Study on soil erosion dynamics in typical regionof southern China based on remote sensing, GISand gray forecast model

This paper StUdies soil erosion dynamics in the typical region of southem China based onremote sensing, GIS tecndques and gray forecast model. The resultS of survey on Xingguo countyshown the soil eroded area and annual soil erosion amount decreased by 19.09% and 43.05%reSPectively from 1958 to 1988. The results of gray forecast model presented that soil eroded areaincreased from 818.04 km2 in 1988 to 1276.69 km2 in 1995. in the meanthne the total soil erosiollamount decreased from 607.21×104 ba in 1988 to 472. 12 ×104 t/a in 1995. By comparing differentlanduse types, the soil loss modulus of the forest was the lowest with 177. 16~187.75t/km2. a, on thecontraly the bare land was the highest with 10626.76~11265.48 t/km2. a. so the high vegetationcoverage can decrease soil and water loss effectively.

基于数字孪生的水土流失防治责任范围变化预测模型

为建立实用、高效的水土流失防治责任范围变化预测模型,提高合规性判断的准确性,在总结水土流失防治责任范围可撤销性、时空交错性、临时性和条件适用性等4个主要动态特性的基础上,提出一种基于数字孪生的水土流失防治责任范围变化预测模型。数学模型为描述防治责任范围状态的虚拟模型,防治责任范围为物理实体,模型基于防治责任范围变化主要因素的孪生数据,对防治责任范围有效性状态进行评估和预测。结果表明:模型对防治责任范围变化进行预测的正确率提升约38%,具有良好的预测防治责任范围变化的性能,有助于进一步提升提高遥感监管成果的质量,在生产建设项目遥感监管应用领域有一定的借鉴意义。

采煤沉陷对土壤侵蚀与土地利用的影响预测

中国新建和将建的煤矿区主要集中分布在生态脆弱的晋、陕、蒙区，生态环境压力大。正确预测采煤沉陷引发的人为加速土壤侵蚀与土地利用变化，可为生态脆弱煤矿区的生态恢复和重建提供依据。该文采用RS、GIS为手段进行信息提取和图形叠加，结合类比法和专家咨询法等，研究了山西大同塔山矿采煤沉陷引发的土壤侵蚀和土地利用的变化。结果表明：1）采煤后88．80％土地发生不同程度的沉陷。2）沉陷后土地年土壤侵蚀总量增加42．32～79．05万t，单位面积年侵蚀量增加了246．01～464．56t／km^2，侵蚀模数为2321．78～4335．64t／（km^2·a），部分地块沉陷后土壤侵蚀强度上升了一个等级。3）地表移动变形产生的裂缝、陷坑、塌方或小滑坡等，使农用地被分割而破碎、地块变小，其中，沉陷后旱地最小斑块面积为7．72m^2，有林地最小斑块面积为72．95m^2，灌木林地最小斑块面积为6．71m^2，疏林地最小斑块面积为75．79m^2，中覆盖度草地最小斑块面积为14．81m^2，低覆盖度草地最小斑块面积为9．44m^2。局部裂缝密集带，可造成土地毁坏。4）除工交用地和居民点用地外，原地貌沉陷后土地利用率，较原地貌降低10％的比例为14．05％，降低10％～20％（含10％）的比例为85．18％，降低20％（含20％）以上的比例为0．77％。

工程堆积体坡面径流水动力学参数及其相互关系

工程堆积体具有独特的土壤组成及复杂的下垫面条件,其土壤抗冲性极差,径流条件下堆积体陡坡坡面关键的水动力学参数及其相互关系亦表现出不同的特点,为探明工程堆积体坡面径流水动力学参数及其相互关系,该文采用30、40、50、60 L/min 4个流量,对24°、28°、32°共3个坡度的堆积体边坡(20 m×5 m标准监测小区)进行模拟放水冲刷试验,选取径流流速、水深、雷诺数、弗汝德数、径流阻力系数、水流剪切应力、径流功率等参数进行分析。结果表明:工程堆积体坡面侵蚀位置主要集中在坡面上部(0~10 m),侵蚀时段主要集中在产流后期(12~30 min);流速随坡度和流量的增大而增大,坡度对流速的影响大于流量;随着坡面流由层流向紊流、急流向缓流的过渡,坡面径流阻力系数随之增大;基于水流剪切应力和径流功率分别计算获得的工程堆积体坡面细沟侵蚀土壤可蚀性参数分别为2.63×10-2 s/m和0.1 s2/m2,对应的临界侵蚀径流功率为0.8 N/(m·s)。研究结果可为坡面措施的配置提供一定的理论支撑,也能为工程堆积体土壤侵蚀预报模型的建立提供部分基础参数。

