坡面侵蚀过程定量研究进展

坡面是土壤侵蚀最基本的地貌单元,定量研究坡面侵蚀能为研究土壤侵蚀规律、确定坡面重点侵蚀部位、建立土壤侵蚀预报模型提供科学依据。总结了溅蚀、片蚀、细沟侵蚀、浅沟侵蚀的定量研究进展,简述了土壤侵蚀模型的研究进展,对目前的其它研究方法进行了评述。     

推荐一种泥石流坡面侵蚀物源量的计算方法

在收集、研究前人研究成果的基础上,应用土壤水蚀模型和流域泥沙输移比初步建立了泥石流坡面侵蚀物源量计算模型,同时列举了降雨侵蚀力因子、土壤可蚀性因子、地形因子及植被覆盖因子等水蚀因子的标准算法和经验算法,具有较强的理论依据,对泥石流坡面侵蚀物源量计算具有借鉴意义。     

黄土坡面侵蚀产沙时空演变的REE示踪技术研究

室内交叉布设不同的稀土氧化物,通过人工模拟次降雨,在同一试验条件下,对坡面侵蚀沿顺坡方向和深度方向的演变过程同时展开研究。结果表明:REE示踪技术对定量研究土壤侵蚀具有较高的精度;降雨前期,片蚀与细沟侵蚀发育程度基本相当;后期细沟侵蚀占据坡面侵蚀的主导地位,其侵蚀平均加速度和平均侵蚀率分别是片蚀的15倍、9倍;试验结束,细沟侵蚀占据坡面总侵蚀的90%;本试验条件下,坡面下1/3区域为侵蚀活跃带。     

耕作侵蚀研究回顾和展望

耕作侵蚀是土壤侵蚀的重要组成,会导致地形、土壤性质和坡面水文过程的变化,已被证实是一个重要的土壤退化过程。利用科学文献计量法,总结了耕作侵蚀的发展历程、影响因子和研究方法。在此基础上,分析研究热点和趋势,对研究中存在的问题和挑战进行总结和讨论。耕作侵蚀的发生是耕作侵蚀力和景观可蚀性共同作用的结果,前者主要受人为因子影响,而后者主要由自然因子决定。为了科学认识耕作侵蚀过程及其发生和作用机制,长期以来开展了大量不同空间尺度和时间尺度的研究,并构建了多种独立的耕作侵蚀模型。随着对耕作侵蚀认识的逐步深化,耕作侵蚀从最初的独立研究逐步发展为与水蚀结合的综合土壤侵蚀研究,构建了大量科学评估区域和长时间尺度土壤侵蚀和地形演化的综合模型。然而,耕作侵蚀的多尺度综合研究有待进一步突破,与其他形式侵蚀的交互作用还有待进一步深入探索。构建精确的耕作侵蚀评估和预测模型,编制耕作侵蚀防治标准,协调耕作和土壤保护之间的关系是未来的重要发展方向。     

西南喀斯特区土壤侵蚀研究进展

西南喀斯特区土层浅薄、成土速率低等特点决定了其允许土壤流失量小,土壤一旦流失,极难恢复,土壤侵蚀及其造成的石漠化现象已成为制约该区可持续发展最严重的生态环境问题。文章首先明晰西南喀斯特区土壤侵蚀特征,从坡面、小流域和区域三个尺度上系统概括西南喀斯特区土壤侵蚀的相关研究进展。针对当前喀斯特区土壤侵蚀研究野外径流小区、小流域及区域空间尺度数据缺少和相关研究模型限制性强等不足,建议从不同尺度深入研究喀斯特区土壤侵蚀发生发展规律及时空演化格局,并结合高新遥感、地球物理探测技术及模型,同步监测坡面—小流域—区域土壤流失,对土壤侵蚀进行定量评估,结合不同空间尺度土壤侵蚀特征构建系统性水土保持生态恢复治理模式和监测系统评价体系。      

