挡墙限制型散粒体斜坡堆积特征模型试验

散粒体斜坡是川藏铁路交通廊道常见的不良地质现象,对其堆积特征开展研究对散粒体斜坡表层溜滑防灾减灾具有重要的现实意义.针对挡墙限制型散粒体斜坡,通过室内物理模型试验,利用分形维度控制试验碎屑配比,模拟斜坡源区岩石风化碎屑产物持续补给,研究散粒体颗粒堆积发育成坡过程中自然坡角的变化、斜坡表面与内部的颗粒分布特征,以及颗粒在斜坡上的运移堆积特征.试验结果表明：挡墙限制型散粒体堆积成坡过程可分为挡墙后堆积阶段、斜板堆积阶段、斜坡增长阶段和成坡阶段;斜坡最大堆积坡角随着分形维度增大而减小;随着分形维度增加,斜坡表面粗糙程度降低;粗颗粒易堆积在斜坡下部,细颗粒更易堆积于斜坡上部;同一粒组颗粒,在分形维度越大的斜坡表面上运移距离越长;相同分形维度的散粒体斜坡上,粗颗粒相较细颗粒在斜坡上的运移距离更长;颗粒在斜坡上的运移方式有腾跃和滚动两种,大粒径颗粒在分形维度越小的斜坡表面的腾跃高度越高;反之,小粒径颗粒在分形维度越大的斜坡表面的腾跃高度越低.     

污泥和粉煤灰的循环利用及其对石漠化土壤质量的改善

本文通过在石漠化土壤中添加不同配比的城市污泥—粉煤灰混合物,研究其对石漠化区域土壤理化性质、持水性能,及在该石漠化土壤上所种植的高羊茅生长和重金属积累的影响。结果表明:施用粉煤灰能显著降低污泥Cu、Mn、Zn和Cd等重金属的含量并使土壤的pH得到提高,明显改善土壤的理化性质;土壤饱和含水率比对照提高1.95倍,持水时间提高7d左右,能增加土壤的N、P养分,并显著提高高羊茅的生物量,不失为促进石漠化地区生态恢复治理的一种有效方法。但由于重金属在环境中半衰期长、彻底清除难和生态毒害大等特点,不宜长期反复施用富含重金属的城市污泥。      

贺兰山苏峪口泥石流物源启动模型试验分析

文中通过模型试验,对试验现象中泥石流启动模式和堆积特征进行观测,研究了贺兰山苏峪口泥石流的形成受沟床坡度、土体含水率、粗颗粒含量三个因素影响的状况,初步探讨了贺兰山东麓泥石流在三个因素影响下的变化情况,试验结果表明:三个因素对泥石流影响由大到小分别是粗颗粒含量,沟床坡度、土体含水率;且粗颗粒含量越低、沟床坡度越大、含水率越高越容易发育泥石流。细颗粒含量较高时,泥石流的类型为沟道侵蚀型,粗颗粒含量较高时,泥石流类型为堵溃型。     

污泥丙烯酸吸水树脂性能试验及在榆林矿区植被恢复中的应用

水资源是影响榆林废弃矿区植被恢复的关键因素,污泥丙烯酸吸水树脂的保水特性有利于矿区植被恢复.通过试验方法研究污泥丙烯酸吸水树脂的性能及其对植物栽植的土壤含水率、植物株高、植物成活率的影响规律,并采用内梅罗指数法对复垦土壤进行质量评价.结果表明:污泥丙烯酸吸水树脂最大的吸水倍率为763.4 g/g;添加保水剂后土壤含水率...     

滇石林石漠化与次生林的土壤含水率时空变化比较研究

土壤水分是植被发育和生态恢复的关键。降雨、植被等影响着土壤含水率的时空异质性等的变化,这种作用在西南喀斯特地区尤为显著。以云南石林为例,选取典型石漠化样地及次生林样地,利用PR2(PR2-UM-2.0)传感器于每月月末对两类样地中0~1 000 mm土层的土壤含水率进行测定。结果表明:（1）石漠化样地各土层的土壤含水率在1年测定时间范围内均显著高于次生林样地,这与非喀斯特区域植被-土壤含水率关系不同;（2）两类样地的1年内各月土壤含水率之间差异显著,雨季各层土壤含水率高且波动较旱季小;（3）土壤含水率随土层深度增加而增加,400~600 mm范围增幅最大,600 mm以下的土壤含水率增幅会逐渐减小。      

