松嫩平原荒漠化的EOS-MODIS 数据研究*

文章应用EOS-MODIS数据对松嫩平原的荒漠化问题进行了研究。首先计算出标准化植被指数(NDVI)和植被覆盖指数(VCI),反演求得荒漠化指数(DI),得到荒漠化面积;采用多种方法和复杂步骤,首次获得了松嫩平原碱质荒漠化、沙质荒漠化的面积,分别为160.30×10⁴hm²和50.56×10⁴hm²,分别占该区面积的24.35 ％ 和7.84 ％ ;应用数字高程模型(DEM)对荒漠化的分布规律和成因进行了分析和讨论,指出松嫩平原以碱质荒漠化为主, 当前荒漠化的发展程度已处于临界状态,对区域可持续发展构成了严重威胁,亟需采取行之有效的防治措施。     

应用量纲分析法建立抗滑桩间距的计算模型

抗滑桩是滑坡防治中的一种主要工程措施。桩间距是抗滑桩工程中一个非常重要的参数,它不仅影响到滑坡治理效果,而且影响到工程造价,如何科学地确定桩间距？目前,工程界一般按照2～5倍桩宽度的经验公式来确定桩间距;理论方面,一些研究人员从桩-土之间相互作用力的关系入手进行了一些探讨与研究,获得了多种复杂的桩间距计算模型。应用量纲分析法,从影响桩间距的因素入手,建立了桩间距的计算模型,为研究桩间距的计算提供了另一种途径。     

少陵塬黄土潜水层深井降水计算模型及应用

根据现场抽水试验所表现出的水流运动规律,提出少陵塬隧洞降水计算模型和参数确定方法,将计算结果和试验结果进行了比较,结果表明此公式合理可靠,应用于少陵塬隧洞降水工程中,取得了良好效果。此计算模型结构简单,应用方便,可供其它黄土地区类似降水工程参考。     

刚性桩复合地基沉降计算的简化方法

既简便又具有较好精度的刚性桩复合地基沉降计算方法仍是工程实践中迫切需要而又有待于解决的问题,文中提出了一个解决的简化方法。在刚性桩复合地基中,由于桩间土荷载水平不高,将桩间土荷载-沉降曲线近似为线性。当桩的荷载水平不高时,对桩的沉降可按线性考虑,线性关系可按线弹性方程计算得到。若桩可能进入非线性甚至塑性,则假设桩的荷载-沉降曲线满足双曲线规律,可较好地考虑桩的非线性沉降过程。通过计算单桩承载力特征值下的沉降,然后通过双曲线方程特点得到桩的非线性沉降方程。对于有单桩静载试验的情况,提出直接利用单桩试验曲线建立单桩的双曲线方程。最后依据共同作用时桩和桩间土的变形协调条件和静力平衡方程,即可计算其实际基础下复合地基的沉降,从而得到一个刚性桩复合地基沉降计算的简化方法。工程实例表明,简化是方法既简便又具有较好的精度,可为工程实践提供一个有效实用的计算方法。     

深基坑支护双排桩计算模型的改进

当锚索超出规划红线被越来越严格限制后,双排桩支护的应用已越来越多。实践中发现现有规范方法的双排桩计算模型简单方便,但对于软土地层时存在计算位移不够合理的情况。同时,桩间土简化为压缩弹簧未能充分考虑桩和土柱之间的作用,会使计算位移偏大。为改进这些不足,建议了一个新的土压力模式,即基坑面以下的附加压力看作弹性应力,对两排桩与桩间土的作用增加一个等效土柱刚度,对基坑面以下的桩间土弹簧刚度取压缩刚度和m法刚度的大值,使计算的位移更合理,并与有限元和工程实测结果进行了比较,初步检验其合理性。     

碎石桩复合地基的作用机理分析及沉降计算

通过对规范方法的讨论及对碎石桩复合地基桩土竖向及径向应力应变关系分析,提出桩土变形模式,建立桩土应力、应力比表达式及沉降计算方法。     

河元背地区绳索取心钻进泵压计算模型的建立与应用

泵压是反映金刚石绳索取心钻进时井内作业是否正常的重要参数。为了进一步研究泵压波动变化与实际钻进作业之间的关系,指导钻进工作的快速、安全开展,结合江西相山河元背地区CUSD2井实际泵压波动数据及相关钻进资料,建立了适用于本井的循环系统压力损失计算模型。对比分析模型计算的理论泵压与实际泵压的波动变化趋势,将模型应用于实际钻进,在此基础上预测后续地层的泵压波动区域范围,发现7 MPa的泵压安全值不再适用于后续地层钻进,调整设置泵压安全值为10 MPa,并利用邻井泵压波动数据进一步验证其可靠性。适当调整修正理论模型,使其可应用于河元背以及相山地区绳索取心钻进中,指导该地区钻探工作。     