长江上游未来50年水土流失变化预测

长江上游未来５０年水土流失变化的影响因素主要有：相对稳定的地貌、地质因素，可能突然发生的地震因素，具有波动特性变化的气象因素和具有双重性的人为因素．人为因素是决定性的因素．分析结果认为，长江上游适宜治理的水土流失面积为２６．４万ｋｍ２，经过治理后，２０５０年长江上游可减少土壤侵蚀量８．０６亿ｔ，河流年均输沙量减少为３．０４亿－４．５６亿ｔ．

朔黄铁路山西段水土流失预测及治理研究

首先对建设中的朔黄铁路山西段沿线的水土流失及水土保持现状进行了分析，对因修建铁路而新增水土流失进行了预测。为确保铁路及周边地区的安全，避免水土流失的发生，对拟采取的各种绿化及工程措施进行了科学的论述。

基于WEPP模型的紫色土坡面水蚀预报

应用水蚀预报项目(Water Erosion Prediction Project,WEPP)模型评价紫色土坡面水蚀强度,提出模型参数的估算方法,并利用四川省遂宁水土保持试验站长期径流小区观测资料,验证和检验模型预测的精度和敏感性;探讨该模型在川中丘陵紫色土地区应用的可能性及模型参数选择存在的问题。运用WEPP模型进行降雨侵蚀预测,并与实测值进行比较。结果表明,WEPP模型在大多数情况下预报值较合理,低坡度坡面上模拟预测值高于实际观测值,高坡度坡面上模拟预测值低于实际观测值,不仅在一定程度上模拟值与实测值接近,而且模型还可估算土壤侵蚀的时空分布及全坡面或坡面任意一点的净土壤流失量及随时间的变化。这对布置水土保持管理措施具有重要意义。

杭州湾金山深槽冲淤演变及其趋势预测

潮流冲刷槽是河口海岸地区重要的地貌单元,其演变动态直接影响周边涉海工程的安全。基于1972-2011年间共16期水深地形图,建立统一的数字高程模型(DEM),采用经验正交函数方法 (EOF),分析了金山深槽总体的演变特征。EOF分析得到的前3个特征函数反映的冲淤变化区主要位于水深15 m(吴淞基面)以下的深槽区域,演变特征以深槽的南北拓宽及向西延伸为主;典型断面代表的中部深槽、局部深潭以及深槽延伸前缘呈现不同的时空演变特征。采用EOF结合三次样条平滑方法,对金山深槽区域的演变趋势进行预测,认为预测的2020年地形特征与2011年相比,将会延续之前的演变趋势:中部深槽区域拓宽、西部深潭冲淤交替以及深槽前缘继续向西延伸。

桐柏大别山区土壤侵蚀特征分析

基于遥感影像,结合野外实地调查,分析桐柏大别山区土壤侵蚀变化规律,探讨侵蚀因子对土壤侵蚀的影响,并预测土壤侵蚀变化趋势。结果表明,2007年桐柏大别山区土壤侵蚀面积占土地总面积23.44%,侵蚀强度以轻度为主,主要分布在金寨县、霍山县、信阳市辖区、桐柏县、商城县、新县等南部山区;20a间土壤侵蚀面积先增加后减小总体减少,区域增减变化差异明显;强度先增强后减弱,总体由高强度向低强度转变,但局部地区强烈、极强烈面积增加,水土流失与生态退化加剧。降雨、土壤、坡度、植被、土地利用、人类活动等不同程度地影响着土壤侵蚀,既有促进水土保持的一面,也有加速土壤侵蚀的一面,土壤侵蚀主要发生在坡耕地、经济林地和疏幼林地等植被覆盖较少、坡度较大的地区。如果继续保持现有变化速度,未来20a土壤侵蚀面积将呈逐年减少的趋势。

