土壤侵蚀分类分级标准和RUSLE模型间的差异研究

基于高分辨率遥感影像,分别应用土壤侵蚀分类分级标准和RUSLE模型,研究重庆市盆古小流域土壤侵蚀状况。结果表明:基于土壤侵蚀分类分级标准计算的土壤侵蚀强度大于基于RUSLE模型的计算结果;两种方法计算的微度侵蚀差别最小,而在其它侵蚀强度等级上差别较大;两种方法计算结果均表明,盆古小流域2008—2011年间土壤侵蚀强度整体上由强转弱,且呈现中度以下的土壤侵蚀面积增大、中度及中度以上的土壤侵蚀面积减小的趋势。     

黄土高原不同生物气候区土壤侵蚀动态变化研究

基于地理信息系统(GIS)和遥感(RS)技术,利用修正的通用土壤流失方程(RUSLE)模型,结合遥感影像、数字高程数据(DEM)、土壤类型数据及相关统计资料确定了模型参数因子,在重点分析我国黄土高原不同生物气候区降雨侵蚀力因子和植被覆盖因子时空变化特征的基础上,计算出各区2000~2012年土壤侵蚀模数,分析了土壤侵蚀强度的时空动态变化特征。结果表明:区域多年平均土壤侵蚀量为1.35×109t,土壤侵蚀模数为2 264 t/(km2·a)。土壤侵蚀强度以微度侵蚀和轻度侵蚀为主,侵蚀面积比例为74.31%;近13 a来,黄土高原的土壤侵蚀强度呈显著降低的变化趋势(P=0.03),平均每年减少54.22 t/(km2·a)。土壤侵蚀正在向微度、轻度土壤侵蚀转变,土壤侵蚀模数减少的区域占整个侵蚀区域的69.05%,增加的区域占30.95%。研究结果对黄土高原区域生态恢复和生态建设具有一定的指导意义。     

基于最大变化率的陕西省土壤侵蚀变化驱动因子分析

陕西省是我国水土流失严重省份和黄河的主要产沙区,为了给陕西省及黄河流域水土流失治理提供理论参考,基于逐月降水量数据和土壤属性、NDVI、DEM、土地利用等数据,采用RUSLE模型计算土壤侵蚀模数,并采用最大变化率法对2000—2015年陕西省土壤侵蚀强度时空变化的主要驱动因子进行了识别。结果表明：陕西省土壤侵蚀分布异质性较强,剧烈和极强烈侵蚀主要分布在陕北地区、少数分布在关中地区北部区域;2000—2015年陕西省土壤侵蚀强度总体呈现下降趋势,其中陕北地区土壤侵蚀强度一直呈下降趋势、关中和陕南地区呈现先升后降的变化趋势;陕西省土壤侵蚀强度时间变化的主要驱动因子,2000—2005年为降雨侵蚀力和植被覆盖,2005—2015年为降雨侵蚀力,2000—2015年长时段总体上为植被覆盖;陕西省土壤侵蚀强度空间变化主要驱动因子为植被覆盖和地形,其中榆林、铜川、宝鸡、西安、商洛、安康、汉中七市的主要驱动因子为植被覆盖,渭南、咸阳两市的主要驱动因子为地形,延安市的主要驱动因子为降雨侵蚀力。最大变化率法可用于识别土壤侵蚀时空变化的主要驱动因子,但在识别时间变化主要驱动因子时对降雨侵蚀力极端值较为敏感...     

云南省土壤侵蚀遥感调查与动态监测分析

利用遥感调查数据成果,论述了土壤侵蚀面积的变化,两头侵蚀强度面积减少、中间侵蚀强度面积增大的原因及土壤侵蚀量的变化,对六大流域进行了动态监测分析,获得了满意结果。     

