黄河源地区草地退化空间特征

利用黄河源地区1985年和2000年1：100000土地利用／覆被数据,结合1：250000DEM、道路和居民点数据与野外调查资料,分析草地退化与坡向、海拔及距道路和居民点距离之间的关系．探讨黄河源区15年间土地覆被变化特征与规律。结果表明,退化草地占源区总面积的8．24％,冬春季牧场退化率显著高于夏季牧场：草地退化是黄河源区研究时段内土地利用／覆被变化最主要的特征。草地退化表现为：①阳坡退化率高于阴坡;②受人口密度影响,草地退化率与海拔高度成反比,相关系数为．0．925;③距离居民点越近。退化率越高。尤其当与居民点距离≤12km时,草地退化率与其相关系数高达-0．996;④在距道路4km以内．草地退化率与道路距离成反比．相关系数高达-0．978。1985年以来,源区的草地退化有自然因素的影响．但人类活动的影响仍起主导作用。科学地减少当地居民对草地的过分依赖是解决脆弱的江河源区环境退化的根本。     

使用高分辨率的地形数据作为地震场地条件替代指标的研究

近年来,从美国航天飞机雷达地形测绘使命（SRTM）30弧秒（arcsec）的数字高程模型（DEM）中提出一种估计全球地震场地条件或者地下30m的平均剪切波速（Vs30）的新方法。在缺少基于地质和岩土的场地条件分布图的地区,使用该方法的前提是通过Vs30的测量值和地形坡度的相关性,可以把地形坡度作为一个可靠估计Vs30的替代指标。在这里,我们来检验使用高分辨率（3弧秒和9弧秒）的数字高程模型数据是否能够解析出比使用低分辨率航天飞机雷达地形测绘数据更详细的Vs30数据。在全球范围内,并不能全部获得比30弧秒更高分辨率的数字高程模型数据。然而,在存在这些数据的许多地区,这些数据被用来解译地形坡度的精尺度变化,并最终解译Vs30。我们使用美国地质调查局地球资源观测和科学（EROS）数据中心的国家高程数据集（NED）,在美国几个地区研究使用高分辨率的数字高程模型数据来估计VS30,这些地区包括加利福尼亚州的旧金山湾地区、洛杉矶、加利福尼亚州及密苏里州圣路易斯市。我们将这些结果与全球范围内都能获取的台湾台北市使用9弧秒航天飞机雷达地形测绘数据的例子作比较。使用较高分辨率的美国国家高程数据集重新得到更精细尺度的地形坡度变化,这可更好地与地质和地貌特征相关联,特别是在丘陵—盆地之间的过渡带,确保使用30弧秒的航天飞机雷达地形测绘数据是可行的。然而,统计分析表明,与低分辨率地形所得到的Vs30测量值相比,测量值很少或者没有得到改善提高。这表明一些地形平滑处理可能会提供更稳定的Vs30估计。此外我们发现,在精度高于30弧秒的航天飞机雷达地形测绘数据有遮盖的地区高程变化范围过大,不能解译出可靠的坡度,特别是在较低坡度的沉积盆地．     

工程滑坡滑带土抗剪强度与地形坡度的关系

对 12个滑坡滑带土的抗剪强度和相应地形坡角进行了回归分析 ,发现滑带土的抗剪强度与地形坡角之间呈直线关系。     

顾及DEM误差自相关的坡度计算模型精度分析

基于DEM的坡度计算,其误差来源于DEM误差、DEM结构和坡度计算模型。在顾及DEM误差自相关的前提下,对四种DEM坡度计算模型进行了分析和评价。研究表明,三阶不带权差分能给出较高的坡度计算精度;在局部窗口中,格网点数量越多,坡度计算越准确;等权比不等权的坡度计算模型更准确;DEM误差自相关结构形式对坡度计算无影响。进一步的理论分析和试验分析还表明：DEM误差自相关性的存在,不仅能够改善地形分析的精度,也能改善DEM自身精度。     

基于地形因子信息量的数字高程模型分辨率的选择——以黄土高原的研究为例

在黄土高原选取代表不同黄土地貌类型的神木、绥德、延川、富县、宜君共5个研究样区,以样区1∶1万地形图所建立的DEM为研究对象,分析不同水平分辨率DEM所提取的坡度和坡向的信息量变化规律,提出了基于互信息的精度指标。在每一样区随机选取20个试验样区,得到上述指标与水平分辨率的函数关系,可以根据其反函数由已知指标求得所需要的水平分辨率数值,并且该函数关系在每一样区的16个随机检验样区通过了检验。实例证明,该函数关系可以在保证精度的条件下节约成本,并可以减小数据量。     

某大型冰水堆积层水库渗透稳定分析

水库渗漏是水电工程关注的核心问题之一,库水的大量漏失,不但可能使大坝蓄水达不到设计高度而影响工程效益,同时水流的渗透作用还会导致地基岩体的恶化,产生渗透破坏,影响大坝本身的安全.文章在定性分析的基础上,用有限差分方法评价水库的渗漏问题,计算了水库的渗流量,计算并优化了最佳铺盖长度,计算了基底水力坡度,因其量值较大,必须在渗流出口处采取反滤层等工程措施,给相关部门提供设计依据和决策参考.     

