黄土高原水蚀风蚀交错带沟岸灌木林地土壤水分变化

选择黄土高原水蚀风蚀交错带典型切沟,采用人工取样和中子仪测定研究了柠条坡地不同坡位土壤水分变化,明确了切沟对沟岸柠条林地土壤水分的影响范围,建立了土壤储水量与距沟沿不同距离之间的关系。结果表明:在黄土高原雨季(7～10月),天然降水对柠条坡地下位的补给深度达到了220cm,对坡地上位和中位的补给深度分别为180cm和160cm。在土壤剖面200cm深度范围内,坡下位土壤水分含量始终高于坡上位和坡中位,200cm深度以下,坡地上、中、下位土壤水分趋于一致。切沟对柠条林地土壤水分影响水平宽度达到3～4m,垂直深度达到6m以下。沟岸柠条坡地距沟沿不同距离土壤剖面储水量与沟沿距离间的关系可以用线性函数来表达。研究沟岸地距沟沿不同距离的土壤水分变化规律对沟岸地植被的恢复具有重要的科学意义。

泥石流沟岸耦合三维数值仿真

泥石流具有强烈的破坏作用,泥石流与沟岸耦合作用导致岸坡破坏是山区沿河公路发生泥石流毁损的根本原因。在天山公路泥石流K630模型试验的基础上,基于流固耦合基本理论,采用三维数值仿真的方法,利用k-ε模型对泥石流沟岸耦合机理进行了仿真,得到了流体域与固体域的耦合云图与矢量场。通过对流体压力梯度场和应力场、速度场的分析,得到了泥石流沟岸耦合三维链式冲击作用规律。通过实体模型试验分析显示,三维数值仿真与试验实测规律吻合较好。

葛藤覆被下干热河谷冲沟沟岸土壤水热变化特征

干热河谷冲沟沟岸裸露、陡立、土壤水热变化剧烈,导致植被恢复极端困难。通过野外调查和定位监测,在葛藤覆被沟岸,根据藤本生物量设置4个处理(T1:309.70g/m^2鲜藤覆被地块,T2、T3、T4:594.34、1103.43、1693.27g/m^2枯藤覆被地块),并选取裸露地块作为对照CK,研究了葛藤不同覆被状况对沟岸土壤水分和温度在单次降雨过程变化的影响。结果表明:相比裸露沟岸而言,1)鲜藤覆被沟岸土壤含水率仅为8.68%,较裸露沟岸还降低了4.47%;枯藤覆被沟岸土壤含水率则相对增加,T2—T4土壤含水率分别为14.91%、16.75%、19.44%,较裸露沟岸增加了1.76%、3.6%、6.29%。2)鲜藤覆被可明显增加土壤水分活跃层深度、变化幅度和变异程度,枯藤覆被下土壤水分活跃层深度、变化幅度和变异程度则相对减小。3)随鲜、枯藤覆被量增加,水分补给过程中土壤含水率的增加量增大,同时水分衰减过程中土壤含水率的散失量减小;增加枯藤覆被量后,沟岸表层土壤含水率变化率的波形逐渐平缓、波动依次减小、波长稳步增大。4)随鲜、枯藤覆被量的增加,沟岸表层土壤温度波动逐渐减小。研究成果对干热河谷冲沟沟岸生境改良与植被恢复具有重要的指导意义。