连续降雨下不同砾石含量工程堆积体土壤侵蚀

为探究砾石对工程堆积体土壤侵蚀的影响与其作用机制,通过室内模拟降雨研究了连续降雨下不同砾石含量的重壤质堆积体水蚀过程。结果表明:①堆积体砾石含量增加,坡面产流历时延长,产流率线性减小,土壤剥蚀率降低;②连续降雨下,堆积体所含砾石主要通过对坡面产流历时、坡面产流率、砾石覆盖率的多重影响发挥减沙作用,主成分回归方程可表达多个变量与平均土壤剥蚀率的关系;③一定砾石含量下,堆积体坡面砾石覆盖率随表土的剥离而增大,导致土壤剥蚀率呈指数函数递减趋势,并与累积土壤侵蚀总量存在较好的函数关系。工程堆积体所含砾石对土壤侵蚀程度的削减可为生产建设项目下垫面水土保持治理提供重要参考。     

黄土丘陵区堆积体边坡对上方来水的侵蚀响应

为探明上方来水类型对工程堆积体高陡边坡下部冲刷侵蚀的定量影响,以神府高速公路沿线典型工程堆积体陡坡坡面(36°)为例,设计4种上方来水类型,通过野外放水冲刷试验分析了不同上方来水类型下堆积体坡面的径流侵蚀输沙过程.结果表明:①上方来水类型对堆积体坡面下部的产流影响较小,却干扰了坡面侵蚀产沙过程,造成土壤流失量增加;②径流深、单宽径流侵蚀力和水流功率均可以较好地预测堆积体边坡下部输沙模数的变化;③单宽径流侵蚀功率可以作为表征坡面尺度次径流事件中径流侵蚀力变化的指标.研究结果可为工程堆积体土壤侵蚀强度评价、侵蚀模型建立及新增水土流失防治提供参考.     

稀土元素示踪法在坡面土壤侵蚀垂直分布研究中的应用

通过野外全坡长侵蚀小区试验,证明了稀土元素示踪法在土壤侵蚀垂直分布研究中的可应用性。结果表明该径流小区产沙强度坡长存在三种变化模式:增长型,增长 递减型和波动型,其形成机理可能与径流过程有关。利用稀土元素在坡面的再分析,初步建立了估算坡面沟蚀率的关系式。     

植被作用下土壤抗剪强度和径流侵蚀力的耦合效应

利用野外径流小区动态监测和人工模拟降雨试验,阐明了草被和灌木的减流减沙效应,从力学层面揭示了坡面侵蚀产沙的过程机理。结果表明,与裸地相比,野外坡面草地和灌木地径流量分别减少28.1%~56.5%和85.7%~100%、产沙量分别减少84.9%~90.7%和98.5%~100%;在人工模拟降雨强度下,草地和灌木地径流量分别减少51.9%~90.9%和61.7%~80.6%、产沙量分别减少93.6%~99.2%和95.5%~99.2%;植被具有明显的增强土壤抗剪强度的作用,不同植被坡面抗剪强度与剪切面上的法向压力成正比,且符合库仑定律;不同下垫面条件下土壤黏聚力与坡面径流量和侵蚀产沙量呈显著的负相关关系,随着黏聚力的增大,径流量和侵蚀产沙量呈下降趋势;草地和灌木地坡面侵蚀临界径流切应力分别为裸地的2.64~3.16倍和2.44~3.18倍,建立了不同被覆坡面临界径流切应力与土壤抗剪强度和黏聚力的关系。研究结果对定量评价植被减蚀作用和深化土壤侵蚀力学过程有一定的参考意义。     

岩溶断陷盆地高原面洼地不同坡位土壤抗蚀性研究

为揭示断陷盆地区高原面洼地不同坡位土壤的抗蚀性能,以高原面洼地不同坡位灌草地(上坡、中坡、下坡、坡底)不同土层(0–20 cm、20–40 cm)土壤为研究对象,通过对土壤抗蚀性16个指标的测定与分析,研究了不同坡位对土壤抗蚀性的影响.结果表明:在不同深度土层中,土壤水稳性大团聚体含量都呈现出上坡>下坡>坡底>中坡(P<0.05),且随着土层深度的增加含量减少;各坡位土壤抗蚀性,0–20 cm土层,上坡>下坡>坡底>中坡(P<0.05),20–40 cm土层,下坡>坡底>上坡>中坡(P<0.05),随着土层深度的增加,土壤抗蚀性逐渐降低;粘粒、有机碳、电导、PAD、MWD湿为评价喀斯特断陷盆地坡位土壤抗蚀性的最佳五指标.建议根据各坡位土壤抗蚀性的差异采取不同措施,减小水土漏失同时增强土壤的抗蚀能力,以改善当地生态环境.     