三江平原典型湿地系统大气湿沉降中氮素动态及其生态效应

2004年7月至2005年6月对三江平原典型湿地系统大气湿沉降中的氮素动态进行了研究,并探讨了其生态效应。结果表明,各形态氮月均浓度之间差别较大,具有明显的季节性,原因主要与人类活动、降水强度及频次、风向、地理位置以及氮氧化物自然排放有关;湿沉降的TN组成以TIN为主(51.38%~98.96%),TIN又以NH₄+-N和NO₃--N特别是NH₄+-N为主,降水天气系统的路径在很大程度上影响着降水中各形态氮的组成;降水量与各形态氮浓度均呈较弱的负相关(p>0.05),而NH₄+-N与NO₃--N、TON均呈显著正相关(p<0.05),它们可能具有同源性。NH₄+-N与NO₃--N的良好相关性与其在液相中的反应有关;生长季是全年氮沉降的重要时期,其TN沉降量为非生长季的1.84倍,二者所占比例分别为64.78%和35.22%。除NO₂--N外,其它各形态氮的沉降量均以生长季为主体;全年TN沉降量为7.57 kg/hm2,TIN/TON之比为5.47,TIN为沉降主体,占84.56%。NH₄+-N和NO₃--N是TIN沉降的主体,其所占全年的比例分别为52.55%和30.03%;氮是该区植物生长的限制因素,生长季的氮沉降对于促进植物生长直接生态意义重大,而非生长季的氮沉降对于大量补充次年植物生长初期所需养分的间接生态意义明显,其生态作用不容忽视;近年来湿地系统氮沉降量的降低可能是导致其退化的重要原因,其生态影响也不容忽视。     

福建铁观音茶园生态地球化学特征

东南沿海是铅等重金属的地球化学高背景区。该地区广泛分布酸性红壤,酸雨沉降、不适当施肥导致土壤酸化以及由此引发土壤重金属生态风险令人关注。以福建省铁观音主产区为研究区,采集了79个茶园的表层和亚表层土壤样、茶叶样品,测定了重金属元素以及土壤常量元素和理化指标。研究表明,福建铁观音茶园土壤中Hg、Pb、Se、Zn高含量主要由地质背景所引起,土壤常量组分、有机质、酸碱度等理化条件对土壤元素含量有一定的影响;铁观音茶树老叶中As、Cd、Cr、Hg、Se、Pb、F等非植物营养元素含量明显高于嫩叶,显示这些元素随植物生长逐渐累积的特征,而嫩叶中植物生长必需的营养元素Cu、(Ni)、Zn则高于老叶,反映出微量营养元素在茶叶生长部位相对富集的特征;多数情况下土壤与茶叶间元素含量相关性差,说明茶树对土壤元素的吸收累积受到多种复杂因素的影响。研究表明茶叶与土壤Pb、Cr具有显著正相关性,为建立铅污染土壤生态效应预测评价模型提供了基础依据。     

安徽水稻土中镉元素生态安全评价标准探讨

土壤中镉元素稳定的残渣态所占比例在重金属中为最低,其赋存形态以离子态为主,易被植物吸收的活性态较高,生态危害较大。稻米镉元素与土壤镉元素具有显著的正相关性。根据区域土壤镉元素与稻米镉元素含量及稻米镉超标率关系,将水稻种植土壤分为生态安全土壤、具生态安全风险土壤及生态安全高风险土壤,提出了土壤镉元素生态安全定量分级标准。     

松嫩平原典型黑土分布区土壤呼吸研究

在松嫩平原典型黑土分布区,选择耕地、休耕地、自然荒地3种土地利用方式进行土壤CO₂呼吸研究。采用壕沟隔断法,探讨了植物根系呼吸在不同土地利用方式下的差异,采用温度敏感系数Q10分析了不同土地利用方式下土壤呼吸对温度的敏感性。结果表明: 土壤呼吸受多方面因素影响,包括土壤温度、湿度、植被类型、农业生产活动等。土壤呼吸日变化过程中,温度是影响土壤呼吸速率的决定性因素。在夏季植物根系呼吸所占的比例最大,超过了50％,春秋两季根系呼吸所占的比例相对较少。受植物种类及植物根系呼吸在土壤呼吸中所占比例大小的影响,在3种不同的土地利用方式下根系自养呼吸所占的比例大小顺序依次为荒地>休耕地>耕地。有根系的土壤呼吸对土壤温度升高的反应要敏感些。     

