三峡库区消落区土壤磷释放的环境影响因子

以三峡库区消落区万州段为试验基地,选取释磷能力较强的紫色冲积土,根据三峡水库消落带的"干湿交替"空间和时间特征,进行万州断面土壤磷释放的影响因子的实验室模拟试验和万州江面淹没的对照试验。研究发现,随着淹水时间的变化,各种形态的磷在前5~10d各形态磷变化有相当的差异,随后变化趋势趋于稳定。TP有降低的趋势,土壤磷有一定的释放。野外研究表明Olsen-P在淹水10周左右到达最大值,以后缓慢降低。淹水时土壤Olsen-P增加,干燥后降低。多次淹水时每次淹水后土壤的有效磷水平都略有增加,落干后相较上次落干后有效磷水平降低,最后一次淹水后相较与初始时Olsen-P水平低16.7%。随着淹水深度增加,土壤的Olsen-P水平在淹水时由淹水前20.53mg/kg提高到43.23mg/kg,增加110.6%。当上覆水磷浓度较低时(<2mg/L),磷吸附到达平衡的时间较短,约需要6周。当上覆水磷浓度较高(>2mg/L)时,磷吸附到达平衡的时间较长。微生物活动对淹水土壤的磷释放有一定影响,有微生物时磷的释放高于无微生物者0.048mg/L。种植植物的土壤在淹水后Olsen-P含量大于土壤直接淹没时的释放量,种植狗牙根(Cynodondactylon)和野地瓜藤(Ficustikoua)的土壤中Olsen-P分别较未种植物土壤释放量高出21.5%和12.7%。     

三峡库区消落区表层沉积物磷吸附特征

以三峡库区消落区表层沉积物为研究对象,通过对干湿交替沉积物中磷的赋存形式、吸附等温曲线的分析,揭示了干湿交替过程中沉积物磷的分布规律、吸附特征以及磷的源汇变化。结果表明:上覆水总磷变化呈现11月总磷<5月总磷<8月总磷。消落区覆水到出露沉积物最大磷吸附量、土壤最大缓冲能力在增加,磷零吸持平衡浓度、易解吸磷在降低,表明沉积物在夏季出露落干的过程中,固磷能力增强,释磷能力减弱;消落区土壤首次覆水过程中土壤磷呈现出由源到汇的转变。成库初期,覆水时沉积物主要表现为磷的积累,次年水库开闸放水排沙时,消落区表层富磷沉积物被冲刷排出。     

长江三峡水库区云阳县典型滑坡变形监测分析

采用2004年云阳县滑坡监测数据和降雨量资料,统计了滑坡与降雨的关系。并以杨柳磅滑坡、裂口山滑坡为例,对其深部位移、地表变形与降雨的关系进行了初步分析。云阳县位于三峡西段,为地质灾害多发区。该县每年5月进入雨季,降雨次数增多,降雨强度加大。2004年暴雨有9次,每次都使滑坡出现了异常。特别是6月和9月暴雨,造成了地表较大的宏观变形。变形出现最多的月份与暴雨出现频次最多的月份相一致。随着降雨强度加大,滑坡数明显增多。研究表明当降雨量大于10mm以上时,就有滑坡出现裂缝、错台及深部位移;当降雨量在50mm以上时,滑坡异常的情况增多,甚至出现土流;平缓的地层在暴雨后易形成极大的孔隙水压力而导致滑坡活动;同时,由于页岩、泥岩遇水后易泥化、软化,产生了顺层滑动;大暴雨后,丰富的地表水渗入地下,突然增大的地下水使结构松散的堆积体含水量增加、岩土强度指标降低,造成了局部变形。由于受地理环境等多方面因素的影响,滑坡体的规模与降雨强度大小没有明显的规律。根据宏观地质调查和钻探资料,裂口山滑坡、杨柳磅滑坡上部地层有超过15m厚的粉质粘土夹块石,下部地层有碎裂砂岩和泥岩。在降雨较大的情况下,水通过裂隙进入,使泥岩、粘土层变软,容易失稳。     

三峡水库区巴东县文家滑坡特征及其防治对策

三峡水库区地质条件复杂,是我国地质灾害的多发区及重灾区.文家滑坡位于巴东县内龙船河国家旅游区入口处,神龙溪大桥南侧.论文在研究了三峡水库区文家滑坡的工程地质条件及滑坡体基本特征的基础上,介绍了该滑坡的结构及变形特征.从滑坡形成条件、诱发变形因素两方面分析了滑坡形成的原因及诱发滑体失稳的主要因素,并结合工程实际境况,对滑坡治理进行初步研究,提出了一些可行的防治措施和建议,为三峡地区相同类型的滑坡的治理提供借鉴.     

