青海群科某地区工程水文信息提取应用研究

通过无人机三维倾斜摄影测量技术获得青海群科某区域影像数据,并提取该地区高程数据,基于ArcGIS软件得到该地区三维可视化tin模型,利用表面分析工具对该区域坡向、坡度和阴阳坡等地表特征进行提取,并分析区域高低起伏变化特征。基于水文分析模块,对该区域进行填洼、流向和流量分析等操作,提取不同阈值条件下的河网,并分析对比各阈值条件下的河网特征。结果表明,提取的研究区地表特征和水文信息与原始地形地貌和水流分布情况基本符合,因此利用DEM提取水文信息是可行且有效的。

ArcGIS环境下基于DEM的地形指标和水文信息提取分析

采用无人机倾斜摄影测量技术,获得青海省某一区域影像和高程数据,基于ArcGIS强大的数据分析和处理能力,生成研究区三维可视化模型,并计算该区域坡度变率、坡向变率、地形起伏度和地面粗糙度等地形变化指标,提取山脊线和山谷线等地形特征参数,分析研究区地形地貌分布与变化情况。在此基础上,对研究区进行洪水淹没分析,模拟不同淹没深度条件下淹没区域变化情况。

黄土区灌木柠条锦鸡儿根-土间摩擦力学机制试验研究

为系统研究灌木植物根系的拉拔摩擦力学机制,该项研究在西宁盆地黄土区的自建试验区内选取生长期为2 a的柠条锦鸡儿作为供试种进行根系拉拔摩擦试验。试验结果表明:柠条锦鸡儿主根的作用主要为提供根-土间静摩擦力,侧根的作用则主要表现为增大根-土间最大静摩擦力、根-土间最大摩擦力及根-土间最大摩擦力对应的根系位移;柠条锦鸡儿根-土间最大摩擦力随着根系总表面积、根系总体积、根系总长、根系总干质量、侧根数5个根系形态学指标的增加而增大,根-土间最大摩擦力与5个根系形态学指标之间可建立幂函数关系,且通过相关性分析可知,根系总表面积是与柠条锦鸡儿根-土间最大摩擦力相关程度相对较为显著的根系形态学指标;在本试验条件下(土体质量含水率15.1%,密度1.65g/cm3)由单根(不含侧根的主根)拉拔摩擦试验所得到的柠条锦鸡儿主根与土体间静摩擦系数为0.738 9±0.04,该值显著大于区内不含根系土体内摩擦系数0.504 0±0.03,表明柠条锦鸡儿根-土界面间的摩擦力值及抵抗变形的能力大于不含根系土体。该项研究结果对于进一步探讨研究区灌木根系的拉拔摩擦力学机制,以及科学有效地防治坡面水土流失、浅层滑坡等地质灾害具有指导意义和实际应用价值。

含盐量对亚硫酸盐渍土抗剪强度影响的试验

为探讨含盐量对盐渍土抗剪强度的影响,该研究对采自于青海柴达木盆地大柴旦盐湖地区的盐渍土进行了洗盐试验以获得素土试样;根据该区盐渍土类型及盐渍化程度,在洗盐后土体中分别加入不等量的无水硫酸钠(Na2SO4),以获得不同含盐量的人工配制硫酸盐渍土,并对上述不同含盐量的人工配制硫酸盐渍土开展室内直接剪切试验。试验结果表明,洗盐试验后土体中的易溶盐离子含量及p H值均显著低于洗盐前盐渍土;当土体密度和含水量分别为1.41 g/cm3和25.68%时,洗盐后土体粘聚力c值和内摩擦角φ值分别为14.8 k Pa和26.5°,均高于洗盐前盐渍土的粘聚力值(6.7 k Pa)和内摩擦角值(24.6°);不同含盐量梯度条件下的人工配制硫酸盐渍土的粘聚力和内摩擦角,随土体含盐量增加均表现出先减小后增加的变化特征。当含盐量由0.74%增至5.17%时,人工配制硫酸盐渍土粘聚力c值和内摩擦角φ值均呈逐渐减小的变化规律,当土体含盐量由5.17%增至14.17%时,人工配制硫酸盐渍土粘聚力c值和内摩擦角φ值均表现出增加的变化规律,且当含盐量为5.17%时,其粘聚力c值和内摩擦角φ值分别为8.3 k Pa和26.1°,均为最小值,即该值对应的含盐量值即为人工配制硫酸盐渍土的含盐量阈值。本项研究成果对于进一步探讨含盐量变化对盐渍土抗剪强度影响,及含盐量变化与盐渍土粘聚力和内摩擦角之间的关系等方面具有理论研究价值和实际意义。

