Assessment of soil erosion in a tropical mountain river basin of the southern Western Ghats,India using RUSLE and GIS

Revised Universal Soil Loss Equation(RUSLE) model coupled with transport limited sediment delivery(TLSD) function was used to predict the longtime average annual soil loss, and to identify the critical erosion-/deposition-prone areas in a tropical mountain river basin, viz., Muthirapuzha River Basin(MRB; area=271.75 km~2), in the southern Western Ghats, India. Mean gross soil erosion in MRB is 14.36 t ha~(-1) yr~(-1), whereas mean net soil erosion(i.e., gross erosion-deposition) is only 3.60 t ha~(-1) yr~(-1)(i.e., roughly 25% of the gross erosion). Majority of the basin area(~86%) experiences only slight erosion(5 t ha~(-1) yr~(-1)), and nearly 3% of the area functions as depositional environment for the eroded sediments(e.g., the terraces of stream reaches, the gentle plains as well as the foot slopes of the plateau scarps and the terrain with concordant summits). Although mean gross soil erosion rates in the natural vegetation belts are relatively higher, compared to agriculture, settlement/built-up areas and tea plantation, the sediment transport efficiency in agricultural areas and tea plantation is significantly high,reflecting the role of human activities on accelerated soil erosion. In MRB, on a mean basis, 0.42 t of soil organic carbon(SOC) content is being eroded per hectare annually, and SOC loss from the 4th order subbasins shows considerable differences, mainly due to the spatial variability in the gross soil erosion rates among the sub-basins. The quantitative results, on soil erosion and deposition, modelled using RUSLE and TLSD, are expected to be beneficial while formulating comprehensive land management strategies for reducing the extent of soil degradation in tropical mountain river basins.     

河流景观生态学的发展与当前核心议题

河流景观生态学已成为河流科学研究与应用的新范式,但国内研究还颇为不足。从河流景观生态学发展的逻辑必然性、主要进程、基本内容与重要理论等方面进行了总结。结果显示,多尺度跨学科整体论河流认识要求和景观尺度上处理河流问题的实践需求共同推动河流景观生态学的迅速发展,其中心议题是河流物理景观系统与生物系统在不同等级尺度上的结构、格局与功能过程,尤其重视物理景观与不同等级生物系统的相互作用关系,对河流景观多尺度等级性、高动态性和有向性等突出性质的认识已取得重要理论发展。指出当前面临5个方面的核心议题亟需取得突破:改进和统一河流景观分类系统、河流景观跨尺度研究、河流景观方法对经典河流生态理论的再认识、河流景观机理与模拟、河流景观对气候变化与区域土地利用/覆被变化的响应研究。     

浅水三角洲沉积体系与储层岩石学特征

浅水三角洲已经成为当前沉积学研究和油气勘探的重点领域,浅水三角洲常规和非常规砂岩储层中发现了丰富的油气资源。鄂尔多斯盆地中—古生界发育大型浅水三角洲沉积,结合岩芯、测井、分析化验等资料,对盆地西部地区山1—盒8段浅水三角洲的母岩特征、沉积充填、砂体展布与储层岩石学特征进行研究,为研究区常规砂岩储层和致密砂岩油气勘探提供地质依据。分析表明,研究区南部和北部砂岩重矿物组合相似,以锆石和白钛矿为主。综合La/Yb-REE与Dickinson三角图解、稀土元素配分模式和碎屑锆石定年分析认为,北部物源主要来自盆地西北部阿拉善古陆太古界和元古界花岗岩、片麻岩、石英砂岩,向南影响到陇东地区北部;南部物源主要来自盆地南部北秦岭地区太古界、元古界花岗岩、片麻岩和片岩,向北影响陇东地区中南部。山1段发育曲流河三角洲,盒8段发育辫状河三角洲,孤立型与垂向叠置型水下分支河道砂体是主要的砂体类型。盒8段沉积时期,古湖泊可能萎缩;南北物源形成的三角洲在研究区中部环县东南一带交汇混合。砂岩类型主要为岩屑质石英砂岩、石英砂岩和岩屑砂岩,结构成熟度中等—较差。砂岩成岩改造强烈,水—岩反应复杂,压实作用是储层致密化的主因,多期胶结作用使砂岩的孔喉结构变得十分复杂。孔隙类型以微米—纳米级的岩屑溶蚀孔、剩余粒间孔和高岭石晶间孔为主,整体上属于非常规致密砂岩储层。砂体分布与“甜点”预测是研究区致密油气勘探的关键。     