强人类活动驱动下珠江磨刀门河口径潮动力的季节性异变特征

人类活动对河口环境影响巨大,揭示在强人类活动驱动下河口径潮动力非线性相互作用的异变特征,有利于了解人类活动影响河口动力地貌的机制,对河口区水利工程建设及环境保护等具有重要指导意义。基于1960—2016年珠江磨刀门河口沿程潮位站(甘竹、竹银、灯笼山、三灶)的逐月高、低潮位数据及马口水文站的月均流量数据,统计分析了磨刀门河口在强人类活动驱动下月均水位、潮波振幅及其空间梯度(即月均水位坡度和潮波振幅衰减率)的季节性异变特征。结果表明,1990年和2000年为磨刀门河口径潮动力的异变年份, 1990年前为自然演变阶段, 2000年后为恢复调整阶段,1990—2000年为过渡阶段;高强度采砂导致的河床下切使磨刀门河口月均水位及月均水位坡度显著减小,夏季减小幅度最为明显,沿程平均分别减小0.53m和8.93×10^-6;月均水位坡度减小导致潮波衰减效应减弱,进而使沿程潮波振幅增大,多年平均增大0.071m;磨刀门河口径潮动力相互作用具有明显的季节性差异,夏季月均水位坡度随流量增大在上游抬升明显,冬季月均水位坡度在上游显著减小,但在下游略有抬升;随着流量的增大潮波振幅的衰减作用...     

沟谷地形对高填方拱涵涵周土压力影响研究

沟谷地形下高填方涵洞土压力分布规律较为复杂,不同沟谷地形下涵周土压力分布规律与上埋式涵洞差异显著。为探明沟谷地形对高填方拱涵涵周土压力的影响,采用离心模型试验与数值模拟方法,建立了地形-涵洞-填土的相互作用模型,分析了不同沟谷宽度B、沟谷坡度α下的拱涵涵周土压力及涵顶土压集中系数Ks的分布规律,并与最新涵洞设计规范进行了对比,阐述了沟谷地形下高填方拱涵土压力形成机制。研究表明：（1）沟谷宽度B对涵顶土压力集中系数Ks影响显著,沟谷宽度B为4D～6D,D为拱涵的净跨径,涵顶土压力集中系数Ks增幅较大;（2）沟谷宽度B小于4D时,可发挥沟谷地形对涵洞的减载作用;（3）沟谷坡度α在45°～60°时,涵顶土压力及其Ks变化最显著;（4）填土高度为20m,α>70°时,Ks≤1。填土高度为40m,α>50°时,Ks≤1;(5)我国最新涵洞设计规范推荐的Ks与离心模型试验、数值模拟规律存在一定差异,当α=45°时,沟谷宽度B较小时,规范的涵顶土压力集中系数Ks较为保守;（6）沟谷地形下高填方拱涵Ks与拱顶压密区、等压面的形成有关。拱顶压密区可引起拱涵涵顶土压力集中,并引起压密区周边土体...     

巨厚松散层下煤层开采的抗渗透性破坏和煤柱安全性研究——以口孜东矿为例

采掘诱发裂隙导通顶板上覆含水砂层中产生的水力坡度是渗透型溃砂的关键判断依据之一,但是,到目前为止主要是采用定流量下的稳定流水力坡度表达式计算,而实际上,上覆含水层中水动力条件和涌水量在溃水溃砂过程中都是非稳定的。本文依据非稳定流理论,给出了二维潜水、承压水单井定降深模型下的水力坡度J的解析公式,并分析了J随时间和距离的演变特征。结果表明,对于潜水,J随与井的距离r的增加而下降,下降速度随r的增加而减小;存在拐点r′,当r<r′时,J随时间延长而下降,在r>r′时,J随时间延长而增加;随着地下水头H₀的增加,J是增加的;本文获得的潜水的非稳定流条件下的J大于潜水稳定流的J。对于承压水,J随r的增加而下降,下降速度随r的增加而减小;与潜水不同的是,在不同r处,J随时间延长而下降,不存在拐点;随着H₀的增加,J是增加的;本文获得的承压水的非稳定流条件下的J不总大于承压水稳定流的J。最后,在伊犁河谷某矿对本文方法进行了初步应用。