寒旱环境盐生植物根-土复合体抗剪强度影响因素试验研究

为探讨寒旱环境盐生植物根系对增强土体抗剪强度的贡献,本项研究以柴达木盆地尕斯库勒盐湖区及其周边地区作为试验区,选取区内海韭菜(Triglochin maritimum Linn.)、芦苇(Phragmites australis Trin.)、无脉苔草(Carex enervis C.A.Mey.)、赖草(Leymus secalinus Tzvel.)、洽草(Koeleria cristata(L.)Pers.)5种优势盐生草本植物作为供试种,通过野外采集根-土复合体原状和不含根系的素土试样,且由表层向下层分层制取直剪原状试样方法,分别进行复合体和素土试样的室内直剪试验,分析不同取样位置深度处的含水量、垂直压力、根系分布形态、含根量以及根面积比5种因素对根-土复合体抗剪强度的影响。试验结果表明:随着取样深度位置处土体含水量增加,复合体黏聚力c值呈逐渐降低变化规律;5种植物根-土复合体和素土试样垂直压力和抗剪强度之间符合莫尔-库仑准则,5种植物根系起到浅层加筋作用且抗剪强度增幅为3.26%~57.18%。随着海韭菜和芦苇根-土复合体试样的根面积比(RAR)及无脉苔草、赖草和洽草根-土复合体试样含根量的减小,复合体试样黏聚力c值呈降低趋势;根面积比对海韭菜和芦苇根-土复合体黏聚力c值的影响程度,以及含根量对无脉苔草、赖草和洽草根-土复合体黏聚力c值的影响程度均相对大于含水量。5种植物根-土复合体在不同深度处黏聚力c值均显著高于素土黏聚力c值,其增强幅度为9.61%~182.56%,相比较而言,内摩擦角φ值变化相对较小。区内海韭菜根系对土体抗剪强度的增强作用相对较为显著,其次为芦苇、无脉苔草、赖草、洽草。该项研究结果对于进一步评价盐生植物根系增强土体强度作用,以及与试验区地质条件相类似的地区采用盐生植物有效防止水土流失、浅层滑坡等地质灾害具有实际指导意义。

内陆盐湖环境输电线路沿线软弱盐渍土工程特性及工程对策探讨

察尔汗地区有多条输电线路穿越盐湖工业采矿区,而输电线路沿线软弱盐渍土特有的工程特性和塔基附近复杂的影响因素对输电线路勘察、设计、施工及后期安全运维有重大影响。本文以察尔汗盐湖软弱盐渍土区输电线路工程建设为研究重点,在已有研究资料和现场岩土勘察成果基础上,总结软弱盐渍土的工程特性,分析盐湖软弱盐渍土区铁塔基础稳定影响因素,最后对输电线路建设的工程对策给出建议,以期为内陆盐湖软弱盐渍土地区输电线路工程建设提供参考。

青海柴达木盆地盐湖区5种盐生植物根-土复合体抗剪强度影响因素及评价

为探讨高寒干旱环境下盐生植物根—土复合体抗剪强度影响因素以及复合体抗剪强度特征,选取了位于柴达木盆地西北部的尕斯库勒盐湖区作为研究区,筛选出芦苇、海韭菜、无脉苔草、赖草和洽草5种优势盐生植物作为试验供试种,对其进行了室内根—土复合体原状试样直剪试验,分析了复合体容重、含水量、根长密度(RLD)、根重密度(RWD)和根面积比(RAR)5种因素对根—土复合体抗剪强度影响;在此基础上,采用灰色关联法进一步评价了上述5种因素对复合体抗剪强度的影响程度,结果表明:盐生植物根—土复合体粘聚力c值、摩擦角φ值与影响因素间的灰色关联度容重为0.740,0.879,含水量为0.698,0.849,根重密度为0.692,0.609,根长密度为0.655,0.519,根面积比为0.631,0.569;5种盐生植物根—土复合体粘聚力c值与5种影响因素容重之间的关系相对较为显著。其中芦苇根系增强土体粘聚力c值作用相对较为显著,其根系在土体中呈近似垂直状分布,故在试样中根系多数穿过剪切面,即当复合体发生剪切变形时,试样中根系基本均能起到抵抗剪切变形作用。该研究成果对研究区及其周边地区有效防治坡面水土流失、浅层滑坡等地质灾害现象发生具有一定理论研究价值和实际指导意义。