冻结温度对原状黄土物理力学性质的影响

在陕西省黄土地区典型地点取土样,开展不同含水率、不同干密度土样在不同温度下的冻结试验,探讨冻结温度下黄土的冻胀规律。研究表明,在干燥状态下陕西黄土样不发生冻胀或冻胀量很小。黄土的冻胀性随含水率的增加而显著。随着冻结温度的降低,黄土冻胀量变化率逐渐减小,最终冻胀趋于恒定。含水率较低时,冻结温度对土样的干密度影响不明显,随着含水率的增大,在高含水率条件下,孔隙率越小,影响越显著。低含水率条件下,冻结黄土呈现收缩现象,中等含水率略有增大,高含水率增大明显。在冻结过程中,冻胀力的作用使得土颗粒间的接触点增多,大孔隙所占的比例下降,导致土体内摩擦角增大;冻结温度越低,土样含水率越高,黄土内摩擦角的增加量也越大;冰晶的生长破坏了土颗粒间联结,引起结构弱化,黏聚力减小;含水率越高,孔隙率越小,冻结作用对黄土黏聚力影响越明显。      

颗粒迁移作用下宽级配土渗透性研究

宽级配土作为堆积层滑坡的主要物源,其渗透性研究是开展降雨型堆积层滑坡机制研究的前提和基础。宽级配土的渗透是一个包括水分运移和土体细颗粒迁移的复杂过程,但在研究其渗透性时通常只考虑了水分的运移而忽略了细颗粒的迁移。为此,采用自制大型渗透仪对3组不同D15/d85值(D15为粗粒组中小于该粒径的颗粒质量分数为15%的粒径;d85为细粒组中小于该粒径的颗粒质量分数为85%的粒径)的土样进行了饱和渗流试验,研究了宽级配土的水分运移特征和细颗粒迁移规律。研究结果表明:D15/d85值对宽级配土的渗透系数和细颗粒迁移有重要影响,D15/d85值越小,则土体渗透系数越小,细颗粒不易发生迁移;D15/d85值越大,渗透系数越大,试验过程中渗透系数变化越剧烈,迁出细颗粒的量也更大。根据渗透系数的变化也可判定土体内部细颗粒的运动情况,据此提出了3种宽级配土颗粒迁移模式。该研究成果加深了对宽级配土渗透特性的认识,为完善降雨型堆积层滑坡机制研究提供了新思路。     

泥石流堆积物中细颗粒含量与渗透系数关系试验研究

泥石流拦砂坝通常建造在沟床堆积物上。泥石流堆积物的渗透性是影响坝底扬压力的关键因素。目前关于土体渗透性的研究主要集中于无黏性粗粒土,对泥石流堆积物这种宽级配土体渗透性的研究比较缺乏。选择北川县泥石流沟床堆积物作为试验材料,通过渗透试验,确定了影响宽级配土渗透性的细颗粒上限粒径;在此基础上,通过试验研究了细颗粒含量与渗透系数的关系。结果表明,泥石流堆积物中粗颗粒仅起骨架作用,细颗粒才是决定其渗透性能的关键;显著影响宽级配土渗透性的细颗粒上限粒径为0.1 mm;细颗粒（<0.1 mm）含量与渗透系数呈负指数关系,并且当细颗粒含量超过20%以后,泥石流堆积土的渗透性趋于稳定。     

高陡岩质边坡生态修复试验

高陡岩质边坡立地条件差,水热容量小,不具备植物生长所必需的土壤环境,其生态修复是目前山体生态恢复的一大难题。针对江苏连云港云山风景区马涧通道生态修复的需要,选取3种不同黏合剂进行喷播修复,开展生态修复基质试验研究,分析采用不同黏合剂的生态修复基质的施工及效果等情况,为后续马涧通道边坡生态修复工程的整体实施提供借鉴。     

双聚材料改良黄土持水性及生态效应研究

黄土的强水敏性问题是黄土地区生态修复的难点。选取双聚材料，开展崩解试验、变水头渗透试验、土水特征曲线试验以及植物生长生理指标测试等，探讨了双聚材料对重塑黄土工程性能的持水性和生态效应的影响，结合X射线衍射（XRD）、压汞和扫描电子显微镜（SEM）等微观试验，从成分、孔隙分布和颗粒结构等方面综合分析了其加固机理。研究结果表明:双聚材料的掺加能有效提高土样的抗崩解性，耐崩解系数随材料增加而增大。双聚材料能有效增强材料的持水性能，表现为渗透系数减小，土水特征曲线整体上移。双聚材料的掺加能有效提高植物生长和抗旱能力，表现为根冠比更大、根长更长以及超氧化物歧化酶（SOD）值受干旱影响变化量更小。双聚材料的添加并无新物质生成，其作用主要是增强颗粒间联结，生成大量黏聚体，孔隙分布由中孔隙向大孔隙和微小孔隙转化。双聚材料中含有大量极性活性基团酰胺基（—CONH2）吸附架桥使得土颗粒团聚，羟基（—OH）和羧基（—COOH）附着于表面形成保护膜，由团聚粒至团聚体层层包裹促进土壤稳定。     