高地应力数理模型的建立及应用

高地应力钻孔缩径现象很常见,一般钻进中只能依靠现场分析及经验来判断缩径情况,这对于预测以及精确计算缩径程度是远远不够的.文中建立了高地应力条件下钻孔的数理模型,推导出了各种应力、应变以及位移的计算公式,并应用这些公式计算了某高地应力矿区钻孔的多种参数,判断了钻孔的稳定性情况.     

声学多普勒流速剖面仪垂线平均流速计算模型研究及应用

以湖南省桃江水文站为研究对象,提出声学多普勒流速剖面仪（ADCP）垂线平均流速计算模型,通过对比分析表明ADCP施测的流速与转子速仪施测的垂线平均流速存在很好的一致性。因此该模型具有较好的适用性及推广应用价值,为水文缆道自动测流系统的建设提供技术支撑。     

不同蒸散发计算模型在新疆喀什地区的适用性及对比分析研究

为分析不同蒸散发模型在新疆喀什地区的适用性,结合国内常用两种蒸散发计算方法,应用区域实测蒸发数据,按照年、月、季三个时间尺度分析两种方法计算的适用性和精度。结果表明:VIC模型在年尺度上适用性好于P-M模型,但在夏季和秋季尺度上,P-M模型好于VIC模型,各模型在夏季蒸发计算上好于其他季节。研究成果对于喀什地区蒸发计算提供重要的方法参考。     

松嫩平原农业水资源优化管理模型

松嫩平原是我国重要的商品粮生产基地，水资源短缺和不合理利用严重制约着农业的可持续发展。研究中选择国家“九五”农业重点科技攻关吉林省大安试验作为研究区，针对农业发展状况和目标、次生盐碱化形成机理和水资源开发利用现状及其存在的问题等多种自然和人为条件，建立区域农业水资源优化管理模型，确定水资源最优利用方案，为农业发展规划提供理论依据和科学指导。同时，拟把此套模型技术推广和应用到整个松嫩平原地区，保证农业安全生产，促进生态环境稳定健康发展。     

水文资料在水土保持中的应用研究

本文简要分析了我国水文资料的基本特点及其在水土保持中的应用情况,并结合水文资料在水土保持中的研究实例,探讨了加强水文资料在水土保持中应用范围与价值,在新一轮的站网调整建设中应与水土保持监测站网建设结合起来,避免重复建设,加强水文站网功能,发挥现有水文站网作用。     

1986—2019年黑龙江省松嫩平原表层土壤有机碳变化及固碳潜力估算

土壤有机碳(SOC)是评价土壤肥力和固碳能力的重要指标。因此,研究土壤有机碳的变化,对准确评价区域土壤固碳潜力,实现土壤资源的可持续利用具有重要的意义。利用黑龙江省第二次土壤普查数据和2019年实测土壤数据,运用GIS空间分析方法,分析了1986—2019年黑龙江省松嫩平原表层(0~20 cm)土壤有机碳密度(SOCD)的时空变化特征,运用土壤类型法估算了土壤有机碳储量,运用平衡法估算了土壤固碳潜力。结果表明:30多年来表层SOCD平均减少1.06 kg/m²,SOCD减少的地区主要分布在黑龙江省松嫩平原中部和东南部地区;表层SOC储量减少约143.99 Tg,SOC储量减少较多的土壤类型是草甸土、黑钙土和黑土,三者减少量占总SOC储量减少量的84.55%;当前黑龙江省松嫩平原表层土壤固碳潜力为-2.08 Tg,其中暗棕壤、白浆土、黑土为正潜力,其余土壤类型为负潜力。建议通过增施有机化肥、秸秆还田、推广免耕少耕等方法措施,以提高松嫩平原土壤固碳潜力。     

