红壤高陡边坡新型生态修复喷混植生基材试验

边坡生态修复是输变电工程建设的一项重要内容,传统的喷混植生技术使用水泥作为粘结剂导致基材植被出芽率较低,制约了生态修复效果。以红壤区输变电工程高陡边坡为研究对象,用高分子化学粘结剂海藻多糖代替水泥,外加生态肥料和纤维,以狗牙根为植物物种,开展室内直剪试验和盆栽试验,分析红壤新型喷混植生基材的力学和植生性能。结果表明:海藻多糖和纤维是影响新型喷混植生基材黏聚力的主要因素,对于狗牙根出芽率,海藻多糖与其呈负相关,生态肥料与其呈显著正相关,纤维对其无显著影响;海藻多糖提升基材黏聚力的最佳掺量为1%,纤维的掺入也能提高黏聚力,且掺量为0.75%时达到峰值;当海藻多糖掺量为1%,生态肥料掺量为5%时,狗牙根出芽率达到100%,有较好的应用效果。研究成果可为红壤高陡边坡生态修复提供新的技术参考。

紫鹊界梯田原生态自流灌溉的环境因素探析

紫鹊界梯田位于湖南省新化县水车镇,是一处新发现的我国古代农耕稻作文化遗存。从水流运动与循环角度对紫鹊界梯田原生态自流灌溉过程进行分析,并在此基础上对影响该过程的因素进行系统归纳与分析。梯田自流灌溉过程是地面灌溉与地下灌溉的耦合过程,雨季以地面灌溉为主,旱季以地下灌溉为主。影响该过程的因素主要有植被、地质、地貌、人类活动及气候等,这些因素对实现梯田的自流灌溉缺一不可。植被拦截和接纳降水,构成地面灌溉水源,特殊地质形成地下"隐形水库",构成地下灌溉水源,两者一道对梯田区水资源进行调配,保障梯田在旱季得以灌溉。梯田区气候特征的垂直性变化,增大了灌溉过程输入性水源的补给。当地农民对梯田精耕细作,实现了对梯田灌溉水源的"开源"与"节流"。特殊地质限制地下灌溉速度,而中山地貌和相对较陡的坡度,加快地下灌溉速度,两者在相互作用中取得平衡,从而保障旱季地下灌溉的时长。

生产建设项目超大型弃渣场水土保持监控方案探讨

随着“放管服”改革的深入,对超大型弃渣场的监控已成为水土保持监测工作的最主要关注点之一。作者将视频监控与调查监测、地面观测、无人机遥感等技术相融合,构建了针对超大型弃渣场的水土保持监控方案。首先,根据监控内容,提出了监控总体思路。然后,重点从3方面阐述了视频监控关键技术:信息采集由前端单元摄像头完成,摄像头应根据现场合理布设;信息存储由前端单元内大容量存储硬盘实现,信息传输基于4G无线网络,能自动判别定时或选择性传输;信息管理与使用基于中心管理平台,平台接收、存储、汇总及分析信息,实现客户端单元对弃渣场的有效监控。最后,探讨了不同方法的融合:基于中心管理平台,不同来源信息存储为数据层,然后经逻辑关联,形成统一接口的特征层,再按监控要求,计算输出具体监控指标的决策层,同时可输出水土保持监测季度、年度、总结性或专题成果。本文构建的方法简便、实用,可切实提高超大型弃渣场水土保持监测技术水平。

河流溶解性物质解吸数学模式比较与分析

针对河流溶解性物质侵蚀时的界面解吸过程,总结了计算可溶性物质解吸总量时最具代表性的稳态模型,包括Herry模型、Langmuir模型、Freundlich模型和表面络合模型,并运用以Ca2+为可溶性物质特征离子的静态试验成果,验证了上述各种模型的有效性。通过比较和分析发现,由于可溶性物质在解吸和吸附时初始赋存状态的差异,这些模型都未有考虑可溶性物质解吸时的扩散过程。最后,对溶解性物质的解吸模式进行了分析,指出溶解性物质解吸是扩散与离子交换综合的过程;并在此基础上,对现有模型进行了改进,把可溶性物质解吸总量分成扩散总量和离子交换总量两大部分。