干热河谷冲沟沟岸葛藤不同覆被状况及土壤性质差异分析

沟岸是干热河谷冲沟系统中土壤生态环境最为恶劣的地带,其水热矛盾突出、土层浅薄、土壤贫瘠。探讨葛藤覆被对沟岸土壤性质的影响,可为沟岸土壤改良与植被恢复奠定基础。以元谋干热河谷区葛藤覆被的冲沟沟岸为研究对象,选取裸露地块作为对照(CK),根据藤本生物量设置4个处理(T1:309.70 g/m^2鲜被物,T2、T3、T4:594.34、1103.43、1693.27 g/m^2枯落物),对比研究了葛藤不同覆被状况对沟岸土壤性质的影响。结果表明:沟岸土壤性质受葛藤覆被类型(鲜/枯)及生物量共同影响。(1)较裸露沟岸(11.05%),枯藤覆被有益于保持其下土壤水分(13.30%—18.90%),鲜藤覆被下土壤水分则明显降低(7.36%);较裸露沟岸,鲜、枯藤覆被均有助于增加其下土壤毛管孔隙度。(2)较裸露沟岸,鲜藤覆被下沟岸土壤有机质、铵态氮、硝态氮、有效磷、速效钾含量大都呈现出不同程度的降低,枯藤覆被沟岸上述土壤养分含量则整体增加,且大都呈现出随枯藤覆被量增加而增加的规律。(3)较裸露沟岸(3.24 nmol/g),鲜、枯藤覆被沟岸土壤总PLFA(总磷脂脂肪酸量Phospholipids fatty acid)量明显提升,T1—T4处理土壤的总PLFA量分别为裸露沟岸的10.5、2.6、2.6倍和6.5倍。研究成果对于干热河谷冲沟系统退化土壤的改良及植被恢复具有重要的指导意义。

宁南黄土丘陵区侵蚀沟不同部位植物多样性与土壤养分

[目的]探明宁南黄土丘陵区侵蚀沟不同部位植物多样性与土壤养分的关系,为侵蚀沟的水土保持及防护提供依据。[方法]以宁夏彭阳县玉洼流域3个稳定侵蚀沟的沟头、沟床、沟岸为对象,通过野外植被调查,同时采集0—10,10—25,25—40,40—55,55—70 cm土样,在室内测定土壤有机碳、土壤全氮、土壤全磷含量,分析了侵蚀沟不同部位(沟头、沟床、沟岸)的植物多样性及土壤养分特征。[结果]侵蚀沟沟头植物隶属3科6属,禾本科4属4种,伞形科和豆科各1属1种;沟床植物隶属5科12属,禾本科4属4种,菊科5属5种,豆科、茜草科和伞形科各1属1种;沟岸植物隶属3科7属,禾本科4属4种,豆科2属2种,伞形科1属1种。侵蚀沟各部位植物种数表现为:沟床>沟岸>沟头,均以禾本科植物为主。生活型上,各部位均以多年生草本植物搭配一、二年生草本植物为主。侵蚀沟的地上生物量、Shannon-Wiener指数、Patrick指数和Margalef指数均表现为:沟床>沟岸>沟头;Simpson指数表现为:沟头>沟床>沟岸;Pielou指数表现为:沟头>沟岸>沟床。侵蚀沟各部位平均土壤有机质、土壤全磷和土壤全氮含量均表现为:沟床>沟岸>沟头,且主要集中在0—10 cm和55—70 cm。侵蚀沟沟头和沟岸的地上生物量与土壤有机碳呈极显著正相关(p<0.01)、与土壤全磷呈显著正相关(p<0.05);侵蚀沟沟床的Shannon-Wiener指数与土壤全磷呈显著负相关(p<0.05),地上生物量与土壤有机碳呈极显著正相关(p<0.01)。[结论]侵蚀沟沟头易崩塌且土壤养分条件较差,应配置根系发达、茎干粗壮、耐冲性强的乡土树种,沟床、沟岸养分较高可优先配置碳、氮、磷含量需求较大的草本或灌木。

宁南山区侵蚀沟不同部位土壤理化性质及可蚀性研究

侵蚀沟沟头前进,沟岸扩张,沟床下切严重影响区域粮食生产和环境质量。以宁夏彭阳县玉洼流域3个稳定侵蚀沟的沟头、沟床、沟岸为对象,通过野外调查取样与室内试验相结合的方法,分析了侵蚀沟不同部位(沟头、沟床、沟岸)的土壤理化性质及可蚀性K值,采集0—10,10—25,25—40,40—55,55—70 cm土壤,测定并计算土壤质量含水量(θ)、土壤容重(ρ)、土壤总孔隙度(φ)、土壤黏粒(CLA)、粉粒(SIL)、砂粒(SAN)含量、>0.25 mm水稳性团聚体含量(R 0.25)、土壤平均重量直径(MWD)、土壤几何平均直径(GMD)及土壤有机质(SOM)含量,利用EPIC模型计算土壤可蚀性K值。结果表明:(1)侵蚀沟各部位平均质量含水量、总孔隙度、有机质、粉粒含量、>0.25 mm水稳性团聚体含量、平均重量直径、几何平均直径的大小顺序均为沟床>沟岸>沟头,各部位平均土壤容重、砂粒含量为沟头>沟岸>沟床,平均土壤黏粒含量为沟岸>沟头>沟床,各部位土壤机械组成均为粉粒含量>砂粒含量>黏粒含量;(2)侵蚀沟各部位土壤可蚀性K值在0.0329~0.0395(t·hm^(2)·h)/(MJ·mm·hm^(2)),属于中可蚀性,平均可蚀性K值表现为沟头>沟岸>沟床;(3)侵蚀沟各部位土壤可蚀性K值与土壤粉粒、黏粒含量呈显著负相关,与土壤砂粒、有机质含量、质量含水量呈显著正相关,沟床土壤可蚀性K与R 0.25、MWD、GMD呈极显著负相关(p<0.01)。沟头作为侵蚀沟发育最活跃的部位,通过提高土壤有机质含量、粉粒含量来增加团聚体的数量和稳定性,从而降低土壤可蚀性。研究结果可为侵蚀沟生态稳定性及评估提供依据。