银川平原主要水环境问题及其对策

基于野外调查、取样分析以及遥感影像等,介绍了银川平原水文地质条件及水资源利用概况,探讨了土壤盐渍化、湖泊湿地萎缩、地下水盐化、地下水超采以及土地荒漠化等水环境问题及其演化成因。结果表明：银川平原地下水主要接受渠系渗漏及灌溉入渗、大气降水入渗、平原周边地下侧向径流、洪水散失、黄河水等补给,地下水排泄方式主要是排水沟排泄、蒸发和人工开采等,大部分地区潜水埋深在3 m以内;地表水主要来源于黄河引水,水资源利用效率不高;土壤盐渍化总面积8.17×104hm2,呈逐年缩减的趋势,主要分布于银川平原北部,平原南部仅分布在邵岗东部、灵武东部秦渠和东干渠等;湖泊湿地总体呈逐渐减少趋势,主要分布在银川平原北部,永宁以北、平罗以南区域比较集中,滩涂沿黄河两岸分布;潜水总含盐量自西向东、自南向北不断增大;银川和石嘴山深层地下水超采严重,地下水降落漏斗面积已超过500 km2;沙漠化土地分布在银川平原的东西两侧;土壤盐渍化及地下水盐化主要由潜水位埋深过浅,蒸发强烈造成的。最后,提出了防治上述水环境问题的对策：进一步加强水资源管理以及地表水与地下水联合调配;提高农业水资源利用效率;完善田间工程配套,实现渠道防渗管道化;改进田间灌溉技术;严格污水排放,积极开展污水净化处理,实行污水资源化;加强对水土环境质量的系统监测。     

中国东北松嫩平原地下水水化学特征与演变规律

在全球气候变化和高强度人类活动的影响下,松嫩平原地下水环境日益恶化,已成为制约生态环境建设和经济社会发展的重要因素。选取具有典型代表意义的洮儿河流域作为研究区,对地下水进行系统取样分析,综合运用描述性统计、相关性分析、离子比例系数和Piper三角图示法,全面系统地研究地下水水化学的时空变异特征与演变规律,揭示了风化溶滤、蒸发浓缩、阳离子交换和人为混合是控制地下水质演变的主要水文化学过程,从而为流域乃至松嫩平原盐渍土区水资源可持续开发利用和管理提供科学依据。     

基于水土保持的流域生态环境需水研究

针对现有生态环境需水量的计算主要基于现状而导致其实用性不足的特点,提出了根据流域或区域对生态环境功能的需求来确定其生态建设规模并计算其生态环境需水量的思想。以位于黄土高原的安塞纸坊沟流域为例,针对该流域以水土流失为首要生态环境问题的特点,在已有的土壤侵蚀与土地利用结构关系研究的基础上,基于水土保持目标确定土地利用结构,进而计算出该流域的生态环境需水量,并对不同土地利用情景以及不同水土保持目标进行了对比分析。研究表明,综合考虑水土保持效益与生态环境用水代价,纸坊沟流域以允许土壤流失量1 000 t/(km²·a)为目标为宜,此时该流域生态环境需水量约为1.77×10⁶ m³,占该流域年降水总量的39.0%。通过与基于生态系统现状的计算结果相比较,说明提出的思想更为合理。     

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.     

三江平原土壤碳库时空变化和影响因素研究

基于东北三江平原土壤地球化学调查数据,估算了表层土壤有机碳密度和碳储量,与全国第二次土壤普查时的土壤有机碳密度进行对比研究,分析了研究区土壤碳库储量及变化的主要影响因素.结果 表明:研究区表层土壤碳以有机碳为主,不同土壤类型有机碳密度及总碳密度有明显差异,沼泽土、泥炭土相对区内其他土壤类型的有机碳密度高,平均在8 kg...     

嘉陵江流域水保治理前后沿程水沙变化研究

嘉陵江为长江上游重要支流,是长江三峡水库重要的洪水和泥沙来源地。20世纪50年代初至80年代末,多年平均径流量701亿m3,多年平均悬移质输沙量近1.4亿t;“长治”工程的实施,对控制流域水土流失起到了较为明显的积极作用。以流域内主要控制站大量的实测水文气象资料为依据,重点研究了全流域水保治理前后的水沙变化情况及规律。     

基于RS和GIS的松辽平原黑土流失研究

基于RS和GIS技术,利用1986年TM数据和2001年ETM数据,对松辽平原黑土分布现状与动态变化进行监测研究,分析了黑土流失特点及其时空分布规律,并引入冲沟线密度概念量化黑土流失趋势。结果表明：松辽平原典型黑土面积54 989.92 km^2,沿京哈铁路线呈弧形条带状展布;1986-2001年间,黑土区水土流失面积达3 765.21 km^2,减少速度为251.01 km^2/a,集中在河流两岸、较大建筑用地附近和与盐碱土接壤的地区;仅考虑冲沟的有效作用域,预计到2016年黑土面积平均会有1411.0 km^2/a转变为冲沟,黑土流失状况不容乐观。