应用Péclet数解析山坡结构特征的水文效应

应用基于蓄量动力学方程推导出的水文相似因子——山坡Péclet数(简称Pe),研究了Pe在不同地貌条件山坡间的变化特征、影响因素及其表达的水文响应特性。结果显示,在和睦桥流域,山坡Pe值一般为200~2 000。分析发现,Pe与坡长厚度比(L/D)呈显著的线性相关关系(R2=0.94),关系线斜率为0.95,表明Pe在数值上决定于L/D,即山坡水文特征受山坡尺寸的影响较大。为了说明山坡形状的影响,选取了山坡水平、剖面曲率,分析了其与Pe值的相互关系。研究发现,发散型凸坡Pe值一般较大,有利于土壤水流的消退,对流运动是其主要的运动形式,而收敛型凹坡Pe值一般较小,不利于土壤水流的消退,水分运动中的扩散作用更强。这与理论分析结果一致,表明Pe数在分析山坡结构特征的水文效应方面有一定意义。     

国家天文台500米口径球面射电望远镜台址球冠型边坡稳定性分析

中国科学院国家天文台500米口径球面射电望远镜（Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope, FAST）台址位于岩溶洼地内,开挖完成后的洼地边坡外形接近球冠型边坡,属于轴对称圆形凹坡,坡体由胶结的土石混合体和石灰岩组成,局部稳定性良好,整体稳定性有待评价。目前边坡整体稳定性评价通常采用基于平面应变假定的极限平衡法,由于未考虑边坡外形,该方法用于轴对称圆形凹坡稳定性的评价结果有偏差。为消除上述偏差,将轴对称圆形凹坡滑体划分为多个环形条块,考虑环形条块轴力的抗滑作用,提出了针对轴对称圆形凹坡的极限平衡法改进方法;并采用数值分析方法对改进后的简化Bishop法进行验证,结果表明改进后的简化Bishop法安全系数计算结果较未改进方法略有提高,与数值分析法结果基本一致。同时给出轴对称圆形凸坡的安全系数计算公式,计算结果表明圆形凸坡稳定性与直线形边坡较为接近。上述两种计算方法为类似外形的边坡稳定性评价提供了新的途径。     

西北地区额济纳绿洲非饱和带水分和盐分分布

在西北地区黑河流域下游的额济纳绿洲选择3个土壤剖面采集不同深度土壤样品和潜水样品进行测试,并在野外观测非饱和带不同深度的水土势变化。结果表明,SO4^2-是非饱和带土壤和地下水中的主要离子成分,土壤和地下水呈偏碱性。土壤易溶离子含量随深度大体上呈减少趋势。绿洲非饱和带发育有收敛型和发散型零通量面,自夏季至冬季,零通量面变得不清晰直至消失。在非饱和带中,土壤易溶盐含量、含水量和总水土势随深度的变化趋势基本相同,植物根系的吸收对水分和盐分的垂直分布有着重要的影响。     

黄土高原区地形与植被分布规律对滑坡发生概率的影响

黄土高原区自然斜坡的地形与植被条件对滑坡的发生有一定的促进和抑制作用。通过将研究区划分为31 418个自然斜坡单元,利用ArcGIS区域统计功能提取斜坡单元的地形和植被参数,分析研究区斜坡的坡体形态和植被空间分布规律。依据区内292处滑坡调查点的资料,统计分析不同坡体形态下的滑坡发生概率。分析结果表明,研究区正向类的凸型和直线型斜坡发生滑坡的概率明显高于负向类的凹型和阶梯型边坡;随着斜坡坡度和坡高增大,发生滑坡的概率增大;阳坡发生滑坡的概率明显高于其他坡向的边坡;随着NDVI增大,滑坡发生概率显著降低。     

基于FLAC-3D的强度折减法判据的研究

运用FLAC-3D软件对一简单边坡进行了稳定性分析.分别利用计算收敛判据、塑性区贯通判据、有效剪应变增量判据和特征点位移突变判据求出边坡安全系数,并加以对比分析.着重对特征点突变判据进行研究分析,分析发现:监测坡顶和坡面中点位移比监测坡脚处位移更有效;仅从位移大小的突变作为判据标准不够严谨,提出一种通过观察特征点位移与折减系数相关曲线的斜率变化来确定安全系数,斜率突变处对应的折减系数即为安全系数.     