河北省自然状态沙质海岸的侵蚀及预测

在系统分析河北省自然状态沙质海岸长期演变的基础上,运用"一线理论"及我国《海港水文规范》中的规范公式,建立海岸侵蚀数学模型,经2000、2006年实测数据验证,表明所建立模型的各参数确定合理,较真实地复演岸线侵蚀特征,可用于自然状态沙质海岸在较长时期内侵蚀预测。根据岸线的预测数据得出如下结论:2006—2026年,岸线整体后退速率不断减小,各岸段侵蚀速率有所不同。至2006年,戴河—洋河段侵蚀状态已基本停止,并逐渐趋于平衡;洋河—大蒲河段仍为侵蚀最严重地区,且侵蚀中心不断向南移动;大蒲河—塔子沟段受蚀速率明显减小,但随着侵蚀进一步进行以及沙源的减少,冲刷范围逐渐南移,将成为新的侵蚀中心地区。

黄土区不同空间尺度土壤侵蚀预报模型研究

土壤侵蚀预报模型在空间尺度上可以划分为坡面、小流域和区域三个层次。坡面尺度主要考虑坡面侵蚀的垂直分带性及其相互影响;小流域尺度不但要考虑坡面侵蚀的特点,还要考虑坡面来水来沙对沟道侵蚀产沙及泥沙输移的影响;区域尺度主要考虑小流域各自的侵蚀产沙特点及其相互影响。因侵蚀的空间尺度不同,在建立土壤侵蚀模型时,要考虑由于空间变化所引起的侵蚀因子对侵蚀产沙响应的不同。

基于MATLAB神经网络的三门峡水库泥沙冲淤变化预测分析

通过理论分析并结合三门峡水库的实际情况 ,建立了三门峡水库潼关以下库区泥沙冲淤变化和潼关断面水位变化的BP预测模型 ,并利用MATLAB环境下的神经网络工具箱开发了相应的程序。预测结果表明 ,该模型程序具有学习能力强、预测精度较高、快速方便等特点 。

珠江口东平海域海采工程后泥沙蚀淤趋势预测研究

通过收集和实测到的研究区水位、潮位、潮流验证、沉积物类型和粒度参数、水深地形、风、径流值等边界条件,运用泥沙运动控制方程、泥沙再悬浮及再沉积方程,进行了工区泥沙运移相关参数的计算和模拟分析,并预测了工程实施后,工区内、外动力作用的程度和泥沙的蚀淤趋势发展。结果表明:开采区海采项目结束后,其淤积速度自NE 2～5 cm/a向SW 0.2～0.5 cm/a减小,NE部离珠江口较近,其淤积速度可达5～10 cm/a,SE和SW波浪作用影响较小,沉积物搬运主要受潮流控制,淤积速率为0.2～0.5 cm/a;施工期间的一个潮周期内,悬浮泥沙最大增量为42.5mg/L,近岸开挖点10 mg/L浓度悬浮泥沙在E—W向的最大可能扩散距离约为3.0 km,S—N向的最大可能扩散距离约2.2 km;远岸开挖点10 mg/L浓度悬浮泥沙在E—W向的最大可能扩散距离约为1.7 km,S—N向的最大可能扩散距离约1.6 km;珠江口门处最大侵蚀速率为10 cm/a,最大淤积速率为13 cm/a,海砂开采后对海底的蚀淤变化影响范围仅局限于其附近海域,对近岸和珠江口门区没有明显影响;一个水深30～60 m,开挖深度为10 m的采坑以淤积速率0.2～5 cm/a速度计,要使开采区淤平至少要200a或更长时间。