Epigenetische Erosion und Denudation

Ohne Zusammenfassung     

Review of River Bank Erosion Research

Riverbank erosion is a critical style of lateral channel change. It threatens the arable land, ecological environment, as well as the people’s lives and properties along the river. Through review on the research process of riverbank erosion globally, four aspects were classified and described: ①Riverbank erosion processes and mechanisms. The occurence and development of riverbank erosion is quite complicated, composed by multiple processes, which are hard to separate with each other. Therefore, the scholars have proposed a lot of theories to describe the processes. Among the theories, “Riverbank Stability Theory” has been widely recognized and developed. ②Factors of riverbank erosion. The key factors that affect riverbank erosion include hydrology conditions of the river, soil properties, geomorphology, vegetation of the river bank and meteorology. However, it should be noted that the importance of different factors in the collapse process is not equivalent and effects of the same factor on different rivers are various. ③Riverbank erosion estimation. With the tremendous improvement of quantification recently, time interval of erosion measurement is shortening continuously, while spatial scale is larger and larger. At the same time, resolution is becoming increasingly high. Erosion pin was commonly used in early studies because of its easy use and low cost, whereas remote sensing and digital photogrammetry have more advantages in modern measurement. ④Modeling of riverbank erosion. At present, the models are mainly based on the fundamental theories of hydraulics and soil mechanics, to study river bank stability. According to the review of the four aspects above, problems of recent researches and prospects of possible development in the future were discussed. The researchers should pay much attention to temporal spatial distribution of riverbank erosion first before further research. The study would be greatly helpful to the researchers for the specific river reach when choosing the proper theories as well as technologies for measurement and quantification, study the riverbank erosion through both macroscopic and microscopic views, and predict the erosion for management purpose.     

软弱易冲蚀地层钻探施工技术

钻探生产中经常遇到一些软弱易冲蚀地层,因这些地层岩石破碎、松软,在进入内管前往往易被冲洗液冲蚀,进入内管后也常常因卡簧卡不牢在打捞时掉落造成空管。因岩心采取率低往往造成钻孔报废。以贵州道真新民铝土矿矿区为例,分析了软弱易冲蚀地层岩心采取率低的原因;为提高该类地层岩矿心采取率,研制了元泵反循环超前侧喷绳索取心钻具,保证了岩矿心采取率,取得了很好的效果。     

Erosion by Human Activities in Japan

This paper reviews the aspects and the order of magnitude of man's influence upon the landsurface of Japan, with special attention to the recent drastic remodelling and erosion. of it induced by urbanization and agricultural activities.     

Map of Anthropogenic Soil Erosion of Russia

Doklady Earth Sciences - The last map of anthropogenic soil erosion in Russia was compiled more than 20 years ago on a scale of 1 : 5 000 000. In recent years, additional data on soil...     

沁水盆地地层剥蚀量研究

[摘 要]沁水盆地自晚三叠世以来不断抬升,遭受了多次剥蚀,但其累积剥蚀量一直悬而未决,对盆地模拟和资源评价产生了不良影响。本文在沁水盆地沉积-构造演化史、热演化史研究的基础上,根据野外露头和钻井资料,以镜质体反射率反演方法为主,辅以声波时差法和构造剖面法,较为准确地确定了沁水盆地中新生代以来的累积地层剥蚀量。研究表明,沁水盆地石炭-二叠系煤层在燕山运动时期遭受最高地温,其后回返抬升并伴有地温梯度下降。参照济阳坳陷连续沉积剖面建立了镜质体反射率与深度关系,经地温梯度校正后,计算出了沁水盆地石炭-二叠系最大埋深,从而得到其此后抬升过程中的累积剥蚀量,经与声波时差法、构造剖面法计算结果对比,三者计算结果较为符合。研究结果表明,晚三叠世以来沁水盆地累积地层剥蚀量在1400～3300m之间,其中盆地中部剥蚀量较少,一般小于2500m,盆地边缘剥蚀量较大,可达3000m以上。主要剥蚀时期为晚白垩世至新近纪,地层剥蚀量可达2000m以上;其次为晚三叠世至早侏罗世,地层剥蚀量一般小于1000m。     

Landslides and Coastal Erosion Hazards In Brazil

Earth surface processes—such as landslides, floods, erosion, siltation, subsidence, and soil collapse-are the main geological hazards responsible for social and economic damage in Brazil. Seismic events also occur, although at low intensities and with little damage. This paper addresses selected aspects of landslide and coastal-erosion disaster countermeasures in Brazil. Landslides cause the greatest number of accidents involving loss of life, and they occur chiefly in mountainous areas of the southeastern coast and in the more gentle terrain of the northeast coast. Local natural conditions related to topographic, geological, and climatic aspects, as well as manmade situations, are the main factors responsible for landslide disasters in Brazil.