兰州新区黄土工程开挖边坡植被重建初期土壤水分初步研究

兰州新区位于黄土高原西段, 为典型干旱区, 道路修建形成了许多坡度大于30°的工程开挖边坡。在边坡上重建植被对改善局地景观和防治水土流失具有重要的作用, 而坡面土壤水分状况对植被重建影响重大。选择3种整地类型（条形坑、 圆形坑和原状坡样地）, 研究兰州新区黄土工程开挖边坡植被重建的初期土壤水分状况, 结果表明： 3种整地类型中条形坑的土壤水分条件最好, 与圆形坑、 原状坡样地土壤水分存在显著差异（P<0.05）。不同灌溉频率下原状坡样地0 ~ 20 cm土层土壤含水量较低, 20 ~ 50 cm土层土壤含水量较高。土壤含水量的变异系数随土层深度的增加而减小, 随灌溉频率的降低而增加。在边坡植被重建初期, 需把土壤水分维持在8.4% ~ 10.8%, 即田间持水量的38% ~ 49%, 才能保证植物正常生育生长。当栽植的植被根系长度大于10 cm时, 可考虑将喷灌频率从每天喷灌改为隔天喷灌, 否则植物有死亡的风险。研究结果可为类似的黄土边坡植被恢复和生态建设提供参考。     

应用陆坡形态-迁移轨迹组合法寻找大型富砂深水扇

在海外选区研究阶段,盆地勘探程度极低,资料贫乏,导致常规深水沉积分析工作很难开展。而陆坡形态与陆坡迁移轨迹富含丰富的地质信息,可借助二者的组合对深水沉积进行宏观分析。以二维地震资料为基础,应用陆坡形态-迁移轨迹组合法寻找大型富砂深水扇的有利发育区。A盆地发育上升型、平直型、下降型三种陆坡迁移轨迹类型,其中平直-下降型迁移轨迹对应的陆坡进积距离更大,更有利于发育大型深水扇沉积;同时A盆地发育上凸型、下凹型、直线型和坡坪型四种陆坡类型,上凸型与下凹型陆坡的坡度更缓,宽度更大,更有利于重力流的砂泥分异,从而形成富砂深水扇沉积。将同一时期的大型、富砂深水扇的有利分布区相叠合,重叠区域即为该时期大型富砂深水扇的有利发育区,主要位于盆地东部拐角带与盆地西部。同时应用组合法还可建立盆地漂移期的沉积演化模式,分析漂移期沉积演化历史。     

怒江支流迪麻洛河流域泥石流易发性评价

以往对于怒江流域泥石流的研究大多关注支流泥石流对干流的影响,而对支流内群发性泥石流易发性的研究较少.迪麻洛河为怒江左岸一级支流,因其凸型斜坡地貌、变质软岩分布、断裂剪切破坏及新构造运动间歇性抬升产生的丰富物源等特征在怒江上游具有代表性.野外调查揭示,流域内泥石流主要分为沟谷型、坡面型和沟谷-坡面复合型3种,且多发育于迪...     

株洲市边坡稳定性问题述评

根据工程地质条件可将边坡划分为岩质边坡、土质边坡和岩土质边坡三类和若干亚类。各类边坡的变形破坏形式主要有散落、崩塌、滑坡和错落等。土质边坡一般都以滑坡和崩塌形式产生破坏,岩质边坡的破坏形式主要有滑坡、错落和崩塌三种,沿岩体的各种软弱结结构面发生。崩塌多发生在60°以上的陡坡,滑坡多产生在30°～60°的凸形边坡上,结构面倾角小于坡角的顺向坡易产生沿层滑动,断裂构造处、岩溶发育区、河流凹岸等位置的边坡易发生变形破坏,此外,人类工程活动、暴雨等也可导致边坡的变形破坏。为防治边坡失稳,必须合理选择和利用边坡的地质环境,消除引起边坡失稳的因素,改善边坡岩(土)体的应力状况,因地制宜采取适当措施提高不稳定边坡的抗滑力。     

基于无人机高光谱棉田土壤含水量反演研究

以兵团农六师共青团农场示范园棉田为研究区域,采集无人机高光谱数据、土壤含水量及棉花叶片光谱数据,分析土壤含水量与叶片光谱特征相关性,构建地面高光谱与无人机高光谱土壤含水量反演模型。基于两种数据源相同采样点光谱曲线特征对比分析结果,对无人机高光谱土壤含水量反演模型进行优化校正,实现地面研究成果与航天/空遥感数据结合,为无人机高光谱遥感技术在精准农业中的应用提供思路和方法。     