南平市区防洪特征水位及分析方法

阐述了南平市区洪水特性、灾害及防洪工程状况,分析了防洪特征水位的比选方案及水位流量关系曲线,对各比选方案的洪水要素、河道断面流速、洪水频率、洪水地区组成、河道水面线等进行分析计算,为警戒水位、危险水位的确定提供科学依据.     

近60a来洞庭湖水位演变特征及其影响因素

基于1956-2015年洞庭湖主要控制站实测水文数据,运用Mann-Kendall检验法、主成分分析法对比分析了近60 a来洞庭湖东、南、西三个湖区水位演变特征及其影响因素。结果表明：从调弦口堵口至葛洲坝截流后,南咀和城陵矶站同流量下水位均升高,但南咀站平均水位受三口分流能力减弱而下降（0.03 m）,城陵矶站平均水位受湖盆泥沙淤积和长江干流顶托作用而上升（1.33 m）;三峡水库运行后,湖盆冲淤基本持平,湖泊同流量下水位基本不变,由于该时段长江流域整体为相对枯水期,因而与葛洲坝截流后相比湖泊年平均水位下降约0.31~0.58 m。近60 a来南咀站平均水位呈显著下降趋势（p<0.05）,而城陵矶站水位呈显著上升趋势（p<0.01）,说明湖泊水位影响因素作用存在空间异质性。洞庭湖年内水位存在涨（4-5月）~丰（6-9月）~退（10-11月）~枯（12月-次年3月）的变化特征,葛洲坝运行期丰水期水位上涨明显,三峡运行期各月水位均有下降,受水库调度方式影响7-10月水位降幅最大。洞庭湖流域降水量、四水入湖和出湖径流大小以及长江干流水情是洞庭湖水位变化的主要影响因素,三口来沙变异条件下的洞庭湖冲淤量变化是湖泊水位变化的次要因素。     

某金矿区农田土壤镉污染及其环境效应

镉是环境中危险的毒重元素,金属矿区往往存在较严重的镉污染.为了查明小秦岭金矿区金矿开发活动对农田土壤镉的累积影响,以及农作物和人体健康的效应程度,较为系统地采集了农田土壤、小麦玉米、主要蔬菜和人发样品,采用国家标准和邻区对照值的方法,结果表明金矿区选矿尾矿渣是矿区水土环境镉污染的主要来源.土壤镉含量超过了国家土壤环境质量二级标准倍数的范围为0～44.6,样本超标率6.77％,土壤镉含量超标的面积21.8 km2,占金矿区土壤面积的7.8％;高于对照区土壤镉含量的土壤面积约138 km2,占研究区总面积的49.46％.金矿区30.7％的小麦籽粒样本中镉含量超过国家倍数1.2～3.2,小麦中镉的富集程度明显高于对照区.叶菜中,镉超标率77.7％.萝卜叶、西红柿、萝卜中镉含量均高出对照区.农作物中镉含量与土壤中镉含量呈现较好的正相关关系.大气、土壤及地下水交叉污染的较严重的某村住,不同年龄及性别人群人群发镉均值是对照区的1.91～6.09倍,2009年发镉含量是2005年的4.35倍,人群健康受到了严重威胁.     

三峡库区澎溪河消落带土壤中重金属形态分布与迁移特征研究

消落带是水域与陆地的过渡地带,对水环境有着至关重要的影响。本文以三峡库区消落带面积最大的澎溪河流域作为研究区域,采集消落带土壤及其沿岸土壤样品,分析重金属形态分布特征,并使用地质累积指数法和风险评价准则(RAC)对重金属污染程度及生态风险进行评价。研究表明,消落带土壤中Pb、Cu、Cr、Cd、Zn和Ni平均含量分别为68.70、36.96、55.10、0.68、108.26、31.68 mg/kg,污染程度依次为CdPbZnCuNiCr,以Cd和Pb污染较为突出,普遍高于长江干流土壤,远高于重庆地区土壤。Cd的RAC值为20.62%,呈中等环境风险;其形态稳定性最差,以可还原态和酸提取态为主。Pb、Cu、Cr、Zn、Ni的RAC值为5.45%~10.0%,环境风险较低;且均以残渣态为主,占总量的54.69%~83.05%。以消落带沿岸土壤为对照,消落带形成后土壤中各重金属总量均有不同程度升高,且不同重金属在其增量部分的形态存在差异,Cr和Ni的增量部分以残渣态为主,Cd、Pb、Zn的增量以非残渣态为主。研究发现,由于受到水域与陆地污染源的双重影响,澎溪河流域重金属具有由沿岸向消落带沉积富集的趋势。     

