东北黑土区坡耕地土壤侵蚀对影响因素响应的定量分析

东北黑土区坡地耕作方式多样,侵蚀过程复杂,形成了强烈的水土流失,须加强土壤侵蚀影响因子对产流产沙影响的定量化研究.本文利用2013-2017年东北典型黑土区海伦市光荣小流域不同处理方式的坡耕地径流小区监测数据,采用K均值聚类法和通径分析法,系统研究了不同降雨类型事件中坡耕地产流产沙对影响因素的响应.研究结果发现,研究区以中等历时、中等雨强、中等雨量的降雨(RⅢ)为主,其次是长历时、中等雨量的变雨强类型降雨(RⅡ),长历时、大雨量、大雨强的大暴雨(RⅠ)极少发生.横坡垄作对RⅢ的水土保持防护效益明显优于RⅡ.在免耕、少耕、顺坡垄作和裸坡小区,RⅡ和RⅢ的平均次降雨径流深相差较小,但RⅢ的土壤流失量明显高于RⅡ,RⅢ是研究区土壤流失的主要贡献者.降雨量和降雨侵蚀力分别在RⅢ和RⅡ中对产流具有较大影响.水土保持措施通过直接和间接影响径流深的作用进而控制土壤流失量.作物经营管理对土壤流失量的影响以间接效应为主.本文研究结果表明不同处理小区的径流深和土壤流失量均具有显著差异,实施水土保持措施能明显减少产流产沙.单纯从防治水土流失的角度考虑,横坡垄作是该区最为适宜的水土保持措施,其次是免耕,不推荐少耕措施.     

陇中黄土高原丘陵沟壑区不同植被恢复模式下次降雨产流产沙特征

基于甘肃省清水县汤峪河径流小区2015—2017年的观测数据,研究不同植被恢复模式条件下坡面次降雨入渗、产流产沙特征。结果表明：不同植被恢复模式条件下的土壤入渗量与降雨强度呈二次函数关系,存在入渗量达到最大值的临界降雨强度。入渗速率与降雨历时可以用幂函数关系表达,符合考斯恰可夫入渗模型。不同植被恢复模式条件下的产流率在0.003 3~0.003 6 mm·min^-1之间,相对裸地的减流率为54%~58%。产流率与降雨强度之间呈二次函数关系（R²>0.88）,产流率的主要影响因素是降雨强度。径流含沙量平均值乔灌混合区（3.13 g·L^-1）>灌木林（2.95 g·L^-1）>乔木林（2.79 g·L^-1）>草地（2.58 g·L^-1）,径流含沙量与降雨强度呈线性递增函数关系。裸地的产沙量显著高于各植被小区（P<0.05）,是各植被小区的43~57倍,各植被小区的减沙率在93%~94%之间,减沙效益高于其减流效益。各植被坡面土壤流失量与降雨侵蚀力呈线性递增函数关系;产流率与侵蚀产沙率之间呈极显著正相关关系（P<0.01）,二者间可采用二次函数关系表达。本研究成果可为黄土高原丘陵沟壑区水土保持优化配置提供理论依据。     

紫色土坡面降雨侵蚀试验研究

坡面水蚀的主要侵蚀动力来自降雨及其产生的地表径流,将坡面水蚀过程分为降雨侵蚀和径流侵蚀,可以从侵蚀动力、侵蚀特征差异与侵蚀规律等方面研究坡面水蚀过程与机理。应用人工模拟降雨及微小区测定技术,以大田紫色土为研究对象,模拟和测定不同雨强与不同坡度条件下降雨侵蚀过程和侵蚀量,揭示以降雨为主要动力的土壤降雨侵蚀特征和规律。研究结果表明：(1)小雨强(＜67．26 mm/h)下,紫色土坡面降雨侵蚀率具有稳定性,随着降雨历时的增加变化微小；大雨强(106．57 mm/h)下,降雨侵蚀率随降雨历时增加呈上下波动；(2)紫色土降雨侵蚀率与降雨强度呈线性相关,随降雨强度增加而直线增加；(3)降雨侵蚀率与坡度符合二次抛物线关系,随坡度的增加出现临界坡度,且临界坡度随雨强的变化而改变。在中小雨强(18．06～67．26 mm/h)条件下,临界坡度SK的变化范围在17°～19°。在大雨强条件下,临界坡度有逐渐增大的趋势；(4)当坡度与雨强共同影响产沙效应时,坡度对降雨侵蚀的影响较小,雨强能掩盖坡度对产沙的贡献。     

