泥石流源区弱固结砾石土的渗透规律

泥石流源区砾石土的渗透过程是泥石流形成全过程中不可缺少的一个子过程，该研究对泥石流形成规律的认识和对泥石流汇流计算具有重要的意义。为此，笔者与日本学者一道选择蒋家沟支沟——大凹子沟的弱固结坡积物坡面做径流产流实验，实验区面积4000cm^2，实验用可控的头降雨，通过接收和量取超渗产流的量，判断土体是否达到稳定下渗，得出初始下渗率为0．55mm／min，参数口为0．56。通过下渗率与时间关系的曲线描述．建立泥石流源区砾石土的渗透方程，该方程可用物分析泥石流源区激发雨量过程的渗透规律，同时揭示泥石流源区产流过程地表径流的形成机理及其与流体能产生及流量的关系。通过大凹子沟1994-06-15-16日的降雨资料可计算出超渗产流为0．415mm／min．其总流量占泥石流总流量的17．8％。     

泥石流多发区蒋家沟流域的下渗与产流特点

在云南东川蒋家沟泥石流源区多个典型点,进行野外下渗试验得出蒋家沟流域宽级配土的下渗特征。试验发现:1.下渗曲线皆较好满足霍顿下渗公式;2.下渗率比较大,主要土壤红黄壤的各种土地利用类型的稳定下渗率都在0.08 mm/s以上;3.不同土壤类型的稳定下渗率按大小排序依次为:砾石土>红黄壤>燥红土,红黄壤的各种土地利用类型的稳定下渗率按大小排序依次为:耕地>林地>灌木丛>裸地(滑坡后壁)>草地。蒋家沟流域宽级配土决定了降雨时壤中流产流占有很大比例,在径流场进行人工降雨,采集前期土壤水、壤中流和降雨样品,通过测试其中的稳定同位素浓度,利用同位素分割径流的原理,发现前期土壤水在壤中流产流中起着不可忽略的作用。降雨时,大量雨水下渗入土体,使孔隙水压力增加,前期土壤水位于湿润峰的前端,因此壤中流产流初期,前期土壤水占有很大的比例,达到86.46%,随着降雨时间的持续,雨水逐渐取代前期土壤水的作用,导致产流中本次降雨的比例逐渐升高,试验结束时达到85.63%。可以推断,短历时暴雨时,降雨强度大于下渗率,该流域以超渗产流为主,易发生坡面泥石流;长时间小强度降雨时,该流域以蓄满产流为主,壤中流占有很大比例,本次降雨是泥石流暴发的诱发因素,但不一定是水量的主要供给源。     

粘性泥石流应力应变特征的初步试验研究

采用自己最新研制的泥石流流变仪，测试自然界活泥石流体的样品，发现粘性泥石流体在低速率受剪时具有应力过冲和剪切稀化等特征。这些特征的讨论和认识，为进一步深化泥石流模型理论研究奠定了基础。     

云南蒋家沟古泥石流特征

蒋家沟流域在小江大断裂东侧的隆起地段,这一区域构造活动强烈。自第四纪以来,受到内、外动力地质作用的共同影响,蒋家沟在河流沉积及泥石流堆积作用下形成了阶梯状台地。实地考察蒋家沟各支沟残留台地的沉积构造、新鲜坡面的古泥石流活动记录,根据泥石流堆积物的沉积特征,初步划分泥石流类型。再结合现有的泥石流容重计算方法和各泥石流台地泥石流堆积物的颗粒分析实验结果,可计算出蒋家沟不同泥石流活跃期泥石流的天然容重,还原了蒋家沟第四纪以来不同时期泥石流活动特征。最后讨论了泥石流在不同时期发生变化的原因。     

蒋家沟高含沙水流泥沙特性与泥石流滩地的改良

蒋家沟流水含沙量极为丰富,浑水期含沙量为23 1～335 1kg/m3。含沙水流泥沙颗粒主要集中在<0 02mm范围内,含量为73 07%～86 58%;微团聚体主要分布在0 02～0 002mm,含量为54 13%～80 08%;泥沙养分除全钾极丰富外,其它养分含量处于缺乏或极缺乏状态。含沙水流泥沙对滩地土壤物理结构、剖面结构、微团聚体数量及组成比例改善作用显著,但对土壤养分改良效果较差。在引浑停淤改良滩地的同时,应增施有机肥,实施配方施肥,改良耕作措施,防止滩地土壤出现板结、瘦地等不良现象。     

蒋家沟泥石流输沙年际变化及其灾变预测

根据云南东川蒋家沟泥石流年输沙量的时序资料,分析了蒋家沟泥石流输沙的年际变化特征,发现历年输沙量变动幅度大,波动明显且年际变化频繁,用灰色系统理论的灾变预测方法,建立泥石流年输沙量的等维新息灾变预测模型,能够对未来可能出现的灾变年份进行较好的预测。在前期研究基础上,补充最新观测资料,建立了新的灾变时间序列和相应的等维新息灾变预测模型,使蒋家沟泥石流的年输沙量灾变预测得以连续进行,并对预测结果进行了检验,效果较为理想。     