紫鹊界梯田区植被凋落物水资源调配特性

通过野外调查和室内实验,分别对紫鹊界梯田区植被凋落物的蓄水与泄水等水资源调配特性进行探讨。结果表明,梯田区各群落凋落物的储量分别为杉林1.82t/hm2,竹杉林1.46t/hm2,竹林1.23t/hm2,板栗林0.95t/hm2和荒草0.73t/hm2。凋落物的蓄水表现为吸水过程,各凋落物浸泡8h后,吸水基本饱和,浸泡24h时最大持水率依次为竹杉林420%,竹林310%,荒草283%,杉林252%和板栗林226%。凋落物泄水的实质为释水,在释水24h后,各凋落物并未达到稳定状态,此时杉林、竹林、板栗林、荒草及竹杉林凋落物的释水率依次为188%,161%,148%,126%和124%。凋落物持水率与浸泡时间之间、释水率与释水时间之间存在对数函数关系,吸水速率与浸泡时间之间、释水速率与释水时间之间满足幂函数关系。凋落物蓄水能力的大小与其泄水能力的强弱并不一致,且蓄水远快于泄水。最后,建立了凋落物水资源调配能力计算式,并用于紫鹊界梯田区,计算结果表明,该区域5种植被凋落物水资源调配能力遵循竹杉林>杉林>竹林>荒草>板栗林的顺序。

Na^+对河流溶解性物质解吸规律影响的试验研究

以Ca2+解吸总量和解吸平衡溶液的pH值作为溶解性物质解吸的特征指标,采用静态试验方法,初步研究了解吸溶液中的Na+对溶解性物质解吸规律的影响。结果表明,颗粒物成分和粒径相同时,随着解吸溶液中Na+初始浓度的升高,溶解性物质解吸总量逐渐增大,并趋于一极大值,溶解性物质解吸总量的增加值逐渐减小;颗粒物成分相同而粒径不同或颗粒物粒径相同而成分不同时,同一Na+初始浓度下,溶解性物质解吸总量不等。解吸溶液中Na+初始浓度相同时,对于不同种类的溶解性物质,其解吸总量随颗粒物成分或粒径变化的规律不同。颗粒物成分和粒径相同时,在同一Na+初始浓度下,不同种类溶解性物质的解吸过程具有较好的伴随特性。

水蚀区生产建设项目用地开挖面分类体系及其应用

开挖面广泛存在于各种类型的生产建设项目用地,对其进行分类,是构建开挖面土壤流失量测算模型和方法、指导生产建设项目用地开挖面水土流失监督执法的基础。以我国东部水蚀区为背景,通过对东北黑土区、北方土石山区、西南土石山区及南方红壤区内多个不同类型生产建设项目用地开挖面的实地调查,在总结分析水蚀区开挖面特征及水土流失特性的基础上,构建了开挖面分类体系。体系划分为3个层次:第1层次按照开挖面质地与物质组成,把开挖面分为均质面和非均质面;第2层次根据开挖面上方有无来水,把开挖面分为无汇水影响开挖面和有汇水影响开挖面;第3层次按照开挖面形成的时间,把开挖面分为非稳定面和稳定面。该分类体系,不仅打破了现行工程边坡分类中区域性和行业性的界限,而且为开挖面土壤流失量测算模型和方法构建奠定了基础。最后,对分类体系在土壤流失测算中的应用提出了建议。

弱动力水流中粘性泥沙作用下水流流速沿垂线分布的试验研究

采用玻璃水槽试验的方法探讨了弱动力水流中粘性泥沙作用下水流在水流条件、含沙量及水质条件共同影响下,流速沿垂线的分布规律。结果表明:弱动力水流流速的垂线分布有其自身的特点,流量较大或含沙量较小时,都基本遵循对数分布规律;流量较小且含沙量足够大时,流速的垂线分布呈横向抛物线形,并出现明显的分层现象;此现象出现后,当含沙量较大、流量减小,或流量较小、含沙量增大时,流速极大值增加、位置向床面下移,流量较小、含沙量较大时,随着钙离子浓度的增加,流速极大值增大,且其位置更贴近床面。

新形势下关于长江采砂管理的思考

采砂管理一直是长江流域管理工作的一项重要内容。通过对现有研究成果的分析与总结,在归纳长江河道采砂管理已取得的经验基础上,分析了长江河道采砂现状,指出目前采砂管理中存在的问题,并针对现存问题,结合长江经济带发展需求,提出了在新形势下进一步加强长江河道采砂管理的相关建议。

水利预算绩效管理工作成效与思考

一、水利预算绩效管理成效水利预算绩效管理工作开始于21世纪初,经过近10年的探索,水利预算绩效管理工作逐步实现了从＂过程管理＂到＂效果管理＂、从＂事后考评＂到＂事前设定绩效目标、事中实施绩效监控、事后进行绩效评价＂全过程绩效管理的转变。各部门、各预算单位绩效理念和效率观念初步形成,预算绩效管理制度逐步建立,部门预算绩效管理的组织领导体系日臻完善,