寒旱环境盐胁迫条件下两种草本植物的根系力学特性研究

选取适宜于西宁盆地及其周边地区生长的2种优势草本植物垂穗披碱草(Elymus nutans Griseb.)和细茎冰草(Agropyron trachycaulum(Linn.) Gaertn.)作为试验供试种,通过室内种植培育方式,采用浓度梯度分别为50 mmol/L、100 mmol/L、150 mmol/L、200 mmol/L的Na_2SO_4溶液对2种植物进行盐胁迫处理。在盐胁迫试验处理后的第15 d、30 d和45 d,分别测定2种植物单根抗拉力和单根抗拉强度。结果表明:相同盐胁迫浓度时,2种植物单根抗拉力随生长期增长而逐渐增大,单根抗拉强度随生长期增加而逐渐降低;相同生长期,2种植物单根抗拉力随着胁迫液浓度由0 mmol/L增加至200 mmol/L时,表现为逐渐减小趋势;进一步研究表明,在相同胁迫浓度和相同生长期条件下,细茎冰草单根抗拉力和单根抗拉强度分别较垂穗披碱草高0.008～0.025 N和9.646～72.807 MPa;2种草本植物单根抗拉力与根径之间呈指数函数关系;2种草本单根抗拉强度分别随根径的增加而逐渐减小,且均与根径呈幂函数关系。研究成果对于进一步探讨寒旱环境盐胁迫条件下,草本植物根系力学强度特征及其变化规律具有重要理论价值,同时对于有效防治研究区水土流失、浅层滑坡等地质灾害的发生具有实际指导意义。

盐生植物根系增强土体抗剪强度效应试验研究

以大柴旦盐湖区及其周边地区作为试验区,选取海韭菜、芦苇2种优势盐生植物作为供试种,通过对2种盐生植物根—土复合体试样和素土试样进行剪切试验,探讨了盐生植物根系对土体抗剪强度增强作用以及土体抗剪强度的影响因素。结果表明:2种植物根—土复合体试样粘聚力值为13.48~21.87kPa,不含根系素土试样粘聚力值为8.45kPa,与不含根系素土相比,根—土复合体的粘聚力值增长量为5.03~13.42kPa,其增长幅度为59.53%~158.82%;海韭菜根—土复合体试样粘聚力值大于芦苇,2种盐生植物根—土复合体试样粘聚力值与2种盐生植物在一定范围内的根系含量之间呈正相关关系,同时一定程度上表明了试验区2种植物根系增强土体强剪强度的机制表现为,在一定范围内根—土复合体中根系密度和数量愈高则其对土体抗剪强度增强程度相对愈显著,且海韭菜对土体粘聚力的增强作用显著大于芦苇。该研究成果对研究区以及与该区地质条件相类似的其他地区利用盐生植物增强土体抗剪强度,以实现有效地防治地表水土流失、浅层滑坡等地质灾害具有理论研究价值和实际指导意义。

柴达木盆地尕斯库勒盐湖区盐生植物吸盐效应及其耐盐性评价

选取柴达木盆地尕斯库勒盐湖区作为研究区,筛选出了9种优势盐生植物,开展了盐生植物生长区土体颗粒、容重、含水量等物理性质指标,以及土体中HCO 3^-、Cl^-、SO 4^2-、K^+、Na^+、Ca ^2+和Mg^ 2+7种易溶盐离子含量试验测试,分析了区内芦苇、海韭菜等9种盐生植物茎叶和根系部分HCO 3^-、Cl^-等7种易溶盐离子含量及其分布规律。在此基础上,探讨了区内9种盐生植物对易溶盐离子吸收作用及其差异性;采用盐生植物地上茎叶部分K+/Na+比值结果,定量评价了区内9种盐生植物耐盐性及变化规律。结果表明,区内9种盐生植物茎叶部分K+/Na+比值由大至小依次为:小花棘豆0.84、羊齿天门冬0.58、白刺0.55、盐地风毛菊0.52、海韭菜0.50、无脉苔草0.47、洽草0.41、芦苇0.39和赖草0.34。研究结果可为尕斯库勒盐湖区及其周边地区利用盐生植物改良土壤盐渍化提供理论支撑。