土体构型对花岗岩红壤细沟发育形态的影响

为探究花岗岩红壤细沟形态特殊变化的原因,解释土体构型影响细沟形态发育的机理。设计单一红土层(H)、单一砂土层(S)、上红下砂层状土层(HS)3种土体构型、不同径流量(低径流量3 L/min、高径流量6 L/min)和不同坡度(中坡20°、陡坡40°)的室内模拟细沟冲刷试验。结果表明:H处理下,细沟形态更多向“V”形和“U”形发育;S处理下,细沟沟道发育过程中短暂形成上窄下宽的深宽梯形断面后,完全崩塌;HS处理下,细沟形态能发育为梯形断面,且能继续扩大发育。与H和S相比,HS陡坡(40°)处理下沟岸崩塌更加频繁且单次大质量崩塌更多。HS陡坡(40°)处理下沟岸崩塌发生21次,其中,单次崩塌量>1 kg的占比为63%。HS与H和S相比,雷诺数(Re)和弗罗德数(Fr)的波动更剧烈,更有利于梯形断面形成。与H、S相比,HS沟壁崩塌发生时,上层红土层含水量最低为0.31 cm^(3)/cm^(3),抗剪强度最高为178 kPa;而下层砂土层含水量较高(0.33 cm^(3)/cm^(3)),抗剪强度最小为54 kPa。上红下砂土层的土体构型是花岗岩红壤细沟沟道形态发育为上窄下宽深宽梯形断面的龛沟重要原因,陡坡和高径流量更有利于细沟内特殊形态的形成和发育,龛沟作为崩岗发育的初始阶段。该结果可为防治崩岗初期发育提供理论依据。

三维激光扫描技术在淤地坝沟岸安全监测中的应用

三维激光扫描技术能够快速有效获取高精度点云数据,具有工作效率高、成果多样化等特点,可应用于黄土丘陵沟壑区淤地坝沟岸稳定性监测,为淤地坝安全运行、监管及除险加固提供新的技术思路。利用三维激光扫描技术对张家新庄骨干坝和史渠沟1#骨干坝沟岸进行两期数据扫描,结果显示:张家新庄骨干坝坝体背面东侧由于开挖施工道路而产生约12 m^(3)的挖方量;史渠沟1#骨干坝坝体东侧沟岸有坍塌量约为4.7、8.6、2.4 m^(3)的3处较大坍塌。

稀性泥石流对路基沟岸侵蚀机理分析

泥石流是最主要的公路水毁类型,国家每年因此造成的直接经济损失巨大,尤其是山区公路沿河线,易于冲击沟岸,对岸坡进行侵蚀,造成路基坍塌。文章从泥石流两相流理论出发,将稀性泥石流划分为固液两相流,分别对液相及固相对路基沟岸侵蚀破坏机理进行分析。从而提出常用的路基防护及加固方式,固底及护岸工程,针对两种方式提出各自使用范围及条件,为路基防护提供参考。