河流溶解性物质解吸研究进展与分析

解吸是河流溶解性物质侵蚀的重要表现形式,对流域内水土流失及水环境的变化有着重要的影响。从微观界面过程与宏观迁移过程角度,分析了溶解性物质解吸的理论模式;归纳了影响溶解性物质解吸的因素,并对主要因素影响溶解性物质解吸的规律进行了探讨;总结了在溶解性物质解吸时随河道水体迁移的宏观迁移模型方面所取得的成果。在此基础上,指出了河流溶解性物质解吸研究中存在的问题,并对其研究趋向进行了展望。

河流溶解性物质侵蚀研究综述

河流溶解性物质的侵蚀对流域内水土流失及水环境的变化有着重要影响。从可溶性物质侵蚀的微观界面过程及宏观迁移过程出发,讨论了溶解性物质侵蚀的微观界面模式;归纳了影响河流溶解性物质侵蚀的因素,并对主要因素影响可溶性物质侵蚀的规律进行了分析;概括了在可溶性物质随坡地径流迁移及在河道水体中迁移的宏观迁移模型方面所取得的成果。在此基础上,指出了河流溶解性物质侵蚀研究中存在的问题,并对其研究趋向进行了展望。

水质特性影响下的Ca^(2+)解吸试验研究

为了探讨河口地区泥沙颗粒与溶解性物质之间的界面作用,以对天然河道细颗粒泥沙的运动有较大影响且含量相对较高的Ca2+作为典型离子,采用静态试验方法,初步研究了解吸溶液中阳离子初始浓度、种类及伴随阴离子差异等水质特性对Ca2+解吸规律的影响。结果表明,随着解吸溶液中阳离子初始浓度的增加,Ca2+解吸总量呈增加趋势,且趋于一极大值,解吸总量的增加值逐渐减小;H+条件下的Ca2+解吸总量最大,NH4+时次之,Na+时最小;Cl-伴随条件下的Ca2+解吸总量略大于NO3-;对Ca2+解吸起主要影响作用的是阳离子,而非阴离子。

全坡面水土流失时空分异规律及观测技术研究进展

全坡面是介于传统坡面和流域尺度之间,进行水土流失多尺度观测与转换的基本单元。在分析水土流失基本单元的基础上,界定了全坡面的范围,确定全坡面是位于分水岭之间从坡顶到坡脚表现为单一坡面的独立集水单元。坡长、坡度、坡位和土地利用分布格局等空间异质性是区别于传统研究坡面,影响全坡面水土流失空间分异规律的关键因素。径流、泥沙、碳、氮、磷等水土流失通量物质,是全坡面侵蚀规律研究的关键要素。全坡面关键要素迁移转化是一个复杂的物理化学过程,而目前的观测技术难以对各要素进行高效的识别、提取与定量分析,亟需建立全坡面观测技术体系。通过对全坡面水土流失时空分异规律及观测技术的研究,可为构建水土流失多尺度嵌套观测体系,模拟预测不同尺度下侵蚀产流产沙过程提供重要参考和依据。

无人机遥感技术在生产建设项目水土保持监测中的应用——方法构建

无人机遥感为水土保持监测提供了新的技术支撑手段,但这一技术在水土保持监测工作中的应用尚处于起步阶段,还未形成统一、有效的方法与标准。研究将无人机遥感技术与水土保持监测现行的规范规程相结合,从基础数据获取、监测信息提取及信息在水土保持监测中的应用等3方面,构建基于无人机遥感的生产建设项目水土保持监测方法,并将其应用于工程实例。基础数据获取包括飞行规划设计、原始数据获取及原始数据处理3个步骤,最终生成DEM和DOM成果;监测信息提取可在DEM或DOM成果的基础上进行,通常包括土地利用类型、监测对象位置、长度、面积及体积等;信息应用主要是结合相关规程规范,将提取出的有效信息,逐一应用到生产建设项目水土保持监测工作中。应用结果表明,研究构建的方法简单实用,可提高无人机遥感在水土保持监测中应用的技术水平,为生产建设项目水土流失防治提供技术支撑。

