生物诱导碳酸钙沉淀在改善土壤侵蚀中的应用

【目的】雨、雪、波浪、风等作用常会引起土壤侵蚀。生物诱导碳酸钙沉淀技术(MICP/EICP)由于环境友好的特点已成为岩土和地质领域的研究热点之一。为了探究MICP/EICP在土壤抗侵蚀性方面的效果,【方法】介绍了MICP/EICP的矿化过程,基于现有成果总结了MICP/EICP改善不同类型土壤侵蚀效果。【结果】结果显示:对于土壤适应性,MICP处理粗砂的无侧限抗压强度和CaCO_(3)含量高于EICP,而在粉细砂中结果相反。对于遇水崩解特性,MICP改性黏土中25μm以下颗粒质量减少,75~250μm颗粒质量分数增加,团聚体变大,有效降低了黏土、黄土、黏性紫色土崩解速率和崩解率。对于波浪侵蚀特性,随喷洒固化次数由1增加到4,海岸砂质边坡侵蚀速率呈对数下降,固化18次后,30次潮汐变化下坡角几乎不变。对于切向水流侵蚀特性,1 g/L的黄原胶溶液结合MICP固化2次的样品和0.5 mol/L胶结液结合掺入0.2%纤维所得到的固化土的抗侵蚀性优于单纯高剂量MICP处理的结果。对于风蚀,MICP固化时,0.25 mol/L胶结液可达到抗风蚀效果,而EICP反应较快应加入抑制剂。对于多次干湿和冻融循环侵蚀,MICP/EICP处理试样的强度和侵蚀量都好于未处理试样,EICP处理砂土样的耐久性效果不如MICP明显。【结论】结果表明:MICP适用于粗粒土,生成的CaCO_(3)整体性好;EICP脲酶分子小,工艺简单,可应用于细粒土中,但生成的CaCO_(3)较松散。MICP/EICP作用可有效降低细粒土的遇水崩解特性,有效降低海岸砂质边坡的波浪侵蚀,与纤维或生聚物结合可改善固化土的脆性,抵抗切向水流的侵蚀。低浓度的胶结液配方即可抵抗风蚀。MICP/EICP可提高固化土的耐久性。

中国东北黑土区土壤复合侵蚀研究进展与展望

土壤复合侵蚀是在2种及以上侵蚀营力交互作用或耦合作用下发生的侵蚀现象。东北黑土区多营力复合侵蚀具有时空交替和叠加的特征。近年来,黑土区土壤复合侵蚀研究在发生机理及对土壤退化的作用等方面取得了一定的进展。基于前人研究成果,系统总结了冻融作用下的土壤水蚀或风蚀、耕作与水力复合侵蚀、风水复合侵蚀以及多营力复合侵蚀在发生机理和研究方法等方面的研究现状,归纳了研究中存在的主要问题,提出了今后在复合侵蚀机制与模拟试验方法等研究中需要解决的关键科学问题以及应关注的试验模拟技术、定量评估方法,以期为未来东北黑土区土壤复合侵蚀研究提供参考。

关于水土保持空间管控的思考

水土保持空间管控是新时代水土保持事业发展的必然要求。根据国土空间管控及相关行业经验做法,结合水土保持工作任务与特点,提出了水土保持空间管控定义与内涵,并对水土保持空间管控从五个方面提出思路对策:划定水土保持空间管控范围,从内容、时间和空间等三个维度确定水土保持空间管控任务,采取差别化保护治理措施,建设规范有效的水土保持空间管控制度体系,构建简洁高效的水土保持空间管控机制。

鼓励和支持社会资本参与水土流失治理的思考与建议

中共中央办公厅、国务院办公厅印发的《关于加强新时代水土保持工作的意见》,要求坚持政府和市场两手发力,充分发挥市场在资源配置中的决定性作用。鼓励和支持社会资本参与水土流失治理是通过市场机制强化水土保持的一项重大举措,有利于加快构建多元化的水土保持投融资格局、促进社会共同参与水土流失治理。鼓励社会资本参与水土流失治理,要加快建立项目库,明确项目实施主体和参与模式,健全风险防范和退出机制等,厘清政府和社会资本各自的责权利边界,强化激励机制,健全保障机制,为社会资本参与水土流失治理营造良好的政策环境。

基层水土保持工作的难点及相应对策研究

随着我国经济建设的不断深入,城市化进程加快,社会生产与生活对耕地与水资源的需求量越来越多,水土流失已经成为我国环境问题之一。基于此,概述了基层水土保持工作,阐述了基层水土保持工作的核心内容,并从植被的恢复与建设、水利工程规划与建设2个角度阐述了基层水土保持的核心内容,分析了水土基层保持工作的难点,针对优化基层水土保持工作提出了优化策略。