桂林典型岩溶区土壤CO2通量及其δ13CCO2季节性特征

通过选用静态暗箱/气相色谱法,探讨桂林毛村典型岩溶区土壤CO2通量及其δ13C CO2的季节性演变规律,旨在揭示野外条件下土壤CO2及其δ13CCO2对环境因子变化的影响机制。同时野外原位监测大气温度、压强、土壤温度等环境参数来明确环境因子对土壤CO2的影响过程。结果表明:岩溶区土壤CO2通量及其δ13C CO2在季节时间尺度上呈现出相似的季节性变化规律,夏季土壤CO2通量较高,土壤δ13C CO2偏轻,且土壤CO2通量与土壤温度呈显著正相关关系。此外,夏季10 cm处土壤CO2通量明显高于0 cm,且该处δ13C CO2也偏轻于0 cm;冬季10 cm处土壤CO2通量与0 cm相差并不明显,而该处δ13C CO2却仍是偏轻于0 cm。在日时间尺度上10 cm土壤δ13C CO2明显偏轻于0 cm。      

三峡库区云阳消落带土壤重金属形态及其在植物中的富集和转移

三峡大坝建成蓄水以来,其夏涨秋消的调度方式使得每年5-10月份在海拔145～175 m范围内形成291.1 km2的消落带.本文通过分析云阳消落带土壤重金属含量及其形态和重金属在消落带植物体根、茎、叶的分布,以及植物对重金属的生物富集和转移系数,来研究消落带重金属污染情况及重金属在土壤-植被的富集和转移规律.研究结果表明,云阳消落带存在较为严重的Cd污染,单因子污染指数为5.02,内梅罗综合污染指数为3.637;Cd和Cr主要是生物毒性不强残渣态;Cu形态主要是金属可交换态和碳酸盐结合态,生物毒性比较强;Mn的形态主要是铁锰结合态;Pb的形态分配比例均匀,生物毒性较弱.可交换态与转移系数极显著正相关,相关系数为0.981;有机及硫化物结合态与富集系数显著正相关,相关系数为0.905;铁锰结合态、碳酸盐结合态和残渣晶格结合态对富集和转移系数贡献都不大.三峡库区消落带重金属在植物体内的富集、转移主要由土壤中重金属可交换态和有机及硫化物结合态的性质决定.     

三峡库区秭归县膨胀土研究

秭归县膨胀土是继在三峡库区巫山县、奉节县和兴山县发现膨胀土之后发现的又一处膨胀土,从而揭示了三峡库区膨胀土的地域性。秭归县膨胀土与三峡其他地方的膨胀土一样发育于特殊的地质环境内,具有坡洪积成因和较均一土体结构。土的膨胀性主要取决于其中的蒙脱石,测试表明有效蒙脱石含量达18.67%,以中等混层比的伊利石/蒙脱石(I/S)混层矿物形式存在。土具有高塑限、高液限和低抗剪强度。判别表明,它达到了国内外膨胀土标准和界限。     

三峡库区消落带溶蚀岩体劣化指标研究

三峡库区水位消落带岩体劣化松动使得部分岸坡加速朝不稳定方向演化,给溶蚀岩体岸坡带来了工程灾变效应问题.本文提出了利用高程175 m附近区域的岩体替代未受蓄水影响的岩体的"比拟法",统计分析岩体劣化情况.定义、改进和统计了岩体劣化变量Det、岩体体积节理数增量△Jv和地质强度指标变化值ΔGSI.通过对库区10个典型溶蚀岩...     

Centrifugal model test on a riverine landslide in the Three Gorges Reservoir induced by rainfall and water level fluctuation

Frequent soil landslide events are recorded in the Three Gorges Reservoir area, China, making it necessary to investigate the failure mode of such riverside landslides. Geotechnical centrifugal test is considered to be the most realistic laboratory model, which can reconstruct the required geo-stress. In this study, the Liangshuijing landslide in the Three Gorgers Reservoir area is selected for a scaled centrifugal model experiment, and a water pump system is employed to retain the rainfall condition. Using the techniques of digital photography and pore water pressure transducers, water level fluctuation is controlled, and multi-physical data are thus obtained, including the pore water pressure, earth pressure, surface displacement and deep displacement. The analysis results indicate that: Three stages were set in the test (waterflooding stage, rainfall stage and drainage stage). Seven transverse cracks with wide of 1–5 mm appeared during the model test, of which 3 cracks at the toe landslide were caused by reservoir water fluctuation, and the cracks at the middle and rear part were caused by rainfall. During rainfall process, the maximum displacement of landslide model reaches 3 cm. And the maximum deformation of the model exceeds 12 cm at the drainage stage. The failure process of the slope model can be divided into four stages: microcracks appearance and propagation stage, thrust-type failure stage, retrogressive failure stage, and holistic failure stage. When the thrust-type zone caused by rainfall was connected or even overlapped with the retrogressive failure zone caused by the drainage, the landslide would start, which displayed a typical composite failure pattern. The failure mode and deformation mechanism under the coupling actions of water level fluctuation and rainfall are revealed in the model test, which could appropriately guide for the analysis and evaluation of riverside landslides.     