无人机遥感技术在生产建设项目水土保持监测中的应用——以鄂北水资源配置工程为例

无人机遥感技术在水土保持监测工作中的应用尚未形成统一有效的方法与标准,针对这一问题,笔者以鄂北地区水资源配置工程为例,从遥感基础数据获取、基本监测信息提取、监测信息应用3个方面,开展水土保持监测实例分析。首先,针对案例工程的几个典型区,在航拍的基础上,利用Agisoft Photoscan Professional软件处理原始影像,获取各区域的DOM和DEM成果,其水平精度分别可达0.05和0.2 m。然后,基于DOM和DEM提取监测对象的土地利用类型、位置、面积、体积等信息,构建三维虚拟模型。结果表明计算机自动识别更加快速,但存在将监测对象的阴影、苫盖误判为植被的问题。最后,将提取的信息逐一应用于案例工程的水土保持监测工作,直接获取各典型区扰动土地面积、弃渣体积、苫盖与否、苫盖面积等监测结果。无人机监测结果与运用传统方法监测的结果对比表明,2种方法的监测结果均满足相关技术要求,但无人机监测效率是传统人工监测效率的3~5倍。成果可为无人机遥感技术在水土保持监测中的应用提供有效的方法借鉴。

河床表面分形特征及其分形维数计算方法

将分形原理、地理信息(GIS)技术与河床演变理论相结合,以河道水下地形图为基础,首先通过编程自动提取高程数据,利用GIS软件建立河床表面数字高程模型,然后以此来计算河床表面的分形维数,并对投影覆盖法进行了改进.最后对比了各河段不同时期的床面分维数,初步探讨了其物理意义.研究表明,该方法用来计算复杂表面的分维数高效准确,为计算河床表面分形维数提供了一个新的途径.同时河床表面分维数具有时空变异性,能定量反映床面的冲淤起伏程度,与河床演变中的河势和河型都有内在关系.这在河床演变及河流动力学具有一定的应用价值.

工程开挖面特征及土壤流失量快速监测方法探讨

工程开挖面是人为水土流失的主要来源之一，准确、快速监测工程开挖面水土流失量具有重要的现实意义。在对全国四大片区不同工程类型开挖面调查的基础上，提出开挖面分类体系，根据下垫面物质分异特征，分均质面和非均质面，根据有无汇水影响，可进一步分为有汇水影响开挖面和无汇水影响开挖面。开挖面下垫面一般紧实度高，干密度大，坡度大多在30°～70°，坡长主要为10m左右，开挖时间大多在2a之内。经分析推导，界定开挖面土壤流失量的监测精度为t，水土流失形式主要为沟蚀。综合开挖面特征及水土流失特点，确定工程开挖面土壤流失量监测重点对象为有汇水影响、出现沟蚀、2a内的开挖面已发生的土壤流失量。在综合比较现有监测技术方法的基础上，提出开挖面土壤流失量快速监测最宜采取三维激光扫描仪。

桩式丁坝局部冲刷深度试验研究

针对桩式丁坝局部冲刷特性及其最大冲刷深度,在总结前人研究的基础上,进行了桩式丁坝清水冲刷动床试验.试验中挑角范围在30—135°之间,透水率范围在0—40%之间,通过试验分析了其冲刷坑形态,冲刷深度影响因素和机理.研究结果表明:桩式丁坝局部冲刷坑呈"V"形槽状,最低点位于桩根附近,整个冲刷槽最大冲刷深度位于坝头,由绕坝水流所导致.冲刷深度随河宽缩窄率增大而增大,随透水率增大而减小,正挑时丁坝的冲深最大,同时还与Fr和床沙级配有关.最后,通过量纲分析建立了非淹没桩式丁坝局部最大冲刷深度的计算公式,该式将桩式丁坝冲刷深度与其影响因素直接联系起来,能够定量反映其影响规律,其计算结果与试验数据符合良好,可为实际工程设计提供参考依据.

洱海典型灌区小流域土地利用类型对流域产流产沙及非点源氮磷流失影响规律模拟

以洱海的洱源典型小流域为研究区,基于SWAT模型,模拟了2001-2014年不同土地利用条件下灌区产流、产沙及非点源氮磷的流失规律。结果表明,不同土地利用类型的总径流产流能力由强到弱依次为林草地、水田、旱地。不同土地利用类型产沙量、总氮、总磷排放总量及单位面积排放量均呈现出旱地>水田>林草地的规律。由此可知,旱地和水田的氮、磷排放是灌区农业非点源氮、磷污染的主要来源。因此,选择合理的农田管理措施,有效控制旱地、水田的氮、磷排放是防控灌区农业非点源氮、磷污染的关键。