鄂尔多斯盆地南部马莲河流域地下水中锶富集特征及成因分析

马莲河流域地处鄂尔多斯盆地南部黄土高原区,按储水介质和埋藏条件可将地下水分为黄土潜水、基岩潜水和基岩承压水三类,利用2015—2018年流域的295组地下水水化学数据,分析了地下水中锶(Sr²⁺)的质量浓度水平、垂向分布及沿流向分布的特征,并采用因子相关性研究地下水中Sr²⁺的来源和富集成因。结果表明:马莲河流域地下水富锶现象显著,黄土潜水、基岩潜水和基岩承压水中锶的平均质量浓度分别为1.14 mg/l、1.39 mg/l和5.24 mg/l;地下水中锶富集成因主要是含锶矿物天然状态下的水-岩作用,黄土潜水、基岩潜水和基岩承压水三类地下水中Sr²⁺的主要来源分别为碳酸盐岩与铝硅酸盐岩、碳酸盐岩与硫酸盐和碳酸盐矿物的溶滤作用;地下水中Sr²⁺的质量浓度沿流向呈逐渐增大的趋势,在不同区域中随深度变化的趋势不一致。     

典型断陷盆地流域生态系统服务价值时空差异研究

以典型断陷盆地——小江流域为研究对象,以1982年的TM影像、2003年的Landsat ETM+影像和2016年的Landsat OLI影像为数据源,结合云南省测绘局所提供的150 000的土地利用状况图,采用 Costanza 公式对生态系统服务价值进行评估,精细刻画出云南小江流域“盆—山”共存的地质分异结构下生态系统服务价值的时空变化特征。结果表明:（1）小江流域以农田生态系统为主,研究期内生态系统格局总体稳定,耕地、建设用地、林地和园地都有不同程度的增加,而未利用地面积减少,水域面积基本不变;（2）1982-2016年,研究区生态系统服务总价值呈上升趋势,1982、2003和2016年生态系统服务总价值分别为90.11×108元、105.65×108元和136.81×108元,耕地、林地、园地和水域的生态系统服务价值整体上升,而未利用地的生态系统服务价值减少;（3）整体上,小江流域南部和东部生态系统服务价值增加明显,而中部和西部地区生态系统服务价值呈阶段性变化或持续下降趋势,小江岩溶河谷区的生态系统服务价值最高,而沉积平坝区的生态系统服务价值密度最低,且为唯一一个衰退型生态系统服务功能区;（4）研究期内小江流域各项生态系统服务价值均呈上升趋势,调节服务居主导地位,且以气候调节服务价值最高。小江流域生态系统服务价值缺乏弹性,水域生态系统面积变化对研究区生态系统价值的变化具有放大作用。实施封山育林、退耕还林、小流域治理工程等石漠化综合治理工程可增加生态系统服务价值。      

汊口滩沉积特征及沉积模式——以鄱阳湖赣江三角洲汊口滩为例

随着我国许多油田进入高含水开发阶段,剩余油挖潜难度增大,复合分流河道带和单河道的划分已不能满足生产要求,迫切需要进行分流河道内部有利砂体的识别。现代沉积研究是认识分流河道内砂体发育特征的有效手段。通过对鄱阳湖赣江三角洲的现场考察,发现汊口滩是三角洲分流河道中发育的重要砂体类型,以发育在分流河道的分汊口处为典型特征。根据水动力条件、沉积物组合、沉积构造等特征,将汊口滩划分为滩头、滩中、滩尾3个沉积单元。从滩头到滩尾具有水动力条件减弱、沉积物层理规模减小、单砂层厚度减小、粒度变细、泥质夹层增多的特点。汊口滩主要是由于在分汊口处,水流受到汊口的顶托作用流速降低,沉积物按粒度分异堆积形成;堆积方式主要以向上游方向的逆流加积为主。与水道砂体相比,汊口滩发育的层理类型多,而且内部夹层发育,非均质性更强;由于夹层的遮挡作用,砂体不易发生水淹,有利于形成剩余油的富集区。     