坡体重力侵蚀研究现状及展望

坡体重力侵蚀成因机制复杂,影响因素众多,具有显著的产沙输沙效应,不仅会造成严重的水土流失,还会对山区生态环境和经济建设造成严重影响。通过查阅国内外相关文献,介绍了实地调查法、模拟试验法、测针法、3S集成法等重力侵蚀监测技术,梳理了坡体重力侵蚀特征机理和模型方法等研究现状,指出了多源观测手段融合有限、全过程观测少、定量化研究成果缺乏、侵蚀过程模型稀缺、机理研究不深入等当前研究中存在的问题,建议未来加强坡体重力侵蚀的定量研究,融合新技术、新理念实现重力侵蚀大范围、连续性、系统性动态过程观测,降低试验模拟时空分异性,并在此基础上建立基于力学机理的坡体重力侵蚀过程模型。

紫色土团聚体抗蚀特征研究

从水稳性、力稳性和化学稳定性3方面研究了紫色土团聚体稳定性和抗蚀性特征及内在机理,结果表明:不同利用方式土壤>3mm,>1mm,>0.25mm水稳性团聚体的含量均表现为荒草地>林地>园地>耕地,结构破坏率表现为耕地>园地>林地>荒草地;力稳性参数"原始稳定性"表现出荒草地>林地>园地>耕地,"崩解速率"表现为耕地>园地>林地>荒草地,不同利用方式土壤团聚体力稳性表现为荒草地>林地>园地>耕地;蓬莱镇组、遂宁组和沙溪庙组3种母质发育的土壤,遂宁组母质发育土壤抗蚀性最强,不同利用方式抗蚀强弱表现为荒草地>林地>园地>耕地;土壤有机质和粘粒含量显著地影响土壤团聚体的"原始稳定性"和"崩解速率",是影响土壤团聚体抗蚀性的主要内在因素。

谷坊在泥石流防治中的作用——以云南蒋家沟2条支沟的对比为例

泥石流灾害严重威胁其影响区人民的生命和财产安全,但是泥石流灾害可以通过诸如控制侵蚀等工程措施来预防或者减轻。谷坊正是能够在泥石流形成区对泥石流灾害进行有效防治的工程措施之一。在野外实地调查的基础上,运用构造地质、工程地质、岩土力学等理论和方法,对比云南蒋家沟泥石流的2个主要支沟——门前沟(有谷坊布设)和多照沟(没有谷坊布设)在沟床纵坡降、沟谷两侧斜坡稳定性及泥石流侵蚀速率等3个方面的差异,来说明谷坊工程能够有效抬高泥石流侵蚀基准面,降低泥石流沟谷回淤段沟床纵坡及由此带来的泥石流流速的降低和能量的耗散,固定沟床、稳定岸坡、促进植被生长,最终达到防治泥石流的目的。此外,还讨论了谷坊设计时需要注意的几点问题。

稻草覆盖和聚丙烯酰胺对坡地红壤水蚀的阻控作用

通过室内土槽模拟和田间径流小区观测,研究不同条件下稻草覆盖、聚丙烯酰胺(PAM)表施及其组合措施对坡地红壤水蚀的影响。稻草覆盖、PAM表施明显提高了土壤入渗率,降低了产流率,推迟了稳定入渗、初始产流和稳定产流时间的到来,从而增加降雨入渗,减少产流,并明显提高了旱季0-45cm深度的土壤含水量。3种措施之间的入渗量和产流量差异与雨强正相关,与初始含水量负相关;稻草覆盖减沙的效果在大雨强、中高初始含水量更明显,而PAM表施在小雨强、中低初始含水量更好;组合措施增加入渗、减流、减沙的效果好于单一措施。结果表明,稻草覆盖和PAM表施对坡地红壤水蚀具有较好的阻控作用。

砒砂岩区典型小流域复合侵蚀动力特征分析

以鄂尔多斯高原砒砂岩区水力、风力、冻融交错侵蚀作用为研究对象,选择准格尔旗二老虎沟小流域作为研究流域,对侵蚀环境参数进行定位观测,统计分析水力、风力、冻融作用的年内变化过程。采用数据标准化后的层次分析法,揭示水力-风力-冻融交错作用过程,辨识高侵蚀风险发生的时阈及动力交错模式。研究表明:砒砂岩区复合侵蚀作用可分为风冻交错、风水交错和风水冻交错三个典型动力组合模式,风水交错侵蚀是该地区的主要侵蚀模式;砒砂岩区年内存在三个高侵蚀风险期,即风-冻融交错侵蚀期(2月上旬至3月中下旬),风-水交错侵蚀期(6月中上旬至8月中下旬),水-风-冻融交错侵蚀期(10月中旬至11月中下旬)。

土壤固化剂研究进展及在水土流失防治中的应用

生产建设项目常会造成严重的水土流失,而土壤固化剂能有效稳定土壤。在参考相关文献的基础上,综述了土壤固化剂的分类及其固化机理,总结了其国内外研究进展,介绍了其在防治水土流失中的应用,并对有机高分子类土壤固化材料在防治水土流失中的研究进展进行了重点阐述。分析认为,土壤固化剂尤其是高分子类土壤固化剂必将推动水土保持技术的进一步发展。

