浅层土壤水分空间分异规律明显，沟顶土壤水分状况较好，土壤容积湿度达到10．3％。沟坡则较差，但沿沟坡向下到沟底，土壤水分不断增加，分别为 6．3％、6．4％和10．4％。沟坡陡崖的土壤水分条件最差，接近凋萎湿度，容积含水量仅为4.6％～5.9％。沟底土壤湿度有所好转，为 7．7％。从雨季开始到结束，整体上土壤水分呈下降趋势，但随降雨事件发生波动。季节变化比较明显的是土壤水分条件好的部位，如沟顶、沟坡底部和沟底。尤以沟底变化最大。沟坡陡崖土壤湿度随季节没有任何变化。从1998-2000年，随降水量减少，切沟所有部位土壤湿度持续下降，即使在水分条件较好的沟顶和沟坡下部，土壤湿度也仅为 8．1％～8．8％，其它部位则都接近于凋萎湿度。土壤水分亏缺相当严重。切沟不同部位土壤水分的季节和年际变化主要受降雨入渗补给影响，而沟底则与径流的产生有关。因此应进一步研究不同降雨类型与径流产生、以及土壤湿度变化的关系。