三峡库区滑带土抗剪强度参数的统计规律研究

收集和整理了近年来三峡库区地质灾害防治工程中近400处滑坡的勘察资料,采用地质分析和工程地质类比法,指出三峡库区内存在5类易滑地层。运用K-S有限比较法,对3 308组抗剪强度参数试验数据分类进行了拟合优度检验,发现5类易滑地层中滑坡滑带土的c、? 值一般均能接受正态和对数正态分布,但c值与? 值相比,最优分布服从对数正态分布者更多,而服从正态分布者更少。针对区内滑带土普遍含有碎石的显著特点,对? 值与碎石含量的相关关系进行了线性回归分析发现滑带土? 值与含石量呈现良好的正相关关系。     

三峡水库动态汛限水位洪水调度风险指标及综合评价模型研究

汛限水位是综合利用水库运行和调度的重要参数之一,也是协调防洪和兴利矛盾的焦点所在。现行的汛限水位过多地考虑了小概率洪水事件,不能充分挖掘水库汛期的兴利效益,因此,采用动态汛限水位进行调度,对综合利用水库的运行具有重要的理论意义和实用价值。根据三峡水库围堰发电期的调度规程,建立预报预泄调度模型,采用宜昌站1882-2001年汛期实测日流量资料,实现了考虑预报信息的动态汛限水位洪水调度模拟;提出了多目标风险指标体系;计算了9种动态汛限水位方案下的风险指标值,通过综合评价模型对各方案进行比较和优选,得到了相对合理的动态汛限水位方案。     

三峡水库汛期泥沙淤积对坝前水位的滞后响应

河床演变中普遍存在着滞后现象,而以往的三峡水库泥沙研究对滞后现象鲜有考虑。为深入认识三峡水库运行带来的泥沙淤积特征,建立了考虑上游来沙和坝前水位双重影响的泥沙淤积滞后响应模型。基于2003—2017年实测水沙资料,分析了三峡入库水沙特性及汛期泥沙淤积特点,利用滞后响应模型探究了汛期泥沙淤积的滞后规律。结果表明:2003—2012年入库水沙呈现“大水带大沙,少水带少沙”的特点,汛期淤积随坝前水位抬升而增加;2013—2017年入库水沙关系的一致性发生变化,受上游梯级库群拦沙影响,汛期淤积减缓。三峡水库汛期累计淤积与5年线性叠加坝前水位之间有较好的相关关系,汛期淤积不仅与当年来沙和坝前水位运行有关,也与前4年的来沙和坝前水位调度有关。     

三峡水库碳酸盐岩区岩溶作用与斜坡破坏

三峡库区175 m蓄水以来,巫峡段碳酸盐类岩溶岸坡在周期性水位变动下岩体劣化强烈,新生或加速形成了大量地质灾害。为探讨在周期性水位变动下碳酸盐岩类岸坡的强度弱化规律,文章从岩石(体)物理结构、化学性质、力学性质等方面开展研究,通过在巫峡最具代表性的6处库岸段开展原位岩体回弹强度测试、原位点荷载试验以及室内干湿循环试验、岩石矿物成分分析、岩石表观裂隙扫描等试验,获取水位变动条件下碳酸盐类岩石(体)的强度弱化数据。原位岩体回弹强度测试结果表明,原位岩体单一年度的强度弱化率为0.3%~25.9%,岩体强度弱化主要沿结构面产生;室内干湿循环试验结果表明,在50次干湿循环后,岩石强度弱化率为16.4%~23.9%,变形模量弱化率为17.1%~24.9%;岩石矿物成分分析结果表明,在100次循环后,CaO的溶失量为0.5%~5.6%;岩石表观裂隙扫描结果表明,岩块表面裂纹发育位置发生了水蚀痕迹加重、溶孔变大、裂纹延伸等变形现象。基于干湿循环试验数据,建立岩石强度弱化函数,推导出各点位上的指数函数弱化计算模型。该计算模型可用来预测岩石强度、变形模量与水位循环次数间的数值关系。最后以曲子滩危岩“溃屈”式破坏计算为例,探讨了岩体强度弱化后的灾变效应。研究提出的工作方法和通过试验所得到的数据可为三峡库区岸坡劣化带的防治提供数据和技术支撑。