新型浅槛结构对冰川泥石流沟道侵蚀的防治效果及应用

针对冰川泥石流发生对公路危害大,防治困难,投入资金高等问题,而采用浅槛结构可以有效的减轻泥石流危害,因此提出一种新型浅槛结构并研究其对冰川泥石流沟道侵蚀的防治效果,通过现场水槽冲刷对比实验对设置不同浅槛间距和坡度下的实验现象和效果进行,并结合实际沟道侵蚀特征,对新型浅槛结构进行优化设计并给出了具体工程应用实施案例。试验结果表明:浅槛对泥石流的防治效果显著,且防治效果受浅槛间距影响较大,同时,在不同沟道坡度下最优的浅槛间距亦不同,实际浅槛间距以10~20 m为宜。另外,实验发现浅槛间距为25 cm时,坡度15°-20°的浅槛群改善沟道纵坡作用比较明显。通过现场模型实验结果和实际工程应用效果分析发现,新型浅槛群结构可有效减轻沟岸侧蚀和沟底侵蚀破坏,在实际泥石流防治工程中效果较好。

沟道治理的源头工程──双层围堰

沟道不仅直接产生水土流失，而且还是水土流失的通道。如何采取有效措施减少沟道水土流失，是水土保持需认真解决的课题。沟道不同于坡面、田地，要想完全杜绝水土流失是不可能的。必须对沟头、沟岸、沟底、沟口采取多层次立体拦截方能奏效。而其中最根本的是要控制沟头延...

黄土坡面侵蚀沟沟岸扩张过程

坡面细沟、浅沟及切沟侵蚀是黄土高原土壤侵蚀的常见类型.为了研究坡度和流量对侵蚀沟沟岸扩张的影响,获得侵蚀沟道断面宽度随时间和空间的动态变化过程,从而预测侵蚀沟道最大宽度,设计了3个试验坡度:12°、20°、30°,3个试验流量:12、20、30L/min,进行了9个坡度流量组合的径流冲刷试验,结合高清摄像监测的方式,记录冲刷过程中沟道侵蚀量、沟道扩张过程.在Matlab中,利用图像自动边缘检测算法提取沟边沿并转换为矢量文件,得到从沟头到沟尾,间隔50mm、每min的沟道断面宽度数据,通过Matlab编程计算,得到了在断面最大沟宽位置处,沟宽随时间变化曲线,从而建立了沟宽随时间变化方程,得到最大沟道宽度及不同时刻的沟道宽度,该方程形式简单,容易求解;沟宽随时间变化曲线符合S型曲线的发展规律,对应着沟岸扩张发生-快速发育-稳定-崩塌-再稳定的周期性过程,沟岸扩张过程中,随着跌坎发育为侵蚀沟,断面侵蚀沟宽度随冲刷时间的变化存在激增点,当沟宽随时间推移趋于无穷时,宽度趋于定值;侵蚀沟沟道发展的最大宽度也可用流量Q和坡度S表示,建立了沟宽最大宽度预测方程(R^2=0.91,RMSE=0.0338);最后,结合断面侵蚀沟宽度的变化曲线,分析了侵蚀过程中坡面沟道侵蚀量与断面沟宽变化的关系,结果表明:流量和坡度是侵蚀过程的动力因素,沟道断面最大宽度与坡度及流量有关.

药物过度使用性头痛患者认知功能损害与脑体积的相关性

药物过度使用性头痛(MOH)是一种常见的与药物过量使用相关的慢性继发性头痛,长期过度使用药物可使患者出现认知功能障碍。中国人民解放军总医院神经内科头痛门诊于2013年3月至2015年12月收治了31例头痛患者,均行脑部MRI常规检查及蒙特利尔认知评估量表(MoCA)评估,相关性分析结果显示,MOH患者大脑左侧颞上沟后坡体积与其MoCA评分呈显著负相关,可能为MOH认知功能损害的脑部靶点。

打磨天地公平

杆秤制作是我国一门古老的传统手艺,自古以来,杆秤就是我国度量衡——尺、斗、秤的重要组成部分和衡重的基本量具。相传,他的发明人为春秋时期助越王勾践灭吴的大智者范蠡,后世称他为陶朱公。这样算来,杆秤已经有2500年的历史了。随着科技的发展,现代化的称量工具逐步取代了杆秤。如今懂这行与做这行的人越来越少,这门手艺也快要在时光的打磨中消失了。千百年来,杆秤在我们的生产生活中扮演着重要的角色。以前,我们身边并不缺少杆秤匠人。