Ascribing soil erosion types for sediment yield using composite fingerprinting technique

Abstract

Soil erosion and eroded sediment are serious threats to sound land management. However, less attention has been given to quantifying the importance of different soil erosion features based on appropriate control measures that could be designated. Accordingly, this research was planned to quantify the contribution of potential sediment sources, i.e. sheet, rill and gully erosion, in Idelo watershed in Zanjan Province, Iran, using composite fingerprinting. Toward this aim, 16 geochemical and organic tracers were detected in sediment sources and sediment deposited at the outlet. The results of applying the composite fingerprinting technique, with a relative error of 16%, showed that sheet, rill and gully sources contributed 56%, 44% and 0%, respectively, to sediment yield. It was also apparent from the results that the composite fingerprinting approach could be successfully utilized to assess the provenance of sediment deposited at the main outlet of the study watershed by soil erosion type.

Editor Z.W. Kundzewicz     

人造砂岩制作方法及其声学性质研究

人造砂岩具有参数可控特点,可广泛的应用于物理模拟及实验研究领域,文章介绍了压制法制作人造砂岩的基本流程.对人造砂岩物理参数及声学性质进行实验研究.测量了密度、孔隙度等参数,给出压制压力与密度、纵波速度关系图.利用超声波透射法测量人造砂岩纵横波速度,对人工砂岩在饱含气与饱含水状态下速度变化进行定量分析,给出纵横波速度随孔隙度变化曲线.饱含气状态变化到饱含水状态后,纵波速度上升,横波速度下降.利用Gassmann方程对流体替换后速度进行预测,实际测试数据的纵波速度与预测计算数据比较吻合.纵横波速度变化规律与天然砂岩基本一致.     

模糊综合评判法在岩石可钻性分级中的应用

将传统的岩石物理力学性质测试方法与模糊理论中的模糊综合评判法相结合,总结出一种相对简单但有效的岩石可钻性分级模型.结合实际钻进的岩石,确定分级模型的影响因素分别是为压入硬度、摆球塑性系数、金刚石钻进时效;以正态分布函数作为隶属函数来计算模型的评价矩阵,通过模型确定岩石的可钻性等级.运用Matlab软件将计算过程实现程序化,模型计算结果表明该方法能够对岩石可钻性作出较客观精确的分析.     

东营凹陷营26断层调节带特征及其对油气分布的控制作用

为揭示复杂断块油田小型断层调节带的特征并明确其对油气分布的控制作用,笔者利用高精度三维地震资料结合油田地质资料分析了营26块内断层的几何学、运动学和动力学特征,认为其为近东西向展布的对向叠覆—同向叠覆复合型断层调节带。西侧主断层(营1断层)与调节断层在剖面上呈多级反"Y"字形组合样式,东侧主断层(营8断层、营31断层)与调节断层为包心菜状组合;营1断层活动性减弱时,将位移量传递给营8断层、营31断层和调节断层,使区域位移有规律变化;通过力学分析认为营26北部断层调节带是在左旋张扭构造应力场作用下形成的,营26南部断层调节带是在右旋张扭构造应力场作用下形成的。结合营26块油气分布、油气来源及断裂活动性与封闭性研究,阐明了主断层沟通烃源灶和储集层,成为油源断层;调节断层停止活动时间早,封闭性好形成断块圈闭,是遮挡断层;建立了营26断层调节带油气成藏模式,预测营13井、营24井和营26井附近为有利滚动勘探开发区。     

下荆江二元结构河岸土体特性及崩岸机理

三峡水库蓄水后下荆江河段河床冲刷下切, 局部河段崩岸险情频繁发生。为研究下荆江二元结构河岸的土体特性及崩岸机理,结合近期该河段崩岸情况,现场查勘了6个崩岸点,并对河岸土体进行了室内土工试验。试验结果表明下荆江河岸土体的垂向组成具有典型的二元结构特征:下部非粘性土（沙土）层较厚,上部粘性土（低液限粘土）层较薄且松散。以河岸崩塌过程分析为基础,提出了二元结构河岸发生绕轴崩塌时上部土层稳定性的计算方法。结合近岸水动力条件计算及土工试验结果,定量分析了二元结构河岸的崩塌机理及其影响因素:① 下部沙土层的起动流速比近岸流速小得多,故该土层容易受水流冲刷;②上部粘性土层崩塌前抗冲强度很大,但多为低液限粘土且相对松散,崩塌后堆积在岸边容易分解并被水流带走;③ 河岸稳定安全系数在一个水文年内呈周期性变化,落水期安全系数最小,故容易引发崩岸,该计算结果与近期崩岸实际统计结果一致。     