柴达木盆地尕斯库勒湖区盐生植物改良土壤盐渍化效应及其贡献评价

在柴达木盆地尕斯库勒盐湖区,通过对芦苇、赖草、海韭菜、无脉苔草、洽草、盐地风毛菊、羊齿天门冬、小花棘豆和白刺9种盐生植物生长区土壤容重、含水量、全盐量、pH值、全氮、速效钾、速效磷进行测试分析,研究其对盐渍化土壤的改良效果。试验结果表明:9种盐生植物均可降低土壤容重、全盐量和pH值,提高土壤含水量,其平均全盐量较裸地降低了3.79%~85.40%,平均降低幅度为44.99%,小花棘豆降低土壤容重相对较为显著(17.39%),无脉苔草相对较差(1.37%);盐地风毛菊降低土壤pH值的能力相对较强(5.11%),羊齿天门冬相对较弱;赖草提高土壤含水量相对较为显著(26.05%),白刺相对较差(1.85%)。9种盐生植物可不同程度增加土壤全氮含量,且随取样深度增加全氮含量呈逐渐降低的变化趋势;9种盐生植物坡面地表以下垂直方向0~20cm土体速效磷含量表现出增加趋势,其中在地表以下20~50cm位置速效磷含量增加相对较为显著,土体速效磷含量增加的程度由大至小依次为:小花棘豆、赖草、无脉苔草、海韭菜、白刺、羊齿天门冬、芦苇、洽草和盐地风毛菊。研究结果对于利用盐生植物防治土壤盐渍化,以及进一步提高土壤可持续利用有实际价值。

盐生植物的生态环境意义研究

随着我国人口的不断增长、工业发展,污染问题愈来愈严重,可直接利用的土地资源相对有限,环境问题越来越引起重视。随着各类资源的勘探和开发,现有的可耕土地和可建土地均为极其宝贵且有限的资源。研究了盐生植物的生态环境意义,为生态环境的保护和改善提供了理论依据。

察尔汗盐湖区输电线路杆塔地基溶陷变形分析及防治措施

察尔汗盐湖区盐渍土的溶陷问题一直是困扰该区工程建设的难题。基于该区某输电线路地基溶陷变形事故的调查研究,从含盐量、盐渍土微观结构特征、土层密实度和渗透性、浸水时间和水径流条件、淡水侵蚀大小5方面内外因素分析了其对溶陷变形的控制影响和作用规律。在此基础上,探讨了溶陷变形机理、地基破坏模式以及防治措施,以期为该工程及后期电网工程提供指导和建议。

硫酸盐渍土表观电导率与水分、盐分及粒径关系研究

以西宁盆地北山地区小西沟流域为研究区,以区内硫酸盐渍土为研究对象,通过筛分试验得到了6组不同粒径(<0.075 mm、0.075~0.1 mm、0.1~0.25 mm、0.25~0.5 mm、0.5~1 mm、1~2 mm)的土壤试样,测试了不同含水率、含盐量(Na2SO4)和粒径的土壤试样表观电导率(ECa),分析了ECa与含水率、含盐量和粒径之间的关系,并采用灰色关联法得到了ECa与含水率和含盐量之间的灰色关联度。结果表明:(1)ECa随着含水率、含盐量和粒径的增加均呈增大的变化规律,当粒径为0.075~0.1 mm,含盐量为0.64%,含水率由5%增加至25%时,ECa增大0.99 mS·cm^(-1),增幅为2475%;当粒径为0.075~0.1 mm,含水率为10%,含盐量由0.18%增加至12.18%时,ECa增大1.47 mS·cm^(-1),增幅为864.71%;当含盐量为6.18%,含水率为10%,粒径由<0.075 mm增加至1~2 mm时,ECa增大0.36 mS·cm^(-1),增幅为38.71%。(2)通过建立ECa、含水率和含盐量之间的关系模型,得出在较高含水率(>15%)条件下,ECa与含盐量之间的相关关系(P<0.05)显著于低含水率(≤15%)条件(P>0.05),即当含水率分别为10%和20%,含盐量由3.18%增加至12.18%时,ECa增幅分别为56.41%和128.91%,说明高含水率条件下盐分对ECa的灵敏度显著于低含水率。(3)通过采用灰色关联分析法得到ECa与含水率之间平均灰色关联度为0.80,与含盐量之间平均灰色关联度为0.68,说明当含水率为5%~25%,含盐量为0.18%~12.18%时,ECa与含水率之间的发展态势一致性高于含盐量。该研究结果对于硫酸盐渍土导电特性和盐渍化程度评价具有参考价值。