燕山土石山区降雨和下垫面条件对坡面侵蚀产沙的影响

为了揭示燕山土石山区水土流失规律,基于坡面径流小区定位观测资料,对坡面尺度一定降雨和下垫面条件下土壤侵蚀产沙状况进行了分析,拟为区域水土流失防治提供参考。研究结果表明:平均降雨强度和产流降雨量是引起坡面土壤侵蚀的主要因素,降雨历时和坡面土壤侵蚀产沙量之间的相关性不明显;坡面径流小区的土壤侵蚀模数随着坡度的增加呈指数增大趋势,当坡度超过20.42°后坡面土壤侵蚀模数呈快速增加趋势;坡面径流小区的侵蚀模数随着坡长的增加呈先增大后减小的趋势,在坡长为22.26 m处达到最大值,说明该区域坡面侵蚀可能存在临界坡长,在22 m左右;坡面土壤侵蚀模数随着植被覆盖度的增加呈减小趋势,但是覆盖度为60%的草地和覆盖度为90%的草地的侵蚀模数差别不大,说明水土流失治理中存在着临界植被覆盖度;梯田、鱼鳞坑、水平阶等整地工程由于改变了下垫面条件,能够有效蓄水拦沙,减弱坡面土壤侵蚀。     

坡长对坡耕地侵蚀产沙过程的影响

模拟降雨试验结果揭示出随着坡长增加,径流与侵蚀产沙量越大。当坡长小于１５ｍ时,累积侵蚀模数与降雨历时关系明显呈线性,其斜率随坡长增加而渐陡,当坡长大于１５ｍ时,累积侵蚀模数与降雨历时明显是非线性关系;坡长是导致细沟侵蚀的重要因素。细沟发育时,其侵蚀产沙量大约是坡面或细沟间的２－５倍;当细沟趋于稳定时,与无细沟发育的坡面水流含沙量值类似。在４０ｍ坡长小区,其单位时间侵蚀模数与２５ｍ坡长小区无明显差异,水流含沙量并无明显增加,显示出当坡长大于临界坡长时的变化过程规律。利用等高植物篱或等高地梗减少坡长有效值,可以大大降低单位面积上的土壤流失量。     

东北地区融雪期径流及产沙特征分析

严重的水土流失已威胁到东北地区的土地资源,融雪径流及其造成的侵蚀作为该地区水土流失的重要组成部分,但相关研究较少。本文利用全区93个气象站降水资料,分析了东北地区降雪与积雪的基本特征。利用27个典型流域水文站径流泥沙资料,分析了融雪期内径流与产沙特征。结果表明:东北各地雪期长度为5~8个月,自南向北逐渐延长。年降雪量占年降水总量的比例多在7~25％,由此形成的融雪期径流深占全年径流深比例达13.3~24.9％,融雪期输沙模数占全年输沙模数比例达5.8~27.7％。融雪期流域输沙模数受地貌影响十分显著:丘陵漫岗区降雪量和径流深均低于山区,但输沙模数平均为山区的2.9倍。融雪输沙模数与流域面积有十分显著的幂函数递减关系。为揭示融雪侵蚀影响因素及其作用机理,今后应加强融雪期内流域侵蚀及产沙监测。     

砒砂岩地区降雨与植被耦合关系对侵蚀产沙的影响

研究降雨--植被耦合关系对侵蚀产沙的影响,为侵蚀治理提供数据支持.基于TRMM降雨数据和MODIS 250 m NDVI,分析降雨和植被的年内分布模式和匹配关系,并构建降雨--植被耦合指数RV,用于反映侵蚀产沙状况.进一步利用年降雨量,NDVI以及其分布参数(峰度系数和偏斜度)与输沙量进行相关分析和多元回归分析.结果显示:降雨的集中,偏斜程度和波动性要比植被更为明显;RV与实际输沙量的相关系数为0.84,可以很好地反映侵蚀产沙的相对大小;年输沙量与降雨的分布参数相关性最高,达到0.94和0.87,对提高回归模型的拟合程度影响也最大;考虑降雨量,NDVI及其分布参数的模型的拟合程度最好,R_a²达到0.9232.因此,降雨与植被的年内匹配模式对侵蚀产沙具有重要影响.     

