元谋盆地土地利用/土地覆盖对冲沟侵蚀的影响

金沙江干热河谷元谋盆地冲沟发育,冲沟侵蚀蚕食耕地、最终形成侵蚀劣地,对土地资源危害很大。根据对9条冲沟17个沟头连续3年的观测与调查资料,分析了元谋盆地土地利用/土地覆盖对冲沟侵蚀的影响,包括冲沟集水区不同土地利用方式、植被群落结构对冲沟溯源侵蚀的影响和沟底植被覆盖度对冲沟溯源侵蚀的影响。

青海共和盆地威连滩冲沟侵蚀遥感监测的初步结果

利用2006年高分辨率的快鸟影像和1982年的航空像片,结合GPS雨季前后精确测量数据,在GIS软件支持下,对青海共和盆地沙沟河流域的一个典型冲沟,从不同时间、空间尺度上对冲沟侵蚀进行动态监测研究。初步结果表明:冲沟的侵蚀速率快,主要表现在沟头的溯源侵蚀;冲沟的沟型基本没变化,但沟头变化明显;预测冲沟以每年12m速度发展是可信的,并指出冲沟侵蚀给当地村民的生产、生活以及龙羊峡水库带来了较为严重的危害。

金沙江支流冲沟侵蚀区四种土地利用方式下土壤入渗特性研究

在保持原有植被条件下,采用野外双环入渗法对金沙江支流安宁河谷冲沟侵蚀发生区4种土地利用条件下(荒草地活动沟、荒草地稳定沟、裸地活动沟、耕地)土壤入渗性进行研究。试验表明,前21．5 min土壤平均渗透率和累计入渗量均以荒草地稳定沟为最大,以裸地活动沟为最小,其余二者居中。4种土地利用条件下的入渗过程相似,并且可以用考斯恰可夫(костяковАН)公式f(t)=at-b得到很好的表达。植被能够有效增加土壤有机质的含量,而后者对改善土壤结构起着显著作用。土壤中>0．25 mm水稳性团聚体,尤其是其中的大粒径团聚体(>3 mm)含量较高,有利于提高土壤入渗性能。根量是能反映入渗性能强弱的重要生物学指标之一。具有良好入渗性的土壤,其地表径流减少,冲沟侵蚀得到有效遏制。

冲沟侵蚀研究进展

冲沟侵蚀是一种重要的土壤侵蚀方式,它不但是导致土地退化的一个重要过程,还是江河泥沙的一个主要来源,深入开展冲沟侵蚀研究对于江河生态安全、土地可持续利用意义深远。本文跟踪和报道了国内外冲沟侵蚀的监测方法、控制因素、模型研究等方面的最新进展,在深入分析当前研究不足的基础上,指出了今后我国开展冲沟侵蚀的研究方向和重点领域。

山前冲积扇上输气管道冲沟侵蚀分形特征

冲沟侵蚀是输气管道横穿山前冲积扇的重要地质灾害之一。通过Arc GIS软件的分析功能,结合输气管道工程的现场调查,确定水系阈值,对研究区DEM数据进行提取,获得冲积扇坡度、沟网水系、汇水域的分布情况。基于此,统计分析冲积扇冲沟个数(N)与坡度(p)、沟长(L)、汇水域面积(s)之间的变维分形关系。结果表明,冲沟侵蚀与坡度(p)、沟长(L)呈二阶累积和分形分布,且分维值Dp=1.35>DL=1.23,坡度(p)对冲沟侵蚀的影响高于沟长(L);冲沟侵蚀与汇水域面积(s)呈一阶累计和分布,分维值(Ds=0.39)较小,汇水域面积(s)对冲沟侵蚀的影响较弱。这一结果为山前冲积扇输气管道运营期确定主要巡查区域提供了理论依据。

干热河谷区冲沟侵蚀研究进展

指出了冲沟侵蚀是一种重要的土壤侵蚀方式,干热河谷区的冲沟侵蚀不仅吞噬宝贵的土地资源,还会对流域生态安全产生严重威胁,因此深入开展冲沟侵蚀研究对于区域水土保持与生态恢复重建具有重要意义。从干热河谷冲沟侵蚀研究方法、冲沟形态特征、冲沟侵蚀的影响因素等方面,探讨了干热河谷区冲沟侵蚀的研究进展,同时展望了今后干热河谷区冲沟侵蚀的研究方向与重点领域。

