青藏高原坡度坡长因子(LS)空间格局及影响因素分析

地形是影响土壤侵蚀的主要因素,但目前关于青藏高原地形因子的分布格局和影响因素有待研究。基于1弧秒分辨率的SRTM(shuttle radar topography mission)高程数据,计算坡度、坡长、LS因子(slope length and steepness factors,LS),结合高程积分和Hack剖面等,对青藏高原LS因子的分布格局、统计分布特征和影响因素进行研究,结果表明:(1)坡度、坡长和LS因子这3个地形指标,均表现出高原内部小、四周高山大的格局,内流区与外流区的坡度均值分别为6.55°和14.3°,坡长均值分别为122.9,172.2 m,LS均值分别为4.8和12.7;(2)青藏高原LS因子整体受坡度影响,但高原边缘陡峭地区LS因子主要受坡长影响;(3)青藏高原6条主要河流的Hack剖面都呈上凸形态,该地区地貌演化整体上处于幼年期;(4)青藏高原LS因子的分布特征与土壤侵蚀类型及其组合有对应关系:周边地区的高值对应冰川侵蚀—水蚀,西北部的低值对应水力—冻融侵蚀和风蚀,东南部边缘向高原内部过渡地区的较高值对应水力—重力侵蚀。通过分析LS因子的分布格局和统计特征,可为土壤侵蚀学评价提供理论和数据支撑,对于青藏高原地球系统物质迁移转换研究具有重要意义。

基于GIS的栅格化坡面径流路径模拟与LS值计算

该研究旨在研制建立适合我国黄土区以小流域为单元、基于GIS栅格化的坡面径流路径及土壤侵蚀强度空间分异分析模拟模型 .以ViewGIS为平台 ,将流域图经栅格化处理和建立基于栅格化处理的关系型数据库 ,利用D8方法和DEMON方法 ,分析模拟径流路径 ;开发出了适于分析模拟黄土区小流域土壤侵蚀强度空间分布的模块 ,以小流域为单元对坡面径流路径进行了模拟 ,并模拟计算了通用水土流失方程的地形因子LS值在该流域坡面的分布 ,最后将计算结果存放于关系型数据库中 .该研究深入ViewGIS内核 ,在开发DEM径流分析、土壤侵蚀等功能的基础上 ,实现了对整个流域径流路径及土壤侵蚀地形地貌分异规律的计算机分析模拟与成图 。

海河“23·7”流域性特大洪水对防洪体系的考验与启示

根据海河“23·7”流域性特大洪水各河流的洪峰流量,揭示了本次洪水的特点,概括评估了防洪工程体系在本次防御洪水中的作用;在总结洪水对防洪体系实际考验的基础上,挖掘出以往防洪治理方针落实中的薄弱环节;针对本次拒马河下游泛区洪水淹没现实特别是涿州市及下游重要防洪保护对象的需求,分析了增建上蓄设施的作用与功能;归纳分析了5号与6号2次台风对永定河洪水的形成影响与其对未来防洪调度的启示。

四川盆地西缘山地土壤的坡向性分异研究——以二郎山、大相岭为例

以四川盆地西缘二郎山和大相岭为例,探讨山地迎风坡与背风坡的土壤分异及其生产、生态意义。在山地迎风坡(WS),由于雨水充沛,植被繁茂,以土壤有机质和氮素为主要标志的生物积累旺盛,土壤盐基风化淋溶强烈,酸化明显。而在背风坡(LS),因雨水急剧减少,土壤生物积累和盐基淋溶及酸化作用明显减弱,基带土壤甚至出现有CaCO3聚积的钙化特征。山地土壤及其环境的这种坡向分异,导致了不同坡向土地资源利用和生态环境建设的差异:在迎风坡,耕地分布高度低,以水田为主,生态环境建设方式简单;背风坡则是耕地分布上限高,以旱地为主,生态环境建设方式相对复杂,难度也大。

哀牢山降水垂直分布特征

根据哀牢山脉北段迎风坡和背风坡地八个气象站的资料,讨论山地总降水和冷、暖平流降水的垂直分布及与东西坡地的对比特征.