古尔班通古特沙漠与绿洲交错带土地利用变化对土壤特性的影响

对比研究了古尔班通古特沙漠与绿洲交错带8种土地利用类型的土壤特性变化. 结果表明: 不同土地利用类型的土壤粉砂含量差异性显著(P<0.05). 人类活动干扰的时间越长、 强度越大, 粉砂和极细砂含量越高, 而细砂反之. 在人类活动干扰前期(≤5 a), 土壤养分与干扰时间成反比, 而后(＞5 a)与时间成正比. 不同土地利用类型的土壤养分分为4个等级: 1级为盐碱地, 为最高等级; 2级为生态防护林地、 荒草地和天然灌木林地; 3级为10 a农田地、 5 a菜园地和3 a农田地; 4级为5 a农田地, 为最低等级. 人类活动使得土壤盐分由原来的(盐碱土)上层高、 下层低转为上层低、 下层高. 而且盐分与干扰时间成反比. 土地利用变化的过程中, 土壤盐分与Cl^-、 SO₄^2-、 Ca²⁺、 Mg²⁺、 K⁺和Na⁺离子均成正比, 而与HCO₃^-离子成反比. 5 a农田地土壤退化指数(-30.58%)最高, 是其他土地利用类型的1.5~3.9倍.     

粤西滨海核电厂址强风化花岗岩物理力学特性试验研究

以广东阳江和台山两个典型花岗岩核电厂址为例,定性描述了广东粤西沿海花岗岩的分布及其风化特征,通过进行波速测试、浅层平板载荷试验、原位剪切试验等原位测试,以及常规压缩试验、固结试验等室内试验,系统分析了强风化花岗岩的主要物理与力学性质指标。结果表明：（1）花岗岩受强烈的物理风化和化学风化作用,基岩中的不稳定元素被淋溶、流失,形成了富铝型和富铁型的厚层风化壳,岩层不均匀性特点突出;（2）强风化花岗岩岩体天然含水率和孔隙比变化大,天然重度变化小,压缩性中等;（3）粒度成分对岩石物理性质的影响最大。粒度越大,物性指标越弱。粒度越小,表明岩样越致密,其物性指标越强;（4）波速的大小与岩体风化程度、粒度成分等密切相关;（5）水对强风化花岗岩抗剪强度参数中的凝聚力影响效应比内摩擦角要大,对凝聚力的弱化作用更加明显。其研究结果可为核电工程建设和优化设计提供基础参数。     

砾状煤系土改良性能的试验研究

针对广梧高速公路沿线的砾状煤系土不能满足路基填料要求的问题,采用室内试验的方法,对其提出了分别掺加生石灰和水泥两种改良方案并进行改良试验对比研究。研究结果表明：经水泥改良后的砾状煤系土的压实性能、承载比和水稳性等方面效果明显优于经石灰改良的;经水泥改良后的抗剪性能、无侧限抗压强度和抗变形能力均有较大程度的提高;在影响砾状煤系土强度的因素中,水泥掺入比的影响最显著,其次是龄期和含水率,并根据无侧限抗压强度试验结果提出了多因素影响拟合公式。砾状煤系土掺加约3%水泥改良后直接作为路基填料可满足要求,为煤系土地区路基处理提供借鉴依据。     

海南岛中部山区热带天然林与人工橡胶林土壤特性对比研究

通过调查取样,对比分析了海南岛中部山区天然林地及林地转变为橡胶林后的土壤物理和化学性质差异.结果表明:(1)不同林地对砂、粉粒和黏土粒度分布的影响显著,天然林地0～30 cm、30～60 cm和60～120 cm三个深度的土壤的物理性黏粒含量均高于人工林地.(2)天然林地和人工橡胶林三层的土壤容重和田间持水量均存在显著差异,天然林地0～30 cm和30～60 cm的土壤田间持水量大于人工橡胶林.(3)两种林地的上、中、下三层土壤的有机质、全氮、碱解氮均有很大差异.天然林地土壤上层( 0～30 cm)有机质     

多尺度节理岩体力学特性的颗粒流分析

以白云鄂博露天铁矿东矿岩质高边坡为工程背景,结合现场地质调查、室内岩石和节理力学试验等数据,采用等效岩体技术,构建能充分反映节理分布特征的实验室、现场原位试验和工程尺度等多尺度等效岩体模型。通过对各类等效岩体模型进行单轴压缩试验,研究岩体单轴抗压强度、弹性模量等力学特性的尺寸效应和各向异性。研究表明：节理的存在使岩体表现出尺寸效应和各向异性,且随着尺寸的增大,这种特性基本呈逐渐减弱的趋势;研究区域岩体的表征单元体积、单轴抗压强度和弹性模量分别为20 m×10 m×10 m、1.46 MPa和3.91 GPa;岩体单轴抗压强度、弹性模量与轴向尺寸的关系,近似符合渐进式指数函数关系,且该函数能直观地给出工程尺度岩体的力学特性。