基于生态综合治理的石漠化演变规律与趋势讨论

分析了中国南方石漠化现状及变化,以中国南方石漠化最为严重的贵州省为主要研究对象,研究了生态综合治理下石漠化的变化特征及发展趋势。数据表明:贵州省石漠化面积从2000年35 920km2(占全省总面的20.39%)发展到2005年的3 7597km2(占全省总面的21.34%),5年间平均每年增加334.7km2。但与1975—1999年期间相比,石漠化增加的速度明显降低,生态治理工程一定程度上抑制了石漠化发展。贵州花江、清镇、毕节3个典型示范区石漠化监测数据表明,在生态治理工程实施下石漠化面积都逐年减小,说明石漠化是可以治理的,石漠化并不是“环境癌症”。但是,预测数据表明,即使《贵州省喀斯特石漠化综合治理规划》的工程措施全部实施,到2030年贵州石漠化面积将仍占全省国土面积的14.9％。中国南方石漠化问题将长期存在,石漠化治理是一个长期、艰巨的任务,绝非一两个五年计划就能达到“山川秀美”。要从根本上遏制石漠化增长的趋势和生态环境恶化的局面,仍需国家和地方在“十二五”期间及以后大规模的投入。      

城镇化与水生态环境耦合协调时空演变及驱动因素——以长江中下游城市群为例

城镇化进程中,如何合理保护水生态环境,促进长江中下游城市群可持续协调发展,是长江流域当前面临的一个非常现实和重要的问题。为此,本文基于规模—效益—结构体系与PSR模型构建综合评价指标体系,运用耦合协调度模型、空间自相关和GWR模型,测度分析长江中下游城市群2005-2020年城镇化与水生态环境耦合协调的时空演变特征及区域差异影响因素。研究表明：城镇化和水生态环境水平呈上下波动变化态势,二者空间格局相似且整体水平偏低,上海、苏州等地区水平最高;耦合协调度总体变化较小,空间相关性显著,较少城市发生类型跃迁,且存在极化现象,高、低水平分布集聚于研究区东北、西南部;由影响因素区域差异分析可知,各要素回归系数的空间特征差异显著,集聚效应明显,其中以人均绿地面积与工业总产值空间差异较大,分布趋势不一。研究显示,不同城市耦合协调水平差异较大,存在两极分化现象,且关键影响要素各不相同,故应从城市的自身状况出发,采取针对性的政策措施,促进城镇化与水生态环境协调发展。     

西南诸河地表水资源演变的基因图谱

为应对环境变化给水资源演变带来的诸多挑战,以水文基因体系为理论基础,揭示并直观地展示了西南诸河地表水资源序列的遗传和变异规律。水文基因是反映水文序列遗传和变异特性的各阶矩,基于相关系数测度构建了具有识别、检验与分级功能的水文基因检测系统,利用该方法提取了西南诸河6个水资源二级区的地表水资源量各阶矩序列的水文基因成分(包括跳跃、局部趋势与整体趋势、周期、相依和纯随机);提出了水文基因图谱的概念与绘制方法,并利用其展示了研究区域的水文基因信息。结果表明：西南诸河各二级区地表水资源量的一阶矩序列均存在不同形式的水文基因变异成分,主要表现为跳跃、局部趋势、周期与相依;二阶矩序列中,怒江及伊洛瓦底江二级区的序列只含有水文基因遗传成分,其余二级区序列的水文基因大多只存在周期弱变异成分;与一阶矩和二阶矩序列相比,三阶矩序列的水文基因构成较为简单,且变异成分对序列的影响均相对较弱。归因分析表明,地表水资源量的一阶矩基因变异主要受降水因素影响。     

云南属都湖近百年环境演变的湖泊沉积记录与器测资料对比研究

通过对属都湖湖心钻取的短岩芯Esdr1进行放射性核素137Cs和常规的元素分析,利用137Cs建立精确的年代标尺,开展地球化学记录环境演变与器测资料的对比研究。器测资料表明,近50年来,该地区主要的气候变化特征:1958～1983年,气候偏冷湿;1983～2002年,气候逐渐暖干化,这些气候波动特征被沉积岩芯忠实记录。研究表明属都湖沉积物地球化学代用指标指示的气候演化特征与器测资料可很好的对比印证,属都湖沉积岩芯完整的记录了区域气候变化的信息     

水沙调节后荆江典型河道横向调整过程的响应——Ⅱ.上、下荆江调整差异初探

三峡水库2003年6月蓄水运用后,下游河道水沙过程已发生大幅变化,对于岸滩抗冲性较弱的荆江河道来说,河道的横向调整过程势必受到影响。采用考虑岸滩崩塌的河势研究数值模型,针对三峡水利枢纽工程运行所引发的水沙变异过程,初步探讨了荆江典型河道横向调整及河势变化对水沙条件变化的响应。对于下荆江石首河段来说,来沙减少后,冲刷加剧,局部河岸坍塌及平面变形加剧,主要发生在受弯道水流顶冲的位置,但河势演变趋势及平面变形总体上基本一致,并未发生较大变化。对于上荆江沙市—新厂河段来说,来沙量减小后,河道平面变形幅度总体上减小,局部最大减幅可达50%左右。     