滇中不同植被恢复策略下土壤入渗性能及其影响因素

对按树林、荒坡灌草丛、云南松林、针阔混交林、次生常绿阔叶林5种不同植物群落恢复措施下,土壤入渗性及其相关影响因子进行研究,结果表明:土壤的饱和导水率在不同植物群落中的大小顺序为:次生常绿阔叶林＞针阔混交林和荒坡灌草丛＞云南松林＞桉树林,其值分别为0.64、0.52、0.52、0.20、0.14 mm/min;到达稳渗率的时间为云南松林和桉树林高于其他植被类型,土壤入渗过程符合Horton入渗模型.在不同的植物群落恢复下,随群落结构复杂程度的升高,土壤容重下降,总孔隙度及有机质含量递增;土壤入渗与土壤容重成负相关关系,与总孔隙度及有机质含量成正相关关系.在滇中地区以植物群落结构恢复为主要手段而间接的改善土壤性质,进而改变土壤入渗的影响因子,这样才能达到水源涵养的生态效应.     

湖南津市黄牯山第四纪泥砾混杂堆积成因探讨

湖南省津市黄牯山发育一套泥砾混杂堆积,前人曾认为属冰川成因。近年笔者对该套堆积的沉积层序、结构组成、横向变化、砾石组构与表面特征等作了详细考察,发现堆积中下细上粗的层序特征,砾石扁平面的优选定向,沿层理经差异风化和磨蚀所形成的假"冰川擦痕",由壳状裂口经磨蚀、圆化所形成的凹面石,沉积体短距离内的相变,以及周边仅有低矮丘陵的地貌背景等,表明泥砾混杂堆积为泥石流产物,而不是冰川成因。     

蒋家沟流域土壤湿度变化模拟

土壤水分状况是形成泥石流的关键性水文因素之一,了解土壤水分的变化状况,对于泥石流的形成机理以及预报预测研究都有重要的科学意义。以云南东川蒋家沟为研究对象,基于水分的物理循环过程并与分布式水文分布模型TOPMODEL相结合,建立起土壤湿度逐日变化模拟模型。从蒋家沟流域2001年的模拟结果来看,基本上能够反映出观测点的表层土壤湿度的取值范围及其基本变化趋势,所构造的模型能够比较好地模拟出流域内土壤湿度逐日变化情况。     

从蒋家沟泥石流阵流看泥石流堆积

野外观测和实验证明，泥石流的堆积是经过无数随机的“元堆积”叠加形成的。“元堆积”保留了泥石流的活动特征。根据云南东川蒋家沟泥石流阵流资料和阵流的数值模拟，发现堆积厚度与阵流的深度和速度，在统计上是一致的，说明了堆积与运动之间的系统性联系。这种联系为泥石流活动的系统性和泥石流灾害的评估提供了新的线索。     

云南元谋干热河谷造林区植被生长与土壤渗透性的关系

通过云南元谋干热河谷造林区林分生物量及生产力指标与双环入渗试验的土壤入渗性能指标的相关分析，发现乔木生长与土壤渗透性具有显著正相关关系(P＜0.01)，地表枯枝落叶量与土壤渗透性的相关关系也较密切(P＜0.05)，而灌草生长与土壤渗透性无显著相关。研究指出，改善土壤入渗性能的措施，如沿等高线开深沟种植、禁止放牧践踏、保护地表枯枝落叶等均对林木生长有积极的影响。     

中国沙漠(地)深层渗漏量及动态特征

土壤水分深层渗漏是沙区水循环的重要环节,深层渗漏的定量测定对沙区水资源评估及水量平衡研究具有重要意义。本文采用YWB-01型土壤深层水量渗漏测试记录仪对中国毛乌素沙地等六大沙漠(地)降雨入渗到深层土壤的渗漏水量进行实时动态监测。结果表明:流动沙丘降雨渗漏补给量存在明显的时空差异,与降雨时空变化特征具有相对一致性,降雨格局是影响深层渗漏过程的主要因素,随降雨增大渗漏补给量增加,半干旱区降雨量与渗漏量显著正相关(p<0.05),干旱区相关性不显著(p>0.05);观测期内正镶白旗、伊金霍洛旗、阜康流动沙丘土壤200 cm以下渗漏量为48.5、146.8、1.0 mm,分别占同期降雨的21.4%、33.3%、1.3%;乌审旗、磴口150 cm以下渗漏量为1009.6、52.6mm,分别占同期降雨的55.7%、12.7%。不同气候区固定沙丘渗漏量基本没有差异,降雨格局不是影响水分深层渗漏的主导因素,而植被覆盖的影响占主要作用,且沙丘植被盖度>45%时深层渗漏量不超过同期降雨的2.0%。中国沙区深层土壤水分补给主要来自于强降雨或高频次小降雨事件,特别是干旱区降水少、频次低,其深层土壤水分补给更加依赖于强降水。