哀牢山（西南季风山地）空气湿度资源的分布特征

根据哀牢山北段东、西坡山地不同海拔８个气象站的同期湿度资料，研讨了该山地空气湿度资源的年变化、东坡与西坡差异及其垂直分布特征。结果表明：湿度最大值在７月出现，最小值在２～３月出现；西坡的湿度资源优于东坡，尤其是干季，西坡的增湿效应最显著；年均湿度随高度变化一般呈线性分布，水汽压随海拔升高而降低，相对湿度仅在雨季随海拔高度升高而增加，而在干季则与海拔高度相关性最差。

中国主要水蚀典型区侵蚀地形特征分析

地形是影响地表水文和土壤侵蚀的主要环境因素,坡度、坡长和LS因子是土壤侵蚀模型的重要参数。该文以第四次全国土壤侵蚀普查项目为依托,在ANUDEM软件环境中建立25m分辨率文地貌关系正确的DEM(Hydrologically Correct Digital Elevation Model,Hc-DEM),提取了坡度、坡长并计算了LS因子,对中国主要水蚀地区的土壤侵蚀地形因子的空间及统计特征进行了分析,并将该数据与目前应用较为广泛的2种遥感高程数据进行了对比。结果表明,25m分辨率Hc-DEM可用以表达各典型样区地形特征,其上提取的坡度和坡长,符合一般地貌学原理和常规认识;坡度在东北地区最为平缓(0.8°),而在黄土丘陵区最陡(22.3°);坡长则在东北地区最长而黄土丘陵区最短(479m和69m);在地势比较低的河谷和地势较高的分水地带坡度比较平缓,而在分水岭到河谷冲积平原之间坡度较陡;在地形起伏较大的陡坡丘陵或坡度平缓的丘陵,坡长均比较大;LS因子的空间分布格局与坡度基本一致;该文得到的数据与ASTER和SRTM遥感高程数据对比具有明显优势,全国土壤侵蚀普查项目建立的DEM,在全国、省区和大流域尺度上的土壤侵蚀评价制图中具有不可替代性。该文阐明了中国主要水蚀区的侵蚀地形特征,为土壤侵蚀学、水文学中地形因子的提取提供了参考。

巴丹吉林典型高大沙山粒度分布规律研究

选巴丹吉林沙漠典型高大沙山(1605m)为研究对象,对沙山沉积物进行系统采样分析。结果表明,巴丹吉林沙漠典型高大沙山(1605m)粒度组成中细砂含量最高,中砂次之;粗砂、极细砂和粗粉砂含量均较少,胶粒、粘粒、细粉砂未出现。迎风坡沉积物粒度比背风坡细。迎风坡砂粒大小均匀、分选好,迎风坡沉积物颗粒较背风坡总体要均匀。沙山迎风坡和背风坡沉积物由坡脚至顶部粒径总体变细,砂粒大小趋于均匀,分选变好,偏度和峰态由波动趋于稳定。大沙山迎风坡下部侵蚀作用为主,背风坡中上部以风力堆积为主,下部以重力堆积为主。

地形和海拔高度对降水的影响

本文提出了一个表示降水与地形、海拔高度及地区气候条件关系的数学模式。通过计算和分析表明:地形对降水的最大影响是发生在盛行风向与向风坡坡向的交角σ接近于0°而向风面地形坡度α=45°左右时。σ愈小,地形对降水的增幅作用愈大。当α<45°时,α愈大,地形对降水的增幅作用愈大,背风面的降水比向风面减小愈少。当α>45°时,则正好相反。但是,当σ<45°和α在30°和60°之间时,地形对降水增幅作用随σ和α的变化并不很明显。在地形坡度均一的情况下,向风面降水的高度分布一般是先增后减,有一最大降水高度h_M出现,且气候愈干燥,h_M愈高。在气候很潮湿时,h_m→0,即最大降水高度出现在山麓。当向风面的地形呈阶梯形时,也可出现两个或两个以上最大降水高度。

基于GIS的区域坡度坡长因子提取算法

为提高基于地理信息系统的区域土壤侵蚀研究、水土保持环境效应评价、流域水文分析等的应用效率,设计新的坡度坡长(LS)因子算法,利用正向-反向遍历算法取代原累积坡长算法,以获取区域尺度下的LS因子。实验结果表明,在计算精度允许的范围内,新算法使计算机运行效率有较大幅度的提高。

