反粒序砂土体内侵蚀及渗流特性变化规律试验研究

反粒序堆积体常见于高速远程滑坡的流通区和堆积区。针对其粒径上大下小的特殊结构和较强透水性而诱发堆积体不稳定的问题,采用自制的渗流侵蚀试验装置对颗粒粒径为0.075～20 mm的7组连续及间断颗粒级配反粒序土样进行了试验,研究了反粒序砂土体渗流侵蚀过程中参数变化和细颗粒迁移模式及规律。结果表明：在反粒序堆积土样中,细颗粒含量和不均匀系数对反粒序砂土体的渗流侵蚀有重要影响,细颗粒含量越高,不均匀系数越大,则起始渗流系数越小。反粒序砂土体发生管涌颗粒跃层后,底层颗粒流失量最多,且粒径为0.075～0.125 mm的颗粒流失比最大。反粒序堆积体整体的渗流能力主要取决于底部的细颗粒含量,细颗粒含量越高,临界水力梯度越大。在连续级配土样中,水力梯度与渗流系数呈二次函数关系;在间断级配反粒序土样中,细颗粒含量超过45%时,土样趋于稳定。反粒序堆积体发生管涌后,其颗粒呈现剥离-沉淀-剥离-沉淀中下层颗粒交替侵蚀的运移模式。研究结果对于该类灾害形成机理与防治研究具有理论和实际应用意义。     

探索海床液化对沉积物再悬浮贡献的波浪水槽实验

通常认为沉积物的再悬浮主要来源于过剩剪切应力对海床表面的逐层侵蚀。虽然许多研究已经注意到波致海床液化在其中的重要性,然而,至今鲜有成果对其进行可靠的定量评估。本文即尝试通过一系列大型波浪水槽实验,初步对其进行量化评估。实验结果表明：在相对波高 (波高水深比) 为 4/20 和6/20的情况下, 黄河三角洲粉质沉积物的液化分别可以贡献52.5% 和 66.8%的再悬浮沉积物, 液化贡献与相对水深呈现正相关;进一步综合前人研究结果对比分析, 构建了用于定量描述液化贡献与相对水深关系的参数化方程。液化主要通过两种机制影响再悬浮过程：(1) 液化后黏聚力的减弱与渗流托举力,导致沉积物抗侵蚀性衰减 (2) 有部分细颗粒沉积物通过液化海床内部的渗流 “泵送” 输运到海床表面。     

1988—2016年泰国湾海岸线变迁遥感分析

泰国湾近30年海岸线变迁剧烈。文章基于1988年、1996年、2006年和 2016年4个时期Landsat TM/OLI中等分辨率卫星遥感影像数据,开展了近30年泰国湾岸线长度时空变迁遥感监测,并应用数字海岸分析系统（DSAS）计算出4期岸线变迁速率,给出了4个时期泰国湾侵蚀淤积面积状况,分析了岸线变迁的自然因素和人类活动因素。并从岸线增长速率、岸线变迁速率、蚀淤面积状况、岸线类型变化4个方面给出结论。     

色彩斑斓的新疆五彩滩

五彩滩位于新疆北端阿勒泰地区布尔津县境内,毗邻额尔齐斯河,与对岸青翠葱郁的河谷遥相辉映。北岸山势起伏、颜色多变。由于流水侵蚀切割与风蚀作用,岩层的轮廓参差不齐。远观状如怪兽、古堡、峰丛等。     

打网岗岸滩动态分析与生态修复

打网岗位于渤海西北岸,濒临京唐港,是滦河早期建造的沙坝。滦河改道北移之后,由于陆源泥沙减少以及京唐港防波堤的拦沙作用,打网岗侵蚀后退严重。利用多年岸滩监测资料、多期航卫片解译数据以及历史资料,研究表明:1987—2009年间岸滩年均侵蚀速率为-0.61～-5.30 m/a,东北端濒临港口防沙堤下游处侵蚀量最大,西南端人为固化稳定;同时依据不同岸段侵蚀程度的差异性,提出了打网岗岸滩生态修复方案。     

海港码头混凝土结构干湿交替区域氯离子侵蚀规律研究

基于对乍浦港混凝土结构现场检测数据,分析干湿交替区域氯离子侵蚀状况存在差异的原因,建立表面氯离子浓度和扩散系数随高程、季节、材料、及服役时间的关系,提出基于海域气象条件推定扩散模型统计参数的经验计算公式,并根据设计潮位确定氯离子严重侵蚀区域范围,可为耐久性设计和维护提供理论依据。     