云母石英片岩的三轴蠕变试验研究

在三轴蠕变试验的基础上,通过对径向蠕变和轴向蠕变的比较研究,得出云母石英片岩的蠕变变形和长期强度特点:径向蠕变变形比轴向蠕变变形敏感,以径向蠕变长期强度作为长期强度更合理;围压越大,对径向变形的约束能力越强,径向蠕变长期强度和轴向蠕变长期强度均增加,径向蠕变长期强度与轴向蠕变长期强度的比值减小。同时指出进行径向蠕变研究的意义。     

崩塌体水力输移与塌岸淤床交互影响试验

以二元结构河岸崩塌模式为研究背景,在弯道水槽中展开系列试验,研究凹岸坡脚处成型崩塌体在水力作用下输移过程及其对岸坡稳定性与河床冲淤的交互影响。试验成果表明,崩塌体经水力分解破碎呈块状、片状或颗粒状起动,部分随水流带至凸岸或下游,堆积在坡脚附近的崩塌体残留量随水力作用大小及土体特性不同而变化。崩塌体临水面周围尤其上下游端水流紊动强烈易形成较大剪切力区,临坡面上下游端附近剪切力较无崩塌体时减小;崩塌体体积越大,对剪切力区特征的改变也越明显。崩塌体的存在虽不能制止附近岸坡的再次崩塌,但可能抑制崩岸发展及附近河床淤积的程度,崩塌体的粘性或体积越大,这种抑制作用越显著;相同崩塌体抑制附近河床淤积的程度较抑制岸坡崩塌的程度大。     

干湿循环作用对堆石长期变形影响的试验研究

堆石体存在流变,不仅与荷载有关,而且与日晒雨淋引起的干湿循环有关。通过室内试验模拟日晒雨淋引起的干湿循环作用,研究其对堆石体长期变形的影响。试验结果表明,荷载作用流变很快趋于稳定,测得的流变量也相对较小;偏应力状态干湿循环作用引起的长期变形非常明显,其变形占后期变形总量的50%~70%,且后期变形的衰减远小于荷载单独作用引起的流变,这对于坝体的安全和稳定的影响是不容忽视的。根据试验研究揭示的变形规律,本文建立了相应的计算干湿循环变形的数值模型,可用于有限元计算。     

湖北天门谭家岭遗址全新世中晚期气候变化及其对人类活动的影响

石家河文化是长江中游地区早期文明演化进程中的重要阶段,然而目前对于石家河文化的绝对年代尚存有分歧,对该时期环境特征与人类文明相互关系的研究也较少.选择石家河文化典型遗址——谭家岭遗址为研究对象,经美国NSF-Arizona AMS实验室对该遗址剖面AMS 14C年龄的测定,并结合石家河文化的相对年代,可知石家河文化的绝对年代定在4 800~4 100 cal. a BP比较合适;通过对该遗址剖面的地球化学元素分析,借助主成分分析、环境C值等统计分析方法,结果表明:本区在4 850~4 300 cal. a BP间,元素的第二主成分、环境C值和Mg/Ca比值处于高值段,反映气候相对温暖湿润,同时反映人类活动的指标F₁和F₃得分也处于高值段,表明人类活动较强;在4 300~4 124 cal. a BP间,元素的第二主成分、环境C值和Mg/Ca比值处于低值段,揭示气候进入相对寒冷干旱时期,同时F₁和F₃得分显著降低,指示人类活动减弱,石家河文化走向衰败.本文研究结果表明距今4300a暖湿转为干冷气候背景下的洪水事件可能促使石家河文化走向衰败.      

地铁循环荷载作用下交叉隧道沉降分析

采用FLAC3D软件建立了交叉隧道的三维有限差分模型,以人工数定激励力模拟列车荷载,计算列车动荷载作用下土体的变形和应力。采用修正动偏应力长期沉降计算模型,结合分层总和法计算软土的沉降,预测交叉隧道的长期沉降规律。分析3种不同行车工况下地基长期沉降,工况1为一辆列车单独通过1#隧道,工况2为一辆列车单独通过2#隧道,工况3为两辆列车同时通过1#和2#隧道。对比不同的列车行驶速度、隧道衬砌刚度及厚度对隧道地基的长期影响。结果表明,由列车荷载引起的地基沉降主要集中在距隧道中心轴20 m范围内;在工况3下土体沉降大于工况1、2沉降之和;车速越快,沉降越小;衬砌刚度和厚度越小,沉降越大,且衬砌厚度对沉降的影响较大,衬砌刚度影响较小。