输电线路基础施工过程中的岩土问题及其对策探讨

岩土工程勘察是输电线路基础工程建设阶段的重要基础工作,根据特高压输电线路工程中不同基础施工过程中出现的常见岩土问题,提出了相应的处理对策和注意事项,同时为提高勘察质量,指出了今后勘察工作中须加强重视的方面,以及设计、施工中注意的问题,以此积累工程建设经验,指导今后勘察设计工作。

基于ArcGIS地统计的同仁330kV变电站土方量计算

土方量的计算作为建筑工程设计与施工的一个重要步骤,其精确性直接关系到工程的费用概算及方案优选。通过采用地统计普通克里金法得到青海同仁330 kV变电站站址高程预测图,并通过预测值与实际值的相关性分析验证该高程预测模型的可行性与适用性;然后基于ArcGIS中的3D Analyst Tools工具,生成原始地表和设计标高面TIN模型,并采用Cut/Fill工具计算站区内土地平整的挖填方量。该方法可真实地反映站区地形信息,实现三维可视化,为复杂地形的土方量计算提供新的方法和思路。

寒旱环境黄土区灌木植物根系拉拔试验及其根系表面微观结构特征研究

为了系统性研究不同根系形态灌木植物根系的抗拉拔特性以及根–土界面微观结构特征对根–土界面摩擦强度的影响,本项试验选取种植于西宁盆地生长期为2 a的灌木植物柠条锦鸡儿、霸王进行室内根系拉拔试验;在此基础上通过扫描电镜方法进一步探讨根系表面微观结构特征及其对根–土界面摩擦强度的影响。试验结果表明:生长期为2 a的灌木柠条锦鸡儿、霸王的根系最大抗拔出力平均值分别为78.89?24.47,67.78?32.82 N,柠条锦鸡儿、霸王根系抗拔出力达到最大值时所对应的根系在土体中相对位移平均值分别为4.02?1.84,10.67?4.04 mm;柠条锦鸡儿根系在拉拔试验中表现出呈完整拔出型和断裂拔出型2种模式,霸王根系表现出断裂拔出型和周皮滑移型2种模式;2种灌木根系最大抗拔出力均随着根系总表面积、根系总体积、根系总长、根系总干质量、侧根数5个根系形态学指标的增加而增大,其中,根系总表面积是对根系抗拔出力影响相对较为显著的根系形态学指标;柠条锦鸡儿根系表面沿轴向方向发育相对密集的凹槽和凸脊,且其表面分布有网格结构,其根系表面微观结构复杂程度大于霸王,根–土界面间的摩擦强度相对强于霸王。柠条锦鸡儿根系相对霸王具有更强的固土护坡能力。该研究结果可为进一步探讨寒旱环境下灌木植物根系与土体相互作用力学机制以及为研究区固土护坡植物的筛选提供参考。