基于CSLE模型的南、北盘江流域水土流失定量分析评价

水土流失定量评价可为防治水土流失灾害和开展生态环境建设提供科学依据。以多源遥感影像为信息源,基于ArcGIS平台的空间分析与数据管理等功能,获取南、北盘江流域土地利用、植被覆盖、地形坡度等数据,应用中国土壤流失方程(CSLE)计算土壤侵蚀模数,得到南、北盘江流域水土流失监测成果。结果表明,2021年南、北盘江流域水土流失面积共23 966.97 km²,以轻度侵蚀强度为主,流域东北部水土流失较西南部严重;水土流失主要发生在耕地、林地和草地,占总水土流失面积比例达90%以上,各等级园、林、草植被覆盖度均以轻度和中度侵蚀水土流失为主,整个区域水土流失主要发生在6～35°的坡度等级上。整体而言南、北盘江局部区域水土流失问题仍然突出,需以预防和治理相结合的手段改善该区域水土流失状况。     

MODIS数据在湖北水土保持动态监测中的应用

以动态监测湖北省土壤侵蚀为例,提出了一种基于MODIS遥感影像的土壤侵蚀强度快速估测方法,即利用MODIS影像和植被指数模型提取省内的植被覆盖度信息→利用对TM影像的人工解译获取省内的土地利用图→利用数字高程模型数据生成坡度图→结合《土壤侵蚀分类分级标准》,将坡度图与土地类型图、植被覆盖度图空间叠加,判断和计算侵蚀强度等级,最终获得湖北省土壤侵蚀强度图.试验结果表明,相对于2004年,湖北省2005年的水土保持治理工作取得了一定的成效.     

云南省土壤侵蚀遥感调查与动态监测分析

利用遥感调查数据成果，论述了土壤侵蚀面积的变化，两头侵蚀强度面积减少、中间侵蚀程度面积增大的原因及土壤侵蚀量的变化，对六大流域进行了动态监测分析，获得了满意结果。     

东北黑土区重点治理区水土流失监测方案

介绍了东北黑土区重点治理区水土流失监测方案和以遥感影像、野外调查成果等为基础数据源,采用区域“三因子”叠加、小流域模型计算相结合的监测技术评价水力侵蚀状况的工作.通过这个监测方案,能够得到小流域主要水土保持措施的类型、数量和分布,综合分析和探索水土流失规律,从而得到重点治理区全面反映水力侵蚀、水土保持措施现状的报告、数据、表格、图册共四类成果.     

苍南县昌禅溪小流域土壤侵蚀特征研究

以土壤流失方程为理论基础,筛选合理的土壤侵蚀因子计算方法,运用GIS空间分析技术,对苍南县昌禅溪小流域土壤侵蚀特征开展研究。研究结果表明,昌禅溪小流域土壤侵蚀以微度侵蚀为主,其所占面积比例为94.80%;其次,轻度侵蚀面积占3.31%;其他类型侵蚀强度所占比例共计1.89%;小流域内没有出现剧烈侵蚀。在土壤侵蚀研究的基础上,结合小流域现场调查,分析影响小流域土壤侵蚀分布的原因。     

北京市土壤侵蚀定量评价方法研究

区域土壤侵蚀定量评价是制定水土保持规划的重要依据。自2001以来,北京市每年发布水土保持监测公报,向社会公告水土流失状况;为了定量评价年度水土流失状况,北京市持续开展了土壤侵蚀定量评价方法的研究探索:(1)2001—2003年公报采用了基于遥感监测的小区推算法;(2)2004—2011年公报采用了基于降雨侵蚀力模型的小区推算法;(3)2012—2013年公报采用了基于北京市土壤流失方程的定量评价法。对上述3种算法进行比较性研究,总结了各算法的优缺点:小区推算法简单易行,缺点是误差较大;基于降雨侵蚀力模型的小区推算法,需要收集全市降雨站点的数据,在一定程度上提高了分析的准确度;基于北京土壤流失方程的定量评价法,科学合理,避免了小区监测的偶然性和随机误差,但是需要大量基础数据支撑和区域土壤流失方程。     

岷江上游流域土壤侵蚀风险评估

针对岷江上游流域侵蚀现状、特点,在拟定评价指标的基础上,运用GIS加权叠加分析法探究了岷江上游流域侵蚀风险,得出如下结论:(1)陡坡占61.20%,年均降雨量差异较大,土壤土质疏松绵软,地震影响强度高;(2)中度以上侵蚀风险比例为89.31%,土壤侵蚀形势严峻;(3)中度侵蚀风险区主要分布在水网附近,与土地利用类型以及人类生产生活密切相关;重度风险区主要分布在岷江上游流域的西部、西南部和南部周边地区,与"5·12"汶川特大地震密切相关;(4)汶川、理县为重度风险侵蚀关键治理区,黑水、茂县、松潘为中度侵蚀风险治理区。     