黄河流域陕西片土壤侵蚀预报模型研究

以气候、地质、地形、植被及人类活动 5类因素中的 6个因子为预报因子 ,以陕西黄河流域水蚀区内 5大类型区中 3 3条小流域的实验观测资料和实地调查资料及有关科研单位的研究成果为基础 ,建立了适用于该区域的土壤侵蚀预报模型。据运用该模型对本区域内 4条小流域水土保持遥感普查成果和建模所用 3 3条小流域土壤侵蚀模数进行验证 ,证明该模型具有较高的精度 。

江西兴国土壤侵蚀动态的研究

利用遥感、GIS和灰色预测模型研究了中国南方典型区土壤侵蚀的状况 .结果表明 ,从 1958— 1988年 ,兴国县的水土流失面积和侵蚀量分别下降了 19 0 9%和 43 0 5% ;灰色预测显示无明显侵蚀区水土流失面积由 1988年的818 0 4km达到 1995年的 12 76 69km2 ;总侵蚀量由 60 7 2 1× 10 4 t a下降到 472 12× 10 4 t a .比较不同土地利用类型的产沙模数显示 ,林地的产沙模数最小 ,为 177 16～ 187 75t (km2 ·a) ,裸地最大 ,为 10 62 6 76～ 112 65 48t (km2 ·a) .由此证明 ,高覆盖植被可以减低水土流失 。

锅炉后包覆墙过热器管弯头磨损速率计算及剩余寿命估算

通过2台同类型锅炉后包覆墙过热器弯头的磨损速率计算,预测另一台锅炉的剩余寿命,并结合该锅炉爆管后的壁厚测量,对该锅炉的磨损速率进行了复核。由于该3台锅炉的后包覆过热器管弯头正好处于上游省煤器的烟气通道中,故必须采取有效措施防止磨损。

飞机燃油供油系统性能退化与故障预测

飞机燃油系统对飞机的安全性有着重大的影响。在飞机燃油系统中应用健康管理技术,可以达到有效保证飞机飞行安全的目的。通过分析飞机燃油供油系统的工作状况,研究了飞机燃油供油系统因供油增压泵叶片磨损导致性能退化的过程,并利用Simulink建立了相应的性能退化模型,仿真了整个性能退化历程。给出了相应的飞机燃油供油系统健康状态指数,并利用灰色预测模型进行了故障预测。为飞机燃油系统的健康管理打下了基础,具有理论和实际的工程应用价值。

城市化开发的侵蚀模数及流域淤积量研究

通过大量调查和试验资料，主要对深圳市花岗岩风化物开发平土区的侵蚀特性和淤积特性进行了分析，得出了城市化开发的土壤侵蚀模数和流域淤积量变化由于过去的研究大都着眼于农村山区的水土流失，而对城市水土流失的研究甚少，深圳市城市水土保持规划时间要求紧迫本文在短期内获取大量城市水土流失基础数据中作了大胆探索，得出了一些有用的结论，其结果已直接应用于深圳市的生产实践；

黄土丘陵沟壑区管道建设工程土壤侵蚀预测及防治措施

管道建设过程中植被剔除、地表开挖、土壤堆积松散,加重了当地的土壤侵蚀。结合管道建设特点和陕北黄土丘陵沟壑区环境特征,以刘坪—姚店输油管道建设为例,对黄土丘陵区管道建设工程的土壤侵蚀量进行了预测,包括弃土(渣)及扰动原生地貌可能产生的土壤侵蚀量。为减少和防止土壤侵蚀,根据管道建设的特征和当地情况提出了相应的工程、植物等综合治理措施。

平原风沙区工程建设的新增土壤流失量预测

新增土壤流失量预测是编制水土保持方案的前提。利用中国科学院兰州沙漠所的研究成果,对平原风沙区某高速公路建设所造成的新增风力侵蚀量进行预测,结果表明,工程建设期及运行2年的过程中有可能造成的风蚀总量为1430万kg,新增890万kg,主要来自主体工程和取土场,其风蚀量占风蚀总量的比例分别达到48.4％和48.2％,说明这两部分即是布置水土保持措施的重点所在。