干热河谷冲沟侵蚀劣地坡积区土体性质与裂缝形态发育特征

采用实地调查和室内分析等方法,并结合数字图像处理技术,研究了干热河谷冲沟侵蚀劣地坡脚堆积区(PJ)、坡底沉积区(PD)和平地漫流区(PM)土体性质和裂缝形态发育特征,并探讨了土体性质对裂缝形态特征的影响。结果表明,(1)侵蚀劣地坡积区不同部位土体性质差异显著,其中土壤体积质量及黏粒质量分数均表现为PD>PJ>PM,毛管孔隙度为PM>PD>PJ,有机质为PM>PJ>PD;不同部位土体性质极值比:黏粒质量分数最大(1.94),有机质(0.65)次之,再次是毛管孔隙度(0.27),土壤体积质量(0.09)最小;PJ、PD土体性质变化主要受物源特性和沉积方式的影响,而PM土体性质主要与植被分布以及漫流有关。(2)干热河谷侵蚀劣地不同部位土体裂缝形态特征差异也十分显著,其中裂缝长度密度(Lc)及连通性指数(K)均表现为PD<PJ≤PM,面积率(Rc)、面积周长比(APc)及加权平均分形维数(AWMFRAC)则整体上表现为PD≥PJ>PM(Ⅲ号坡积区的Rc除外);表明裂缝发育强度(Rc)及复杂程度(APc、AWMFRAC)PD最高,其次为PJ,再次是PM。(3)相关分析表明,长度密度与土壤体积质量(p=-0.782)、黏粒质量分数(p=-0.626)均呈显著负相关,连通性指数与黏粒质量分数呈显著负相关(p=-0.618),这表明土壤体积质量及黏粒质量分数对裂缝发育产生了重要影响。

滨海侵蚀冲沟地质抗悬阻滑格构体系施工关键技术

为解决滨海侵蚀冲沟地质件下边坡支护困难、结构安全性低等问题,通过有限元软件数据模拟,采用微型钢管桩阻滑体系将高边坡土体进行超前支护及加固,减少上部格构体系悬空风险,有效提高支护边坡角度,减少支护底部占用范围,降低施工成本及施工周期。研究表明,通过阻滑体系主动控制土体变形,能有效改变滑动面应力状态及滑动稳定条件,满足复杂地质边坡支护要求。

冲沟侵蚀监测方法研究进展

介绍了现阶段冲沟侵蚀监测的主要方法,综合分析了其优缺点。在此基础上,提出了今后开展中沟侵蚀监测的主要研究方向,以期为在我国深入系统地开展冲沟侵蚀研究提供参考。

陕南山区某侵蚀冲沟的规划整治与利用

针对陕西省旬阳县党家坝冲沟实际情况,在充分地质环境论证的基础上采用了清表整型、填挖结合、铺设盲沟、设置挡墙等一系列简单实用的工程措施对其进行了综合整治,工程显示效果良好,为同类工程治理提供了指导。

沟床草被对干热河谷冲沟产沙特性影响的野外模拟试验

金沙江干热河谷冲沟极为发育,水土流失强烈,严重威胁着该区的生态安全和社会经济发展。为探明植被影响径流过程、促进沟床稳定的机理,该研究采用野外放水冲刷试验,研究分析了沟床草被带长度对径流产输沙过程和特征的影响,旨在探明沟床草被影响下径流含沙量和输沙率时空变化规律。结果表明:1)增大草被带长度可有效降低冲沟径流泥沙含量,改变径流泥沙含量的时空分布特征。泥沙含量在时间上呈指数递减趋势,在冲沟径流运动方向上呈增大趋势。沟床草被带越长,泥沙含量在时间上波动性越弱,递减趋势越明显;随沟床草被带长度的增大,径流泥沙含量在沟床径流运动方向上的增大趋势有减缓现象;此外,当草被带长度增加到8 m以后,进一步增加草被带长度对减小径流泥沙含量效果不显著,而对照小区和4 m草被带小区泥沙含量均显著高于草被带长度≥8 m的小区,说明8 m草被带是降低径流泥沙含量的较好配置长度;2)沟床草被带对径流输沙率有减小作用。当草被带长度<8 m时,径流输沙率高于草被带>8 m的小区,且在时间上呈先增大后急剧减小而后趋于稳定的变化趋势。当草被带长度≥8 m时,径流输沙率在时间上表现出微弱的降低趋势。试验冲沟径流输沙率均值在空间上沿径流运动方向自冲沟上游至其下游表现出增大趋势,但草被带长度对输沙率在冲沟径流运动方向上的增大过程有较大影响。该研究为植被措施控制冲沟侵蚀提供理论依据。