横断山区北段山地土壤基本属性的坡向分异

研究了横断山区北段金沙江以东雀儿山至二郎山等山地土壤属性的坡向性分异规律。结果表明,山地迎风坡由于水分条件优于背风坡,其土壤的生物积累和盐基风化淋溶一般强于背风坡,主要表现在迎风坡土壤的有机质和全氮含量、表层土壤全磷含量、阳离子交换量和速效钾含量高于背风坡土壤;迎风坡土壤的pH、盐基饱和度和基带土壤的钙化及碱性化程度低于背风坡土壤。这种分异在水平方向上,二郎山最为显著,由此向西至雀儿山随季风势力的减弱而减小;在垂直方向上,一般在山麓基带土壤最为明显,沿山体向上至山脊,两坡间的差异逐渐减小甚至趋同。山地迎风坡与背风坡土壤属性的分异,主要源于气候水分因素,有别于主要源于气候热量因素的垂直地带分异,同时也不同于山地土壤属性的阴阳坡分异。

毛乌素沙地中部不同类型沙丘土壤水分分布特征

通过对位于毛乌素沙地中部的乌审旗地区进行实地考察采样和室内试验测试分析，研究了裸露流动沙丘、灌木覆盖沙丘及乔木覆盖沙丘在迎风坡、背风坡和丘间洼地3种微地貌类型下0~4m深度内土壤水分的变化及分布特征。结果表明：灌木覆盖沙丘和乔木覆盖沙丘微地貌平均土壤含水量从大到小依次为丘间洼地、迎风坡、背风坡；裸露流动沙丘丘间洼地平均土壤含水量较高，但迎风坡和背风坡平均土壤含水量变化无明显规律；不同类型沙丘在各微地貌采样点不同层段土壤含水量变化差异明显，变化趋势不统一；同一沙丘微地貌条件下，植被对土壤含水量在垂向上的变化有较大影响，且灌木植被的影响大于乔木植被；迎风坡和背风坡土壤含水量表现为有植被覆盖的沙丘普遍大于裸露流动沙丘，而丘间洼地处浅层基岩的存在对土壤含水量的影响更大；有植被覆盖的沙丘土壤含水量与土壤黏粒和粉砂等细粒级组分呈明显的正相关关系，沙丘地表植被通过拦截空气中的粉尘提高了土壤黏土和粉砂体积分数，从而提高了土壤含水量。

锦屏一级水电站边坡开挖爆破动力稳定性研究

采用ANSYS/LS-DYNA数值模拟方法,分4种工况对锦屏一级水电站坝肩高陡边坡开挖爆破的动力稳定性进行了数值模拟研究,采用质点振动速度和安全系数2个指标评价边坡的稳定性,重点研究了潜在滑体在开挖爆破过程中的安全。分析结果表明,受左岸岩体中发育的f5、f8等断层影响,在进行EL.1 910～1 885 m台阶开挖爆破时,边坡关键部位质点振动速度接近10 cm/s的允许值;在爆破动力影响下,使潜在滑体业已降低的静力安全系数进一步受影响,最小安全系数略大于施工安全系数1.15。提出了相应减振措施:每开挖一个台阶后须对潜在滑体进行系统锚索加固和坡面喷护,降低爆破规模和单段药量,实测结果表明,采取锚固支护后,边坡振动速度明显降低。

哀牢山地农业气候资源利用及其与我国东部的分异

用≥１０℃积温并结合最热、最冷月均温与极端低温将哀牢山脉北段划分为５个山地气候带、６个山地农业气候层，各带（层）的上限高度背风东坡比迎风西坡提高５０－２００ｍ。因夏凉等限制，喜温作物种植的山地高度（气候）带比东部水平气候带明显降低，农业熟制也相应减少。