沙层特性对沙盖黄土坡面产流产沙变化贡献的定量分析

沙盖黄土坡面产流产沙方式独特,侵蚀过程复杂,量化降雨过程中该类坡面产流产沙变化影响因素贡献的大小对揭示其侵蚀机理具有重要的意义。基于室内模拟降雨试验,定量分析沙层厚度（2 cm、5 cm和10 cm）和粒径组成（100%粒径≤ 0.25 mm、75%粒径≤ 0.25 mm +25%粒径> 0.25 mm、50%粒径≤ 0.25 mm+50%粒径> 0.25 mm、未处理原沙和100%粒径> 0.25 mm）在降雨过程中对产流产沙变化的影响和贡献。结果显示：沙层厚度增加能明显延长产流时间,减少总产流量,增加总产沙量,增大降雨过程中产流产沙的变异性;随沙层粒径组成变粗,初始产流时间和产沙量无明显变化规律,产流量有增大趋势。沙层厚度、粒径组成及二者交互作用对初始产流时间变化的贡献率分别为68.03%、15.77%和3.85%。沙层厚度对降雨不同时段15 min产流量和不同历时总产流量的贡献率分别在23.89%~52.22%和41.10%~48.94%之间,对相应产沙的贡献率分别在29.19%~62.01%和13.53%~30.31%之间。整体上沙层粒径组成变化对产流产沙量变化的贡献率小于沙层厚度,且无明显规律。沙层厚度和粒径组成交互作用对产流量和降雨中前期产沙量的影响显著（p < 0.05）,其对产流产沙变化的贡献率分别在13.12%~26.62%和3.22%~43.12%之间,不同降雨时段变化明显。研究结果说明,沙层厚度决定沙盖黄土坡面产流产沙过程,其和沙层粒径组成对产流产沙的影响和贡献随坡面沙层的侵蚀演化而动态变化,且二者的交互作用也不容忽视。     

DCCA在黄土高原流域径流环境解释中的应用

以黄土高原腹地泾河流域12个水文特征指标为“物种”,选取对流域径流有影响的9个环境因子,采用DCCA排序方法定量分析河流径流特征沿环境因子梯度的演变规律。结果表明:(1)DCCA排序的前3轴分别与退化草地比率、降水量、降水强度、植被指数、平均坡度显著相关;(2)河流径流特征沿环境梯度可明显分为输沙量极大的北部黄土丘陵区;平均含沙量极高的中北部黄土沟壑区;径流量大、输沙量小的山地-沟壑过渡区;侵蚀模数极高、径流年内变化极大的中部黄土残塬区;产流量大、年含沙量极低的南部山地区。     

降雨作用下红土型坡面径流特性与土壤侵蚀的关系研究

针对云南红土型坡面和一定的雨强、坡度,运用人工模拟降雨水槽模型试验、土工试验及相关理论分析相结合的研究方法,揭示降雨作用下云南红土型坡面径流的水动力学特性及红土干密度、坡面侵蚀模数与坡面径流剪切力之间的关系。结果表明:(1)坡面径流平均流速随坡面径流历时呈先逐渐增大后趋于稳定的变化趋势,且坡面径流的平均流速随红土干密度的增大而显著增加。坡面径流平均流速与单宽流量呈幂函数关系(R~2=0.996)。(2)坡面径流平均水深随径流历时也呈先上升而后趋于稳定的变化过程,且干密度越大,平均径流水深也越大,平均径流水深与单宽流量也呈幂函数关系(R~2=0.996)。(3)在试验条件下,坡面径流流态属层流急流流态。(4)在试验条件和干密度一定的条件下,坡面侵蚀模数随径流剪切力的增大而增大,二者之间呈线性关系,当干密度为1.0,1.1,1.2,1.3,1.4 g/cm~3时,R~2最小为0.816,最大为0.945;坡面红土的临界剪切力分别为0.482,0.510,0.556,0.586,0.656 Pa。坡面径流特性受多种因素的联合作用,坡面侵蚀模数及红土临界剪切力与坡面径流特性和土壤自身特性密切相关。     

基于斜坡单元和公路功能的滑坡风险评价

为了实现公路滑坡风险评价,以公路为承灾对象进行危险性评价,以滑坡对公路功能的影响为对象进行易损性评价.以斜坡为研究单元,沿公路两侧划分出549个斜坡单元,从斜坡发生滑坡的可能性和滑坡发生对公路造成危害的可能性两个方面建立公路滑坡危险性评价指标体系,对每个斜坡单元危险度进行计算.从公路功能角度出发,主要考虑公路对区域经贸往来的纽带作用和车辆通行能力,选择经济密度、道路修复时间、公路绕行能力三个因素建立公路滑坡易损性评价指标体系,对公路滑坡易损度进行计算;以危险度和易损度为基础,对公路滑坡风险度进行计算,从而实现公路滑坡风险评价.     