ANABRANCHING RIVERS: THEIR CAUSE,CHARACTER AND CLASSIFICATION

Anabranching rivers consist of multiple channels separated by vegetated semi-permanent alluvial islands excised from existing floodplain or formed by within-channel or deltaic accretion. These rivers occupy a wide range of environments from low to high energy, however, their existence has never been adequately explained. They occur concurrently with other types of channel pattern, although specific requirements include a flood-dominated flow regime and banks that are resistant to erosion, with some systems characterized by mechanisms to block or constrict channels, thereby triggering avulsion. The fundamental advantage of an anabranching river is that, by constructing a semi-permanent system of multiple channels, it can concentrate stream flow and maximize bed-sediment transport (work per unit area of the bed) under conditions where there is little or no opportunity to increase gradient. On the basis of stream energy, sediment size and morphological characteristics, six types of anabranching river are recognized; types 1–3 are lower energy and types 4–6 are higher energy systems. Type 1 are cohesive sediment rivers (commonly termed anastomosing) with low w/d ratio channels that exhibit little or no lateral migration. They are divisible into three subtypes based on vegetative and sedimentary environment. Type 2 are sand-dominated, island-forming rivers, and type 3 are mixed-load laterally active meandering rivers. Type 4 are sand-dominated, ridge-forming rivers characterized by long, parallel, channel-dividing ridges. Type 5 are gravel-dominated, laterally active systems that interface between meandering and braiding in mountainous regions. Type 6 are gravel-dominated, stable systems that occur as non-migrating channels in small, relatively steep basins. Anabranching rivers represent a relatively uncommon but widespread and distinctive group that, because of particular sedimentary, energy-gradient and other hydraulic conditions, operate most effectively as a system of multiple channels separated by vegetated floodplain islands or alluvial ridges.     

Helmert方差估计在桥梁跨江导线网中的应用

导线网在桥梁施工控制网的加密测量中得到广泛使用,由于存在两类不同性质的观测值以及导线边长度不等的问题,平差时应当考虑边角观测值权的统一和不同观测边权的合理取定。本文结合某特大型桥梁加密控制测量的实际情况,对跨江导线网中边长相差较大等问题,采用Helmert方差估计方法分析平差过程中权的合理取定问题,明显地提高了平差结果的精度。     

基于Delaunay三角网的河流中线提取方法

鉴于水系自动综合中河系数据模型建立的复杂性,利用ArcObject提供的组件在双线河和狭长湖泊间构建约束的Delaunay三角网,继而提取其骨架线,从而得到双线河和狭长湖泊的中轴线,之后进行拓扑关系的保持,有效地简化了水系数据模型的建立,为后续的空间分析打下基础。     

阿克苏河流域的面雨量序列及其与径流关系

以数字高程模型 (DEM) 的1km×1km网格数据为基础,对阿克苏河流域14个气象站和水文站的1961~2000年的年降水资料进行了自然正交分解 (EOF),通过回归分析,建立主要特征向量与地理因子的插值模型,给出了一个面雨量序列的计算方法,为建立气候要素的区域平均序列提供了一个有效的解决方案,并由此推算出年阿克苏流域平均年降水量的空间分布以及面雨量序列。径流量与面雨量之比 (R/P) 平均为0.43,最高为0.69 (1997年),最低为0.30 (1963年)。计算出的阿克苏河流域面雨量序列与阿克苏河实测径流量序列的趋势变化率分别为5.79×10⁸ m³/10a和4.29×10⁸ m³/10a,两者均表现出增加趋势,但面雨量的增加速率要比径流量大一些,年际变化幅度也要大,面雨量和径流量的变差系数Cv值分别为0.17和0.13。阿克苏河年径流量的变化与夏季0^oC层高度、年面雨量有着十分密切的关系,表明20世纪90年代以来新疆气候的变化是阿克苏河流域径流稳定增加的一个非常重要的因素。