元谋干热河谷冲沟沟头径流水动力学特性及产沙效应初探

采用原位放水冲刷试验研究不同放水流量下元谋干热河谷冲沟沟头径流水动力学参数、径流泥沙含量和沟头土壤侵蚀量的变化特征,进一步探明沟头的产沙效应。结果表明:(1)各试验流量条件下,1号沟头(沟壁无内凹洞)、2号沟头(沟壁有内凹洞)的集水区、沟床径流雷诺数均远大于500,处于紊流状态,弗罗德数均大于1,处于急流状态;2个沟头的集水区、沟床阻力系数(f)随放水流量增加而减小,径流侵蚀力(径流剪切力、水流功率、单位水流功率)随放水流量增加而增大。(2)相同径流条件下,1号沟头(沟壁无内凹洞)径流泥沙含量和土壤侵蚀量都大于2号沟头(沟壁有内凹洞),表明相同条件下,冲沟沟壁内凹洞的形成起始阶段比沟壁内凹洞后续发育阶段更活跃。(3)冲沟沟头土壤侵蚀量与径流能量损耗、雷诺数、弗罗德数、剪切力、水流功率、单位水流功率呈正相关关系,与径流阻力系数(f)呈负相关关系。

金沙江干热河谷冲沟沟床草被对径流水动力特性的影响

研究冲沟沟床草被对径流水动力特性的影响,有助于探明该区冲沟发育过程及其动力机制。采用野外放水冲刷试验,研究冲沟沟床草被带长度对径流流态、流速和阻力系数的影响。研究结果表明:(1)试验条件下,沟床径流为紊流缓流状态。径流雷诺数Re随时间表现为先增大再减小的周期性变化趋势。沟床各断面径流雷诺数Re均随着草被带长度的增加而减小;径流佛罗德数Fr随时间呈现先急剧减小后趋于平稳的趋势,而在沟床沿程上呈减小趋势。草被带长度越长,佛罗德数Fr的变化幅度越小。(2)不同草被带长度小区,径流流速在时空上的变化有一定差异,且草被带越短径流流速在时间上的减小趋势越明显。各观测时段,径流流速均随草被带长度的增大而减小。(3)各小区径流阻力系数在时空上均表现出增大趋势。其中,12m草被带小区径流阻力系数在沟床各断面上均大于其他草被带长度小区。(4)12m草被带是减小径流流速、增大径流阻力的优势草被带长度。

长江上游干暖河谷冲沟景观的发生演变

通过对小流域的航片、土壤剖面、泥沙堆积与土地利用历史等详尽的综合对比分析 ,定量评价了土地利用变化对冲沟发生演变的影响。在长江上游安宁河干暖河谷选择了两个代表性的冲沟 ,分别对其形状和土壤流失的体积进行了详细的野外调查、测定和计算。研究结果表明 ,西昌安宁河干暖河谷的冲沟侵蚀速率高达 375吨 /公顷 /年。西昌地区数百年来景观持续演变 ,特别是 2 0世纪中期人为强烈的不合理采伐森林、过度放牧和农业垦殖 ,造成了大量冲沟系统的形成和发展。采取以控制冲沟侵蚀为主的有效水土保持措施 。

基于3S数字化产品的沟蚀参数快速提取方法研究

为快速、精确提取冲蚀沟参数,以GPS测量点为基准数据,对3S数字化产品进行对比分析,获取了栖霞市北岩子口沟流域29个冲蚀沟的面积、沟沿线长、冲沟侵蚀量等多种参数,建立了流域三维地面模型,探讨了冲沟的坡度等级分布,并指出利用该方法快速提取土壤侵蚀定量数据的精度和可行性问题.结果表明,3S数字化产品能有效提取侵蚀沟曲面面积,但对一些细小冲沟的侵蚀量精度反应不足,需要对研究方法和研究面积进行改进和提高.

元谋干热河谷冲沟不同部位土壤质量评价

【目的】对元谋干热河谷冲沟侵蚀活跃区土壤质量进行评价。【方法】通过野外调查和室内分析,测定了干热河谷区3条发育相当的典型冲沟土壤理化性质,采取模糊数学方法和多元统计分析方法相结合,分析了冲沟不同部位土壤质量的综合性指标值。【结果】(1)冲沟侵蚀增加了土壤理化性质的分布差异,使土壤紧实化,造成有机质含量显著下降,加剧土壤有效性氮素和磷素损失,导致各土壤养分不同程度的贫瘠化。(2)冲沟侵蚀加剧了土壤退化程度,土壤质量指数(SQI)表现为:沟床(0.406)>集水区(0.357)>沟头(0.289)>沟岸(0.252),其中以沟岸和沟头土壤退化程度最高。(3)冲沟侵蚀引起制约土壤质量的因素由土壤化学性质转变为土壤物理性质,但冲沟土壤质量尚未退化到最低水平,适宜进行生态治理。【结论】冲沟生态治理中应抓住冲沟各部位土壤质量的关键限制性因子因地制宜、综合防治,这对进一步研究该区土壤退化过程及制定冲沟生态治理技术体系具有重要意义。

长江上游土地利用变化与冲沟发生和演变(英文)