Effects of hillslope geometry on surface and subsurface flows

Dividing a catchment to subcatchment or hillslope scales allows for better scrutiny of the changes in spatial distribution of rainfall, soil attributes and plant cover across the catchment. An instantaneous unit hydrograph model is suggested for simulating runoff hydrographs for complex hillslopes. This model is able to estimate surface and subsurface flows of the catchment based on the Dunne-Black mechanism. For this purpose, a saturation model is used to separate the saturated and unsaturated zones in complex hillslopes. The profile curvatures (concave, straight and convex) and plan shapes (convergent, parallel and divergent) of complex hillslopes are considered, in order to compute the travel time of surface and subsurface flows. The model was used for prediction of the direct runoff hydrograph and subsurface flow hydrograph of Walnut Gulch No. 125 catchment in Arizona (USA). Based on results, the geometry of hillslopes can change the peak of the direct runoff hydrograph up to two-fold, either higher or lower. The divergent hillslopes show higher peaks in comparison with the parallel and convergent hillslopes. The highest and lowest peak flows correspond to divergent-concave and convergent-straight hillslopes, respectively.     

重庆典型农业区富锗土壤分布特征及影响因素

通过采集重庆市典型农业区南川区8496件表层土壤样品,测定土壤锗及其他元素的含量,对锗含量特征及其影响因素进行分析探讨.研究结果表明：南川区土壤锗含量变化范围为0.13×10^-6~13.59×10^-6,平均值为1.54×10^-6,高于重庆市"一小时经济圈"和重庆紫色土壤中锗的平均含量.研究区富锗（1.4×10^-6以上）土壤面积达1 559.8 km²,主要分布在研究区南部.南川区高锗土壤主要分布在二叠系上统吴家坪组、长兴组和三叠系下统大冶组、嘉陵江组.土壤锗含量主要受成土母质控制,与土壤有机质呈显著正相关关系,与8项重金属元素存在伴生关系.中部高值区受密集的煤矿和人为影响较大.     

辽宁北部地区岩石-土壤-植物中硒元素地球化学研究

通过对辽宁北部地区岩石、土壤和植物中硒元素的地球化学研究,分析了硒元素在岩石-土壤-植物中的释放-迁移-吸收特征与数量变化规律.研究结果表明：岩石样品硒含量平均值为0.08×10^-6,总体上岩石中硒质量分数呈现火山岩>碳酸盐岩>花岗岩/沉积岩>变质岩的规律;垂向上硒质量分数呈现土壤A层>土壤B层>成土母岩的变化规律;土壤表层硒平均含量0.24×10^-6,土壤中硒质量分数总体上呈现棕壤（A、B层）>水稻土（A、B层）>草甸土（A、B层）>风砂土（A、B层）的规律;植物中硒平均含量0.07×10^-6,植物对土壤中硒富集能力大小依次为杂草>榛子>水稻>玉米;土壤和水稻、土壤和榛子之间硒含量存在显著的正相关,土壤和杂草、土壤和玉米之间相关性不明显.     

典型黑土地土壤有机质含量空间变化特征研究——以绥化市北林区为例

以20世纪80年代第二次土壤普查时期黑土有机质分析数据为基准,以目前土地质量地球化学调查土壤有机质分析数据为研究对象,利用MapGIS空间分析功能定量研究绥化市北林区黑土地土壤有机质含量的空间变化特征.研究结果显示,近30 a以来研究区土壤有机质含量由41.16×10^-3下降到37.68×10^-3,土壤有机质流失率达8.45%;20世纪80年代研究区土壤有机质含量在35×10^-3～45×10^-3的面积占研究区总面积的73.93%,而目前研究区土壤有机质含量在30×10-3～40×10^-3的面积占研究区总面积的70.24%;研究区82.1%的土地面积土壤中有机质呈现出不同程度的减少,仅有17.9%的土地面积土壤中有机质呈现出增加的趋势;研究区黑土地以轻度和轻微土壤有机质流失程度为主,仅在张维镇和四方台镇中南部、秦家镇中西部以及连岗乡中北部等局部地段土壤有机质流失程度达中度和重度,这为精准施策开展黑土地土壤有机质流失治理提供了科学依据.     