强降雨条件下砖红壤坡面产流产沙过程研究

利用人工模拟降雨试验,对强降雨条件下砖红壤坡面入渗、产流产沙过程进行定量分析。结果表明,强降雨条件下降雨强度对初始产流时间的影响大于坡度;砖红壤坡面入渗强度随时间的变化规律符合Horton模型,平均决定系数为0.958;砖红壤坡面产流过程分为4个阶段:初始入渗阶段、初始产流阶段和稳定产流阶段、结束产流阶段,推导出产流过程方程;砖红壤坡面产沙过程分为5个阶段:无产沙阶段、产沙能力上升阶段和产沙能力下降阶段、稳定产沙阶段(75,100,125mm/h降雨强度)或波动阶段(150,175mm/h降雨强度)和停止产沙阶段,累计产沙量随时间的变化规律符合二次多项式模型,不同坡度不同降雨强度情况下各拟合方程决定系数在0.970以上。研究结果为建立砖红壤坡面产流产沙物理模型及水土资源管理提供了理论基础。

鲁中南低山丘陵区水土流失原因及治理措施

鲁中南低山丘陵区由于山高坡陡,冲蚀切割强烈,为山东省水土流失最严重的地区。阐述了鲁中南低山丘陵区水土流失的现状及危害,分析了其形成的原因。该区通过建立工程、生物、农业措施紧密结合的防护体系,有效地控制水土流失,改善生态环境,取得了显著的生态效益、社会效益和经济效益。

聚丙烯酰胺的水土保持机制及研究进展

水土流失是我国主要环境问题之一。聚丙烯酰胺(PAM)作为一种高分子聚合物,具有絮凝作用和水合作用,可提高土壤水分入渗,减少地表径流。PAM对土壤无毒害作用,可保肥、增产、集雨,在农业生产中具有广泛的应用前景。针对PAM的水土保持功能,介绍PAM水土保持机制、施用过程中涉及的关键因素、应用前景及存在的问题。PAM的类型较多,水土保持效果随施用类型、施用方法、施用量变化而不同。PAM在水土流失治理过程中应与当地的土壤、气候、地貌、植被等密切结合,才能发挥其最大功能。今后研究中应注重PAM施用后土壤侵蚀通用模型的建立及新型PAM产品的开发,为PAM在水土保持中的推广提供理论依据。

水力侵蚀作用下土壤有机碳动态研究进展

水蚀作用下土壤有机碳动态对于准确评估土壤侵蚀的碳"源/汇"角色具有重要意义。论述了侵蚀作用对全球碳循环格局产生的影响,阐明了水蚀作用下土壤有机碳动态机制研究的重要意义,并从水蚀作用下土壤碳循环格局以及有机碳库动态过程机制等方面介绍了国内外最新研究进展,进而深入分析了当前研究存在的系列问题及今后的发展趋势。分析认为,以微生物为切入点进行侵蚀作用下的碳矿化研究将有助于从机理层面解决侵蚀在土壤碳循环中的不确定性问题。此外,运用模型模拟的方法全面考察水力侵蚀作用下土壤有机碳库动态机制,将是今后侵蚀作用下土壤碳循环研究中亟待开展的工作。

水土保持生物措施的研究

对多年来的水土保持生物措施研究进行了分析总结 ,内容包括水土保持生物种的评价选择、水土保持植被种防侵蚀机理、水土保持植被措施的配置以及水土保持植被建造技术等四个方面 ,并且对四个方面的内容进行了详细地总结分析。

二龙山水库上游小流域生态环境综合治理示范区研究

介绍了二龙山上游小流域中小梨树沟的生态环境综合治理情况 ,在现有治理成果的基础上 ,提出了该生态示范区更全面的治理规划 (包括土地利用规划和治理措施规划 ) ,并且总结了治理措施的实施成果 。

聚丙烯酰胺防治田间水土流失机理

聚丙烯酰胺是一种线型的水溶性聚合物，因其具有很强的絮凝性，是较好的土壤结构改良剂之一，试验证明：以适当的浓度和剂型施入土壤，能大大地提高上壤的抗蚀力和抗冲力，防治田间水土流失的效果可达60％～70％。

水土流失机理与模型研究进展

水土流失的本质是引起土壤理化性质变坏、肥力下降和土地利用率降低。它不仅造成土地资源破坏、土壤严重退化、水旱灾害频繁、生态环境恶化和失衡,而且直接威胁着人类的生存与发展。分别就土壤侵蚀机理与模型、土壤养分流失机理与模型及径流流失机理与模型等三个方面作了简单回顾与概述。一方面是对国内外的水土流失研究背景和进展状况有个大概了解,另一方面也更有助于今后水土流失研究工作的开展,为进一步制定水土保持方案和指导水土保持措施配置提供有力依据。

土壤侵蚀的流体力学机制（Ⅰ）──水蚀

土壤的加速侵蚀对农业发展和人类生存构成了严重威胁，变为当前全球性环境灾害之一，因此，对土壤侵蚀及其预防、控制途径的研究引起了人们的普遍关注。本文通过对国外文献的广泛调研，系统地分析与评价了有关土壤水力侵蚀的研究进展。