基于NCEP风向数据的中国夏季降水估算研究

提出一个基于NCEP风向数据估算全国夏季降水的模型。根据NCEP地面气压、经纬向风数据计算得到全国1971—2000年夏季各月盛行风向;并将盛行风向与宏观坡向夹角的余弦值作为降水的坡向因子,以此区分山体迎风坡和背风坡降水的空间分布。利用站点观测资料、数字高程模型数据、坡向、坡度因子,采用逐步回归分析法,建立估算夏季降水的回归方程,得到全国1971—2000年夏季各月及总降水量的空间分布图,并对模型结果进行检验与对比分析。结果表明,此方法估算夏季总降水量的平均绝对误差为27 mm,平均相对误差为11.8%。模型结果能体现迎风坡与背风坡的雨量差,符合客观规律,能够定性、定量地再现中国夏季降水的实际空间分布特征。

基于DEM的井冈山市地形因子分析

地形作为影响土壤侵蚀的重要因素之一,对土壤侵蚀的方式及强度具有控制作用。通过对地形因子的计算和分析,为土壤侵蚀防治及治理提供一定的参考,同时为水土流失评价提供科学依据。基于DEM(数字高程模型)提取坡度、坡长、LS因子等地形指标且计算地形起伏度,分别探究不同分辨率、不同地形下地形因子的差异性。结果表明:(1)90m、60m、30m不同分辨率下,坡度、坡长、LS因子均存在差异,随着分辨率不断升高,地形起伏度增大,地形趋于崎岖。(2)平原、丘陵、小起伏山地不同地形下,坡度最大值小起伏山地>丘陵>平原;坡长最大值平原>丘陵>小起伏山地;LS因子最大值丘陵>小起伏山地>平原,DEM分辨率以及地形起伏度对于地形因子均具有较为明显的影响。

基于流域八叉树的地形因子提取方法研究

地形是影响土壤侵蚀的重要因子,在估算模型中常用坡度和坡长来对其进行衡量。区域尺度上多基于DEM提取地形因子,但随着DEM数据精度的不断提高,数据量不断增大,海量数据的计算能力要求成为制约地形因子提取在区域尺度上应用的关键。为了进一步提高地形因子的提取效率,基于流域八叉树构建了水流路径,集成了流向、汇水及坡长提取过程,有效地减少了冗余遍历,简化了计算流程。实验结果表明:相较于传统的扫描式遍历,该方法的计算结果准确率较高,而且有效地的提高了计算效率,进一步增强了模型的可用性。

土壤侵蚀/沉积潜力与地形因子的相关性分析——以USPED模型模拟为例

为了分析土壤侵蚀/沉积潜力与地形因子的相关性,以元谋干热河谷典型冲沟为研究样区,基于实测高程点数据构建DEM,采用USPED模型对样区土壤侵蚀/沉积潜力进行模拟,并结合地形因子(坡度、LS因子、曲率)探讨其与土壤侵蚀/沉积潜力模型模拟结果的相关性。研究结果表明,在三种地形因子与土壤侵蚀/沉积潜力模拟结果的对比分析中,总体趋势为土壤侵蚀能力均大于沉积能力,侵蚀面积比均大于沉积面积比,但在不同分级的地形因子对应的土壤侵蚀/沉积潜力模拟结果中揭示了不同的相关性。

高精塑料模内缩型芯的加工工艺探讨

针对有完整圆形内凹和两侧内孔有同轴要求的精密塑件,注射模中的内缩型芯要求有较高的加工精度。通过对内缩型芯的结构和动作过程分析,选用了割2修1的慢走丝加工工艺,设计制作的精密角度块,实现了内缩型芯中6个可收缩瓣片和1个导向柱的6个配合斜面的慢走丝切割加工,保证了可收缩瓣片和导向柱的无间隙自由滑动;切割后的6个可收缩瓣片、导向柱用定位座夹具精密组装后,在数控车床上进行成型部位的一体加工,提高了塑件内孔表面质量;内缩型芯中精定位锥台与成型部位的一次性装夹加工,保证了内缩型芯的精定位锥台与成型部位的同轴,满足了高精塑件两侧内孔的同轴要求。加工出的内缩型芯塑料模已用于批量生产中,使用效果良好。

土体边坡稳定性及地基承载力的三维动力分析

LS-DYNA是功能强大的通用非线性显式动力分析软件,适用于各种工程领域的有限元分析,但至目前还未应用于边坡稳定性分析中.本文通过分析计算几种三维典型例题,验证了LS-DYNA在土体边坡稳定性及地基承载力分析中的可行性,并指出LS-DYNA软件在边坡稳定分析中的优缺点.