Coastal erosion today represents a serious problem as a result of the substantial property damage it causes, chiefly along the northeast coast of Brazil, where it is most intense and frequent. The causes of coastal erosion in Brazil have been ascribed chiefly to human activity and to short- and medium-term natural causes. Elevation of sea level does not appear to have the same impact along the Brazilian coast as in the Northern Hemisphere, inasmuch as the Brazilian coast has been rising during the last 5000 years or more.     

造山带隆起剥蚀过程与沉积记录

大别山造山带是中生代碰撞造山作用的产物,其隆起过程中形成了合肥盆地。本文对合肥盆地侏罗系碎屑岩进行了成分分析,发现砾岩中有两类榴辉岩,一类为高压变质榴辉岩,另一类为超高压变质榴辉岩。对砂岩中碎屑白云母的成分分析表明,指示高压变质作用的多硅白云母在较低层位已大量出现。重建的碎屑物注入顺序为:非超高压变质岩—高压变质岩—超高压变质岩。结合变质岩石学研究和地球物理观测资料重建的大别山造山带内部结构,可进一步重建大别山的剥蚀历史:大别山造山带最先(三尖铺组沉积初期)受到剥蚀的是非超高压变质的片岩、片麻岩及大理岩,高压变质岩折返到地表受到剥蚀不晚于中侏罗世初期(三尖铺组沉积早期),而超高压变质岩折返到地表经受剥蚀的时间稍早于中侏罗世中期(凤凰台组沉积初期)。天山是典型的陆内造山带,其隆起是新生代以来印度板块与欧亚板块碰撞的一种远程效应。本文对天山发育的花岗岩磷灰石裂变径迹分析,并对南侧的塔里木盆地北部古近系及新近系沉积岩进行了碎屑岩物源分析,在新的磁性地层学格架中讨论了天山的隆起剥蚀历史。砾石组分的突然变化发生在75~35 Ma,26~17 Ma和12~8 Ma间,从中天山物源区逐渐变为南天山物源区,12 Ma后变为以南天山为主要物源区。砂岩及重矿物组分变化表明,物源在124 Ma、26(~24)Ma及15(~12)Ma时发生过变化。磷灰石裂变径迹则进一步揭示了天山的3阶段差异性隆起历史:天山的早期隆起发生在124~80 Ma间,从中天山和南天山的交界处开始并向南扩展;第二次隆起发生在大约100~60 Ma间,从中天山开始向南扩展;第三次隆起从大约50 Ma开始,并向北南两侧扩展,至大约30 Ma时扩展到北天山,约20 Ma时扩展至南天山;其后,南天山在15(~12)Ma时发生了独立的隆起事件。本文的两个研究实例表明,盆地的充填符合计算机数据结构的堆栈过程,但造山带的隆起剥蚀却会出现明显的差异性。不能简单地说造山带的剥蚀和盆地的充填具镜像对称关系,这有可能导致错误的认识,一定要具体事例具体分析。     

黄土高原土壤侵蚀(水蚀)多尺度过程与水土保持研究进展

从产生土壤侵蚀机理出发, 分别阐述了黄土高原地区的坡面、 沟谷、 小流域、 流域尺度上的土壤侵蚀(水蚀)研究现状与取得的进展.结合平凉城南侧泾河一级支沟的纸坊沟小流域治理实践和调查, 总结黄土高原地区水土流失治理和水保措施实施的经验及其存在的不足. 建议未来的研究向着"规划性"、 "综合性"、 "量化尺度性"、 "弱化尺度性"模型的研究方向发展, 这对提高地区水土保持质量、 改善水土流失治理现状、 实现水保效益最大化目标具有重要意义.