黄河下游重塑黏性土抗冲特性试验

黄河下游河床存在典型的分层结构,不同部位对水流抗冲性不同,抗冲性极强的"胶泥层"对河势演变具有重大影响。通过对黄河下游花园口附近黏性土进行取样,开展了黄河下游河岸黏性土起动冲刷的水槽试验。分析了起动切应力随干密度的变化情况,建立了干密度、含水率与淤积历时的关系,拟合了黏性土侵蚀系数与起动切应力的关系式,结果表明:黏性土起动切应力随干密度的增大而增大,两者呈幂函数关系;当淤积历时较短时,黏性土干密度(含水率)随淤积历时的增大而增大(减小),两者呈对数函数(指数函数)关系;黏性土侵蚀系数随起动切应力的增大而减小,两者呈幂函数关系;同时研究发现,黏性土起动切应力与黏粒含量相关,相同干密度条件下,黏粒含量越高起动切应力越大;黏性土侵蚀系数与该土体的黏粒含量、土体结构相关,黏粒含量越高侵蚀系数越小,相应的其抗冲性越强。     

水泥改性土填筑施工现场试验及其工程应用

水泥改性土填筑施工质量是影响膨胀岩(土)地区渠道边坡稳定性的重要因素。针对南水北调工程水泥改性土换填的实际情况,通过对传统路拌法、拌合站厂拌法施工工艺现场碾压试验结果的分析研究,提出了一种新的水泥改性土换填施工方法——集中场拌法。该方法克服了路拌法和拌合站厂拌法的缺点,已成功运用于南水北调中线工程水泥改性土换填施工中,为类似工程的施工提供了参考。     

宏观根系吸水补偿模型研究进展

根系吸水模型是研究植被耗水规律的关键要素,尤其在干旱-半干旱地区,土壤经常出现水分胁迫状态,使得根系吸水过程更为复杂。为准确描述根系的吸水过程,吸水补偿模型在1989年被概念化并成为一个重要的研究方向,国外进行了大量的研究探索,而国内在该领域鲜有研究。虽然根系吸水补偿模型已取得一定的进展,但其模型本身仍然存在一定的物理缺陷,因此,总结并综合分析根系吸水补偿模型发展历程,指出补偿吸水模型忽视了水分胁迫抑制根系吸水的物理机制,以及植物胁迫指数判定是否进行吸水补偿有一定局限性。在此基础上,提出根系吸水补偿模型应考虑潜在蒸腾量和土壤可利用水量供需关系、植物根系生长环境,补偿模型应耦合植物胁迫函数、土壤水分分布及地下水动态特征。     

基于正交试验的双排抗滑桩的土拱效应影响因素研究

土拱效应对双排抗滑桩的合理布置和优化设计有重要影响,而影响土拱效应的因素较多,引入正交试验的方法,研究了影响抗滑桩土拱效应的六种因素的主次关系,以桩边长、桩间距、岩土体性质、泊松比、接触面参数和排间距六种因素组成六因素五水平的正交实验设计,基于PLAXIS有限元软件对抗滑桩的土拱效应进行了数值模拟。研究结果表明,桩间距、泊松比和排间距是影响土拱效应的主要因素,岩土体性质、接触面参数和桩边长为次要因素,因素间存在耦合作用,各因素取合适的水平,土拱效应会得到较好的发挥。     

不同灌水处理对多砾石砂土膜下滴灌玉米 水分分布特征的影响

为探究不同灌水定额对多砾石砂土膜下滴灌玉米土壤水分分布的影响,采用大田小区对比的试验方法,分析30.0mm、37.5mm、45.0mm、52.5mm、60.0mm五种灌水定额对土壤水分分布的影响。结果表明:同一灌水处理条件下,土壤剖面含水率等值线分布形式的变化过程是"长轴在垂向的椭圆形-长轴在横向的椭圆形-单峰曲线"。灌水24h后土壤含水率达到一个相对的稳定状态,且土壤表面25cm内的含水率明显小于灌后0h土壤含水率;40cm深度处土壤含水率达到最大。不同灌水定额土壤含水率变化趋势一致,随灌水定额的增加含水率等值线图越接近于椭圆形;在垂直方向与水平方向土壤含水率增加幅度分别表现为:中部下部上部、左部中部右部;52.5mm灌水定额处理下不同深度的土壤含水率最接近田间持水率。试验分析认为在多砾石砂土地区52.5mm灌水定额处理是水分分布最优的灌水处理。     