黑龙江省五常市东部土壤中硒分布及影响因素

硒是人和动物必需的微量元素之一,富硒土壤的开发利用前景广阔.黑龙江省五常市东部优质水稻种植区土壤中Se含量为0.03×10^-6~0.5×10^-6,算数平均值0.245×10^-6,属于低Se和缺Se土壤面积占90.37%,足Se面积占9.48%,富Se面积仅0.15%.进一步研究显示,低Se的成土母质是导致研究区土壤缺Se的主要原因.土壤Se含量的空间分布受土壤质地、氧化物、有机质以及微地形的影响.     

黑龙江省绥棱县土壤硒空间分布特征及其与土壤性质的关系

基于黑龙江省1：5万富硒土地专项调查取得的7701个高精度土壤数据,分析了硒、有机碳（TOC）、pH等理化指标,运用统计分析、相关分析研究了绥棱县农田土壤硒空间分布特征,并探讨硒与土壤性质的关系.结果表明,土壤硒含量在0.05×10^-6～0.87×10^-6之间,平均硒含量0.27×10^-6;农田土壤以足硒为主,足硒土壤占比88.00%,富硒土壤占比3.90%,硒潜在不足土壤占比7.24%,缺硒土壤占比0.86%.不同土壤类型硒平均含量由高到低依次为黑土 > 草甸土 > 暗棕壤 > 白浆土 > 风沙土.相关分析结果表明,TOC是影响土壤Se含量的主要因素,pH对土壤Se含量影响不明显.     

黑龙江省海伦市长发镇土地质量地球化学评价及开发建议

基于海伦市长发镇1：1万土地质量地球化学调查获得的土壤重金属元素和养分元素数据,参照土壤环境质量标准（GB15618—2018）和土地质量地球化学评价规范（DZ/T0295—2016）,采用单指标评价法对研究区土壤养分和土壤环境质量进行评价,并在此基础上,将两者叠加分析,对研究区进行土地质量地球化学综合判定.结果表明：研究区内土壤养分以丰富及较丰富为主,分别占长发镇总面积的37.49%和62.22%,区内缺乏B、Mo;研究区99.94%的土地为无风险（一等）,0.06%的土地为风险可控（二等）,风险可控土地主要受Cd及Hg元素的影响;土地质量地球化学综合评价结果显示,研究区以一等（优质）土地为主,占评价区总面积的99.66%;研究发现长发镇富Se土地资源面积19.25 km²,土壤中Se含量为0.4×10^-6～1.4×10^-6,平均值为0.44×10^-6;长发镇符合绿色食品产地的耕地面积138.44 km²,占调查区耕地面积的99.84%,其中绿色富Se、绿色食品产地分别为18.53 km²和119.91 km².     

内蒙古鄂伦春旗土壤钼元素的分布特征及主要影响因素

钼元素是动植物生长必需的微量元素,生命体中的钼元素直接或间接来自土壤.依据内蒙古自治区鄂伦春旗东部主要耕地区1：25万土地质量地球化学调查项目所采集的土壤样品分析数据,对研究区内表层土壤钼含量进行了营养等级评价.鄂伦春旗东部地区土壤钼含量普遍达到丰富级以上.同时分析了地球化学指标、土壤类型、成土母质等对土壤钼含量的影响.认为钼含量在pH值为5～7之间时随pH增大而减小;在有机质含量20×10^-3～140×10^-3时,随有机质含量增加而减少.认为暗棕壤及其对应的成土母质为本区提供了钼的来源;提出了研究区内土壤钼主要来源于基岩风化的结论.     

祁连山摆浪河全新世冰量变化初探

采用祁连山老虎沟12号冰川2009年RTK测量生成的数字高程模型(DEM), 建立现代冰川表面横截面拟合的二次方程, 结合差分GPS测量的冰碛垄形态, 运用于祁连山摆浪河上游14号冰川和16号冰川全新世以来冰量变化的估算. 结果表明: 新冰期以来冰储量减少0.38 km³, 小冰期以来14号冰川和16号冰川的冰储量分别减少0.016 km³和0.047 km³; 根据祁连山全新世各个时期最大冰川范围的时间, 估计了全新世以来14号和16号冰川冰储量的减少速率, 新冰期以来为12.2×10^-5~15.0×10^-5 km³·a^-1, 小冰期以来分别为4.0×10^-5~5.3×10^-5 km³·a^-1, 11.75×10^-5~15.7×10^-5 km³·a^-1.