汶川地震后公路边坡崩塌灾害发育规律

震后崩塌是强烈地震造成的震裂山体在后期余震、降雨及重力作用下变形不断发展并再次发生的崩塌。基于对四川省省道S303线映秀-卧龙段震后公路边坡崩塌灾害的调查,通过空间分布、崩塌与物质组成、岩性、失稳斜坡坡度、坡高、坡形、坡向和崩塌形成机理的关系等方面的分析,得到了震后崩塌灾害的发育规律:1.震后崩塌分布规律与地震时引发的崩塌的规律一致,即地震时易发生崩塌的地段地震后仍然易发生崩塌。2.按照边坡物质组成,以岩质边坡崩塌占绝大多数,岩土组合体边坡次之;较坚硬岩石中发生的崩塌多而较弱岩石中发生崩塌少,沿线发生崩塌最多的是岩性为闪长岩、辉长岩和变质砂岩等坚硬岩石组成的斜坡。3.失稳斜坡坡度在36°～85°之间,主要分布在41°～60°之间,即震后崩塌灾害主要发生在40°以上的斜坡。映秀-耿达段和耿达-卧龙段发生崩塌的边坡坡度有明显的差别,映秀-耿达段集中在坡度为46°～60°的斜坡,而耿达-卧龙段集中在在坡度为41°～55°的斜坡。4.绝大多数崩塌发生在坡高150 m以内的斜坡上,映秀-耿达段和耿达-卧龙段发生崩塌的边坡高度有明显的差别,映秀-耿达段集中在高度为51～350 m的斜坡,而耿达-卧龙段集中在在高度<200 m的斜坡,尤以高度<100 m的最多。5.阳坡和阴坡的崩塌数量有明显的差异,阳坡发生崩塌的数量远远大于阴坡崩塌发生的数量。6.震后边坡崩塌的形成机理以滑移式崩塌和倾倒式为主。映秀-耿达段和耿达-卧龙段地处不同地质构造单元,由于岩性的差异,发生崩塌的斜坡的坡度、高度和主要形成机理具有差异性。     

Review and prospect about China natural regionalization for highway

In the 1950s, research on natural regionalization for highway was set out in China. This paper reviews its history and introduces the relative research in other countries. Based on the comparative analysis of the different research angles among different countries, suggestions about the future work are offered. The relations between physiographical indexes and the indexes directly related with highway engineering are suggested to be studied and the basic data for highway be tested and collected all over the country. These works will be of help to the guidance of regionalization for highway engineering. And the impact of highway on the geographical environment should also be considered in highway natural regionalization.     

泽错公路夏果沟泥石流成因及防治

泽错公路是西藏自治区主骨架公路网络“六大通道”之一，由于该区域独特而又脆弱的自然环境因素，泥石流灾害分布广泛，暴发频繁，活动强烈，类型众多，严重地影响公路的畅通。泽错公路全长217km，有泥石流沟71条，平均密度为3．27条／10km，其中，夏果沟泥石流危害比较严重，其发育特征及其危害方式在公路沿线非常典型。夏果沟是一条高频率亚粘性泥石流沟，每年平均暴发泥石流10次左右，泥石流体含有大量石块，比较粘稠，汇集到公路后发生强烈堆积成灾，形成路堑阻断交通。每次泥石流暴发其堆积厚度可达2m以上，长度65m左右，一般要2—3d或更长时间才能清除，严重地影响到公路畅通。根据夏果沟泥石流对该段公路及灌渠和农田的危害特点，防治工程的重点是将泥石流固体物质拦蓄在沟内，采取拦挡停淤的工程整治措施。工程实施后，该公路段泥石流灾害消除，保证公路畅通和灌渠及农田的安全，取得良好的效益。     

中国公路自然区划的回顾与展望

1IntroductionHighway, as a kind of man-made structure, will become a part of the geographical environment and be impacted by all sorts of natural factors after it is finished. On the other hand, highway also brings some changes to the geographical environment. A highway often passes through different natural regions, so it must be adaptable to any geographical environments. On the basis of deep understanding of the geographical environment, service life and normal level of the highway can be e…     