利用流水矢量提取山脊线和山谷线特征点的方法

本文在深入研究地表曲面函数的流水矢量模型后,根据山脊线具有分水性和山谷线具有合水性的物理特性,利用有关数学原理,推导出山脊点和山谷点是该点流水矢量正交地形断面上局部区域流水矢量模的极小值点;并以此为依据,提出了一种基于地形点流水矢量的山脊线和山谷线特征点的提取方法。该方法将传统的山脊点和山谷点的判别标准合二为一,使算法设计更加简单,程序执行效率得到提高。试验表明,该方法所提取的山脊线和山谷线候选点具有较好的抗噪力,且不受山脊线和山谷线走向的影响,所提取的山脊线和山谷线上的点与实际地形更加吻合。     

DEM分辨率对黄土侵蚀沟形态特征表达的不确定性分析

黄土侵蚀沟的地形表达是开展黄土沟谷侵蚀研究的基础工作,利用数字高程模型(DEM)定量描述侵蚀沟特征有助于研究侵蚀沟的形态变化和发育过程。基于DEM数据计算多种指标对黄土侵蚀沟特征进行描述是目前侵蚀沟研究中最为常用的方法。但是,受到格网DEM数据结构的限制,其计算结果会存在一定的不确定性。在侵蚀沟地形表达时,对形态特征的表达会受到DEM数据分辨率的影响,进而造成表达结果的不确定性。尤其在黄土高原地区,地形特征更为破碎,地形要素更为复杂,其表达结果受DEM分辨率的影响更为明显。本文以黄土高原典型样区为例,基于点云数据建立不同分辨率的DEM数据集,通过不同地形因子对侵蚀沟特征进行表达,分析DEM分辨率在黄土侵蚀沟形态特征表达时的不确定性。结果显示,分辨率的降低对主沟支沟比和纵比降等侵蚀沟形态特征因子产生了较大影响,且指标与分辨率多呈现线性变化关系。但是,随着侵蚀沟的横向扩张,DEM分辨率对其特征表达的影响逐渐被削弱。此外,在使用固定分析窗口进行侵蚀沟特征计算时,由于分辨率的降低,格网尺寸增大,其实际分析半径随之增大,使得计算范围内地表形态变化增加,导致沟谷切割深度随着分辨率的降低反而增加。同时,侵蚀沟主沟道区域受分辨率影响较小,沟头区域指标与分辨率的关系较弱。     

黄土高原小流域植被变化和侵蚀产沙的孢粉示踪研究初探

如同137Cs和210Pbex核尘埃,土壤和坝库沉积物中的孢粉也源于大气沉降,是否能用于侵蚀产沙的示踪研究?在陕北吴旗周湾水库采集了一些表层土壤和现代淤地坝、古代聚湫坝沉积泥沙的样品,尝试土地利用/覆被变化和侵蚀产沙的孢粉示踪研究。初步研究表明:草地表土孢粉丰富,平均浓度为26077粒/g;有33个科属的花粉,孢粉组合反映了当地以蒿属为主的半干旱温带草原植被;坡耕地表土的孢粉组合和草地一致,但孢粉平均浓度远低于草地,仅5844粒/g。坝库沉积剖面中,和137Cs核素一样,孢粉也富集于每一洪水沉积旋迴的上部层位,可用于沉积旋迴的区分。现代沉积旋迴的孢粉平均浓度,远低于草地和坡耕地表土,这表明草地和坡耕地土壤不是沉积泥沙的主要来源。古代沉积物的孢粉平均浓度高于现代沉积,表明流域内300年前的植被好于现代,或300年前沟谷地的相对产沙量低于现代。古代孢粉组合中十字花科花粉比例高达36·85%,明显高于现代的0·58%含量,这表明草地退化严重,十字花科植物比例急剧降低。孢粉示踪技术在植被环境恢复,沉积旋迴区分,和泥沙来源确定等方面具有一定的潜力,但应建立针对土地利用/覆被变化和侵蚀产沙研究的孢粉示踪技术方法。     

河流碳输移与陆地侵蚀-沉积过程关系的研究进展

河流碳输移与陆地侵蚀-沉积过程紧密相关。首先就机械和化学风化两种不同的陆地侵蚀机制在提供河流碳源方面所发挥的不同作用作了详细论述,并比较了季风流域和非季风流域间河流碳输移在通量及性质上的差异。之后对陆地碳沉积机制进行了归纳,指出了包括大坝截留,河漫滩、河口-近岸带沉积及陆地碳沉降等几种可能的陆源碳踪迹。陆地环境的截留效应相对于侵蚀尚不太清楚,今后应加强对陆地碳沉积的研究,进一步明确各种碳沉积的作用机制及其对全球陆地碳汇的贡献量。此外,人类活动对陆地侵蚀-沉积过程及河流碳循环所产生的直接或间接的影响也有待于今后继续深入探索。