水位波动作用下软土的变形强度特性研究

在我国沿海地区,过量抽取利用地下水引发了明显的地面沉降,限制开采量、人工回灌地下水对减轻地面沉降具有显著效果。开采与回灌地下水促成了地下水位的大幅波动,使得沿海地区广泛分布的软土层发生了明显的沉降与回弹变形。为了研究软土在水位波动作用下的变形和强度特性,利用沉降柱试验装置模拟地下水位波动,对不同水位波动次数作用后的软土试样进行了高压固结试验、直剪试验和三轴试验,研究了水位波动次数对软土变形性状的影响,给出了用初始强度指标和含水量表示的、不同水位波动次数作用后的软土残余强度表达式。试验结果表明:随着水位波动次数的增加,软土的变形特性增强而强度特性降低,黏聚力和内摩擦角随波动次数的增加呈近似线性降低;相同水位波动次数下软土试样的强度指标随含水量的增加呈明显下降趋势。研究成果对于探索城市地下水位波动对地面沉降和承载力变化的作用机理,提高科学决策水平及减轻环境地质灾害有着重要实际意义和应用价值。     

分布式水文模型对水质监测数据的补充及污染源分析

水质现状监测对水环境影响评价、水环境治理具有重要作用。目前,水质现状监测数据存在监测频率低、监测难度大、影响因素复杂及信息化程度低等问题。为此,采用了分布式水文模型对水质监测数据进行补足,并追根溯源分析污染物来源。以都匀市剑江河流域为例,基于水文气象、下垫面数据及仅有的2010-2014年的四个断面不同步的水质数据,建立SWAT分布式水文模型模拟总磷污染物。结果表明,使用分布式水文模型不仅可以补足剑江河流域四个监测断面同期的总磷数据,还可以追根溯源得出该流域总磷污染主要来源于面源污染,同时可以分析出面源污染的空间分布情况以及不同污染类别的占比,该流域中肥料流失为主要污染源,尤其是丰水年的污染占比高达近66%。     

京津冀地区适水发展问题与战略对策

阐述了适水发展理论的产生背景、内涵及对象与任务。适水发展是依靠科技进步,开发利用广义水资源、提高用水效率,根据水资源条件转变用水模式、优化用水结构和水资源配置,拓展水资源开发利用新空间,实现水资源可持续利用。从适水发展的角度,系统分析了京津冀发展面临的严峻的水资源问题,主要有水资源极度短缺、用水压力大、生态持续恶化和非常规资源资源利用程度低等问题,严重制约京津冀协同与可持续发展。针对存在的主要问题,提出了京津冀走适水发展道路的战略对策,实行水资源开发利用的多方面战略性转变,重塑京津冀适水型产业体系,构建适水型现代工业,发展适水型现代农业,建设适水型城市,实现京津冀地区社会-经济-生态健康永续发展。     

滨海湿地原生灌草群落土壤养分与盐分关系

通过灌草群丛划分、土壤采样以及室内测定、数理统计等方法,分析了黄河三角洲原生湿地灌草群落土壤的养分、盐分分布特征及相互关系,发现原生灌草群落土壤可溶性盐的垂直分布变异性较大,其中,碱蓬群丛与柽柳群丛土壤可溶性盐分布具有较强的表聚性,而土壤有机质含量表现为芦苇群丛>柽柳群丛>碱蓬群丛,且灌草群落中土壤C/N值都大于5,表明其有机质腐殖化程度较高。另一方面,土壤全氮与有机质存在明显的线性正相关;而土壤全盐与有机质、全氮之间存在明显的倒数关系,表明全盐对二者的制约作用,其中15~20g/kg的土壤盐分范围对应的是土壤全氮、有机质由迅速减少向缓慢减少的变化趋势。研究结果可以为盐碱土改良提供重要参考。