柴达木盆地大柴旦盐湖区盐生植物根-土复合体力学强度试验研究

以柴达木盆地大柴旦盐湖区作为试验区,分别筛选出5种优势盐生植物,即海韭菜(Triglochin maritimum Linn.)、芦苇(Phragmites australis Trin.)、赖草(Leymus secalinus Tzvel.)、毛穗赖草(Leymus paboanus Claus.)和无脉苔草(Carex enervis C.A.Mey.)作为试验供试种,分别对5种盐生植物根-土复合体试样和不含根系素土试样进行了室内直接剪切试验和三轴压缩试验,对比了不含根系素土试样与根-土复合体试样的抗剪强度指标;在此基础上,评价了5种盐生植物根系增强土体抗剪强度作用。试验结果表明:(1)当含水量和密度值分别为29.01%和1.65 g/cm3时,5种盐生植物根-土复合体试样的抗剪强度指标粘聚力c值为10.38~19.19 k Pa,且显著大于素土试样的粘聚力c值5.95 k Pa,内摩擦角φ值未表现出变化规律;(2)相对于不含根系的素土试样,由直剪试验和三轴试验得到的5种盐生植物根-土复合体试样的粘聚力增长幅度分别为16.8%~108.7%、19.2%~113.6%;(3)由直剪试验与三轴试验结果表明,区内5种盐生植物根-土复合体试样抗剪强度大小变化顺序表现出一致的规律性,即由大至小依次为,芦苇、海韭菜、赖草、毛穗赖草、无脉苔草和素土。该项研究结果为区内进一步开展盐生植物增强土体抗剪强度机理等方面的研究具有理论研究价值和实际指导意义。

寒旱环境4种草本和灌木植物耐盐性试验研究

选取4种适宜于西宁盆地及其周边地区生长的老芒麦(Elymus sibiricus Linn.)、垂穗披碱草(Elymus nutans Griseb.)、柠条锦鸡儿(Caragana korshinskii Kom.)、霸王(Zygophyllum xanthoxylon Maxim.)作为供试种,采用室内种植方式进行0、30、60、90、120 mmol/L 5种浓度的Na_2SO_4溶液胁迫试验。研究4种植物地茎(径)、株高、干重等生长指标及地上和地下部分Na^+、K^+、Ca^(2+)、Mg^(2+)、Cl^-、SO_4^(2-)6种易溶盐离子含量,探讨4种植物的耐盐性特征。结果表明:盐胁迫对4种植物的生长具有一定抑制效应,其地茎(径)、株高、干重均逐渐降低,其中盐胁迫条件下对老芒麦的抑制作用相对较为显著,其次为垂穗披碱草、霸王和柠条锦鸡儿;随着胁迫浓度增加,4种植物地上和地下部分Na^+和SO_4^(2-)含量显著增加,而K^+、Ca^(2+)、Mg^(2+)、Cl^-含量呈逐渐降低;柠条锦鸡儿地上部分K^+/Na^+值相对较高,为0.73~9.70,其次为霸王和垂穗披碱草,为0.46~8.35和0.45~7.57,老芒麦相对较低,为0.25~6.12,表明区内4种植物耐盐性由大至小依次为柠条锦鸡儿、霸王、垂穗披碱草、老芒麦。研究结果对于西宁盆地及其周边地区开展利用植物有效防治土地盐渍化具有理论指导意义。

青海柴达木盆地大柴旦盐湖区盐生植物降盐效应

以青海柴达木盆地大柴旦盐湖区作为研究区,选取赖草（Leymus secalinu（Georgi）Tzvel.）、海韭菜（Triglochin matitimum L.）、毛穗赖草（Leymus paboanus（Claus）Pilger）、芦苇（Phragmites australis（Cav.）Trin.ex Steud）等4种优势盐生植物为研究对象,分析了4种优势盐生植物及其植物组合根系周围土体含盐量及其变化规律,探讨了盐生植物及其组合的降盐效果。研究结果表明,4种植物根系周围土体中的盐含量均随着距离根系距离的增大而增加,土体中含盐量逐渐增大且接近背景值,距离根系0-50 cm土体平均含盐量相比距离50-100 cm土体分别降低7.63%、21.79%、44.40%和53.99%;4种盐生植物组合根系在地表以下垂直方向0-10 cm、10-20 cm、20-30 cm深度处,土体含盐量随着距离土体表层深度增加呈逐渐降低。4种盐生植物组合在地表以下垂直方向0-10 cm、10-20 cm、20-30 cm深度处,土体含盐量分别相对素土相同深度处土体含盐量分别下降3.95%-49.01%、1.90%-59.61%、39.62%-71.20%。本项研究结果有助于探讨盐生植物根系周围土体的含盐量水平方向和盐生植物组合垂直方向的变化规律,同时对进一步开展采用盐生植物有效防治区内土地盐渍化具有理论价值和实际意义。