冲沟侵蚀是中国西部山区一个重要的环境问题。小流域研究表明 ,黄河和长江中的泥沙主要是冲沟侵蚀引起的。目前 ,长江上游 80 %的冲沟因被幼林草植被覆盖而处于非活跃期。到底这些冲沟系统是什么时候形成的 ?未来的暴雨和径流是否会激活这些冲沟系统 ?土地利用与景观结构对冲沟系统的发生、演变有何关系 ?基于这些问题 ,近几年来在中科院山地环境学“百人计划”和“国外引进杰出人才”项目及德国洪堡基金的资助下 ,中德科学工作者进行了合作研究。本文介绍了长江上游地区土地利用变化与冲沟发生、演变的部分研究成果。我们在西昌安宁河干暖河谷选择了两个冲沟系统 :一个位于西溪乡长山岭 ,一个位于大青梁子。为了定量评价土地利用对冲沟发育的影响 ,我们对研究小流域的航片、土壤剖面、泥沙堆积与土地利用历史等进行了详尽的综合对比分析。同时 ,对两个冲沟系统的大小和土壤流失的体积进行了详细的野外调查、测定和计算。据此 ,获得了研究流域的冲沟侵蚀速率。研究结果表明 ,长江上游数百年的持续景观演变 ,尤其是 2 0世纪中期人为强烈的不合理农业垦殖和利用土地 ,造成了四川西南部大量冲沟系统的形成和发展 ,研究流域的冲沟侵蚀速率高达375t/hm2 ·a-1。采取成功的水土保持措施以控制冲沟侵蚀 。

干热河谷区冲沟地貌演化动力机制及其生态治理模式

冲沟侵蚀是干热河谷区一种重要的土壤侵蚀类型。干热河谷区内冲沟分布范围广、沟壑密度大,冲沟侵蚀对当地居民生活生产和工程建设造成威胁。从干热河谷区冲沟形成的环境背景条件入手,论述了干热河谷区冲沟的地貌演化过程和演化过程中的重要因素,从水力侵蚀过程和重力侵蚀过程进行了梳理,探讨了冲沟发育过程中的动力机制,并对干热河谷冲沟发育区生态治理模式的研究成果进行了分析。

元谋干热河谷冲沟发育区植被恢复对土壤碳氮的影响

冲沟侵蚀是一种剧烈的土壤侵蚀过程,导致冲沟发育区地表形态处于显著变化的非稳定状态。通过封禁使植被自然恢复是元谋干热河谷冲沟治理的主要模式之一,但在沟道植被持续恢复与冲沟显著发育的综合作用下,沟道土壤碳氮含量的变化趋势仍有待明晰。选择元谋干热河谷1条典型冲沟,在沟内随机布设81个1 m×1 m的样方,分别在2012年和2017年的旱季初期,监测81个样方的植被指数、侵蚀/沉积过程引起的地表高程变化,以及冲沟土壤理化性质。结果表明:(1)2017年沟道内植被状况明显好于2012年,且沟床表面径流冲刷范围内的植被变化最为明显,其盖度、株数、株高分别增加313.61%,94.29%,33.33%。(2)5年间冲沟发育区以沉积为主,侵蚀样方和沉积样方的比例分别为22.22%和77.78%。随着植被盖度的增加,土壤砂粒含量呈下降趋势,粉粒含量呈增加趋势。(3)封禁期间虽然植被恢复显著,但土壤碳氮并没有明显改善。土壤碳氮不仅与植被盖度和粉粒百分比呈显著正相关,还与样方点高程变化呈显著负相关。冲沟内地形起伏的剧烈程度显著高于坡面侵蚀,并对冲沟表层土壤碳氮产生显著影响。研究有助于查明植被恢复及冲沟发育对土壤碳氮的综合影响,并为干热河谷冲沟退化生态系统的修复提供理论支持。

基于GIS的侵蚀冲沟与地貌因子的关系

冲沟是多种外力作用的结果,展示为多种地貌现象。选择胶东半岛北岩子口小流域作为研究对象,以正射影像(DOM)和数字高程模型(DEM)为数据源,选择土地利用、地形湿度指数、坡度坡长因子、水流动力指数、坡向、平面曲率和地表粗糙度等7个地貌因子,计算小流域土壤侵蚀敏感性,研究侵蚀冲沟与地貌因子的关系。结果表明:冲沟多发生在坡度坡长较大、水流动力强、地表湿度较低的林草地区域,多分布在阳坡的凹面;冲沟大多分布在土壤侵蚀中等敏感性及以上的区域,约占总冲沟的96.4%;在土壤侵蚀中等敏感性及以上区域,实验权重值对验证区冲沟分布的响应精度为87.9%,与实际值93.3%相差较小,精度较高。研究结果可为区域内冲沟侵蚀的评价提供一定科学依据。