细粒含量对尾矿工程性质影响分析

由长期工程实践和试验研究可知,尾矿的工程性质除与尾矿的矿石成分、筑坝方式以及矿浆的沉积特性有关外,重要的是与尾矿的颗粒粒度组成有关。为了分析上游式尾矿库尾矿经排放、沉积、分选等作用下颗粒组成的变化特征及其对尾矿工程性质的影响规律,通过对上游式尾矿库沉积滩面不同距离处尾矿进行颗粒级配分析、力学性质和渗透性质试验,重点分析了细颗粒含量（颗粒直径小于0.075 mm）对尾矿工程性质的影响规律。研究表明,随着距离上游式尾矿库滩顶长度的增大,尾矿颗粒组成中的细粒含量逐渐增多,颗粒级配情况由一般到良好再到一般,孔隙比也呈现出随之先减小后增大的变化趋势。受原尾矿颗粒组成的影响,尾矿黏聚力随细粒含量的增加呈逐渐增大,而内摩擦角相对变化较小,其渗透系数受细颗粒含量影响较大,随含量增大迅速减小。     

地层岩性对植物群落分布特征的影响

地层岩性是生态地质环境条件的重要组成部分,查明不同岩性对生长在其上植物群落的影响,对生态保护和生态修复具有重要意义。以江西赣州市相同地貌条件和气候条件下的岩石、土壤、植物群落为研究对象,通过对植被和土壤开展全面调查与采样分析,探索了岩石-土壤-植物群落间的对应关系。分析了不同成土母岩衍生的土壤在粒度组成、化学成分、物理性质等方面的特征,揭示了地质背景条件与植物群落分布的关系。结果表明: ①成土母岩岩性、土壤质地、土壤pH值、土壤养分、土壤中主量和微量元素含量的差异是影响植物群落分布的重要因素; ②研究区各岩性区的土壤养分含量从高到低为变余杂砂岩区土壤>粉砂岩区土壤>砂砾岩区土壤>长石石英砂岩区土壤>花岗岩区土壤。     

细粒含量对冰碛土抗剪强度影响的实验研究

为研究细粒组颗粒在浸水/降雨条件下产生迁移对冰碛土抗剪强度的影响,从西藏林芝市帕隆藏布嘎隆寺沟流域内采取冰碛土样品,进行7种不同细粒（粒径小于2 mm）含量情况下的冰碛土比重和相对密度的测试,开展了不同围压下的大型饱和固结不排水三轴（CU）实验。结果表明：（1）细粒含量对干密度的影响较小,不同细粒含量的冰碛土孔隙比大致相同,细颗粒对孔隙具有改造作用,不同细粒含量会引起孔隙结构的差异,从而导致冰碛土的结构差异,最终导致抗剪强度的不同;（2）细颗粒迁移导致冰碛堤坡脚和内部一定深度细粒含量较高,达到一定的量值时,抗剪强度明显降低,冰碛堤容易发生剪切破坏;（3）细粒含量对抗剪强度参数的变化具有重要影响,从中还可以反映出冰碛土结构控制的变化：粗颗粒控制→粗细颗粒共同控制→细颗粒控制。研究结果对于评价冰碛堤的稳定性具有重要意义。     

钙质砂中毛细水高度与影响因素试验研究

钙质砂是指富含碳酸钙或其他难溶碳酸盐类的海洋成因的特殊介质,具有形状不规则、多孔隙且富含内孔隙等特点;土体因孔隙特性而存在广泛的毛细现象,植物根茎内的导管有如极细的毛细管,能由此吸收土壤里的水分,故钙质砂地层毛细水上升高度研究对岛礁生态研究有重要的意义。采用竖管法研究级配、粒径、干密度、盐度等因素对钙质砂毛细水上升高度的影响,结果显示：细颗粒含量越多、级配越好的连续级配钙质砂试样毛细水上升高度越高;单一粒径钙质砂试样毛细水上升高度随粒径的增大而减小;随着钙质砂干密度增加,粒径小于0.075 mm时毛细水上升高度逐渐减小,而粒径为0.075～0.250 mm时毛细水上升高度逐渐增大;与淡水相比,在低盐度下NaCl溶液对毛细水上升有抑制作用,海水对毛细水上升有促进但效果微弱。钙质砂中毛细水上升高度随时间变化关系符合双对数坐标下的二次多项式关系,其参量与钙质砂的物理性质以及溶液类型相关。