新疆公路自然区划探讨

新疆自然条件复杂,地貌类型多样,水、热地带性差异明显,公路建设遇到的问题较多。在广泛收集资料和野外调查基础上,利用GIS技术进行公路自然区划。通过区域自然环境和公路分布特点,与公路一、二级自然区划问题分析,提出异同性、地方性和实用性等区划原则,采用自上而下细分、自下而上合并和GIS制图的方法,进行公路三级区域划分,结果是将新疆公路自然区域划分为20区及7个副区。各区公路建设的自然条件不同。鉴于自然条件复杂性及公路建设问题多样性,建议利用三级区划结果进一步划分公路建设工程的自然条件类型,使区划成果应用价值得到进一步提高。     

都汶公路沿线泥石流危险性评价

汶川地震诱发的次生泥石流灾害,已成为灾区防灾减灾工作的突出问题和灾后恢复重建的重要制约因素之一,泥石流危险性评价是泥石流灾害风险管理的核心基础技术。以都汶公路沿线的31条泥石流沟为研究对象,通过野外考察、遥感图像的解译、查阅相关文献资料等手段获取研究区泥石流沟的基础数据,通过选取地质、地形、气象、水文指标,并利用主成分分析法对关键因子进行筛选和灰色系统模型进行权重的确定,建立泥石流危险性评价模型,计算得到每条沟的泥石流危险度值。评价结果表明:公路沿线31条泥石流沟处于不同泥石流危险等级:极高危险占23%,高危险占35%,中度危险占13%,轻度危险占29%;其中红椿沟、肖家沟、烧房沟等沟属于泥石流极高危险沟道,高家沟、牛圈沟等属于高度危险沟道,公路选线须采取避让或充分的防治对策。     

基于分形理论的公路交通网络与区域经济发展关系的研究

以安徽省17个地级市公路交通网络为研究对象,用分形技术测算出各等级公路网络的分维数,并构建了度量综合路网的权维数模型。经过实证得出区域路网分维数受路网面积大小影响,继而对地级市进行了面积区划,把各类区的路网权维数、干线分维数和综合经济指数做相关分析。研究发现各市的路网分维数与综合经济指数呈正相关,说明了路网覆盖度越均匀,交通网络越复杂地区经济发展越好。为进一步探求各市公路建设和经济发展之间的协调关系,通过引进公路规模与经济产出的分形模型测算出17个地级市的分维数,发现有合肥市等6城市经济发展超前于公路规模,铜陵等4城市基本一致,马鞍山等7城市经济发展滞后于公路建设规模。     

On efficiency of sand-controlling system along the Tarim Desert Highway in Taklimakan Desert

1 Sand-Preventing Efficiency of the Upright FenceAlong the Desert highway the upright fence has tblee formst the reed fence of l.7m in height Ztalporosity degree of 34 %, white nylon upright fence, l.lm in height and porosity degree of 64 %; antiulhaviolet nylon upright fence, 0.9m in height and porosity degree of 58 %. Fences of all the three formswere installed along the Desert mghWay. In order to enhance design and consimchon of the sandcontrolling System to make it work better, we took…     

长江三角洲公路网络的可达性空间格局及其演化

以加权平均旅行时间为指标,1986年、1994年、2005年为时间断面,探讨了长江三角洲地区公路网络中主要节点城市可达性空间格局及其演化规律,并结合公路货运特征 (货运量区位商) 分析了各节点可达性水平对其发展的影响。结果显示：研究期内,可达性空间格局总体变动不大,其值以上海、苏州、嘉兴为中心向外围呈不规则环状增高;公路网络的逐步完善极大地提高了区域内主要城市间的可达性,但不同阶段可达性演化特征不同,第二阶段 (1994~2005年) 可达性提升较之第一阶段 (1986~1994年) 更为显著;可达性值变化幅度与初始值有关,可达性值变率在第一阶段由北往南逐渐降低,而在第二阶段呈多极格局;随路网的不断完善,可达性水平由中心向外围呈圈层式优化;多数城市可达性状况优于平均水平,各节点城市相对可达性在第一阶段变化不大,但分布趋向于不均衡,第二阶段改变较大并趋于均衡分布;各节点城市可达性对其发展的影响可分为良好支撑、相对制约和基本适应三种类型。