广西不同形态崩岗空间分布特征与治理措施研究

广西是我国崩岗分布的典型区域,全区共有崩岗27 767个,总面积6 597.88 hm~(2 ),崩岗侵蚀给经济发展造成了严重影响。根据相关理论和方法,结合资料收集与实地调查,针对广西不同形态崩岗的空间分布情况、活动状态及发育规模进行了研究,结果表明广西的崩岗以条形崩岗和弧形崩岗为主,不同形态崩岗均以活动型崩岗为主,小型崩岗数量比例最大,大型崩岗面积最大。基于广西崩岗侵蚀现状,提出了瓢形崩岗、条形崩岗、爪形崩岗、弧形崩岗和混合型崩岗的治理措施,研究结果可为广西预防和治理崩岗、改善生态环境提供数据支持。     

龛沟是崩岗早期发育的形态标志

为探究我国南方花岗岩红壤地区崩岗的起始标志和发育阶段。在湖北省通城县和广西岑溪市2个典型崩岗区调查崩岗的发育过程。结果表明,2个调查区都存在一种细沟发育而来的龛状浅沟,将其命名为龛沟。龛沟具有3个特征：上游有明显细沟,沟壁陡峭且具有上窄下宽的宽深梯形形态。龛沟主要发生在砂土层裸露、具有一定汇水面积和局地坡度>30°的裸露坡面。龛沟是一种特殊形态的浅沟,其定义、形态和侵蚀营力都不同于常规浅沟、切沟和Amphitheatershaped canyons等沟蚀地貌。龛沟是沟道侵蚀从水力侵蚀为主变为水力和重力复合侵蚀的过程,是崩岗起始发育的启动标志,其发生原因与花岗岩红壤上红（黏）下砂的土层结构有关。以龛沟出现为标志,将崩岗的发育阶段重新划分为早期准备阶段、初期启动阶段、中期发展阶段和后期成熟阶段。龛沟的特点和研究区的崩岗治理效果表明,削坡开级的治理方式不适合在红土层较薄的花岗岩红壤地区使用。龛沟的发现将推进对崩岗早期发育的研究,并为崩岗的预防和治理提供新的理论依据。     

崩岗地貌侵蚀过程三维立体监测研究——以广东五华县莲塘岗崩岗为例

2011-2013年,大致以半年为周期,利用Leica ScanStation 2三维激光扫描仪对广东五华县莲塘岗崩岗进行6次野外定位监测,运用ArcGIS软件对6次监测数据进行对比分析,阐明崩岗流域侵蚀产沙的时空变化,提供精细化研究成果。研究结果表明,莲塘岗崩岗年平均侵蚀模数高达222 408t/(km2·a),主要侵蚀区位于海拔111~131m的崩积锥分布区,占侵蚀总量的55.6%,且崩岗中、下部位侵蚀强度高于崩岗上部。崩岗侵蚀量随崩岗表面坡度变化呈现正态分布的特征,侵蚀量最大值位于崩岗40°~50°的坡面部位。单位面积的崩岗侵蚀量大致随崩岗表面坡度的增大而加大,表明崩岗流域内坡度越大,侵蚀越强烈。在6次5个监测周期内,崩岗侵蚀方式具有明显变化,沟道发育是崩岗侵蚀发生的主要触发因素之一。前3个监测周期中,崩岗以沟道快速下切、侧蚀和溯源侵蚀为主,兼有小规模崩塌;后2个监测周期中,崩岗以重力侵蚀为主,侵蚀量先减少后增大。莲塘岗崩岗目前正处于壮年期阶段,地形是崩岗发育的主要影响因素。地形因素导致崩岗水力侵蚀与重力侵蚀交替进行,两者共同作用使得崩岗侵蚀发展过程呈现出螺旋式上升的演化模式。     

福建省植物措施治理崩岗的技术

崩岗主要分布在福建省的南部和西部花岗岩形成的土丘地区,主要有瓢形崩岗、条形崩岗和弧形崩岗三种类型。从崩岗的形态上可分为坡面、崩岗崖壁、崩岗场和冲积扇四个部位。坡面以草灌混交好;崩岗崖壁以爬藤类植物为主,沿崖壁上下边缘种植;崩岗场依具体情况而定,主要种针叶乔木;冲积扇容易再侵蚀,应乔灌草一起上,以达到防治水土流失的目的。治理崩岗以植物措施为主,并辅以工程措施。     

南方崩岗发育特征及其监测技术探讨

 崩岗是南方红壤区特有的一种严重侵蚀类型,可认为是发育在花岗岩浅丘岗地上的沟蚀地貌形态。崩岗崩壁高差和倾角都较大,这给监测工作造成了很大的困难,导致崩岗实测数据的匮乏。通过阐明各种土壤侵蚀监测技术的优缺点,结合崩岗地貌特征,分析可用于崩岗的监测技术。认为：径流小区与人工模拟降雨实验技术只能用于面蚀和细沟侵蚀研究;示踪技术可用于面蚀和沟蚀的研究,但不能满足崩岗的实验要求;侵蚀针等传统技术方法不能准确测量崩岗的侵蚀速率;由于崩壁高差太大,用差分CPS监测崩岗存在一定误差;三维激光扫描系统能够克服上述困难,能较为准确地扫描出崩岗的形态特征数据;航片解译可得到崩岗的空问分布数据,但需配合地面监测数据,才能较为准确地调查区域或流域的崩岗数据。另外,用侵蚀针等传统技术方法以及差分GPS对崩岗进行监测时,要注意监测人员的人身安全。     

安溪县崩岗侵蚀空间分布特征探讨

崩岗侵蚀以其侵蚀量巨大危害严重而成为最严重的土壤侵蚀类型,以福建省崩岗侵蚀最严重最典型的安溪县为研究对象,采用实地调查结合GIS的空间分析的方法,全面分析全县的崩岗侵蚀窄间分布特征,为进行全县的崩岗侵蚀治理提供科学依据,同时也为全省乃至全国其它地区提供借鉴.研究结果表明:安溪县有崩岗12 828个,侵蚀面积2 305.42 hm~2,居全省之首,崩岗个数和面积分别占全省49.29%和31.41%,75.15%崩岗处于活动状态,是全省崩岗侵蚀最严重的地区,形态多样、类型齐全而以瓢形、混合形和弧形为主,全县24个乡(镇)都有崩岗发育,集中分布在东部,特别是东南部的官桥和龙门一带,数量、面积、大小级别、形态和发育阶段等方面都在空间分布上都大致呈现出由东南向西北递减的趋势,因此进行安溪县崩岗侵蚀防治的总体布设应该以东南部的官桥和龙门为主,重点治理的力度由东南向西北递减.     

江西省崩岗侵蚀与形成条件

江西省有崩岗约4.8万处,崩岗总面积为20 674.8 hm2,占全省总土地面积的0.12%。崩岗在全省各地均有分布,但相对集中分布在赣州市,赣州市崩岗面积和数量分别占全省崩岗总面积和总数量的68.53%、69.78%。崩岗类型有瓢形、弧形、条形、爪形、混合形等,以瓢形、弧形为主。通过分析崩岗形成条件,认为湿热的亚热带气候、丘陵起伏和缓的低矮山丘、巨厚的风化花岗岩是崩岗发育的良好环境。江西省崩岗绝大多数正处于发展阶段,崩岗产沙量大,单个崩岗的侵蚀模数一般达30 000~50 000 t/(km2.a)以上,水土流失十分严重,对当地的人民生命财产造成极大危害。     

鄂东南花岗岩崩岗剖面土体风化特征

崩岗是我国南方特殊的一种土壤侵蚀现象,危害严重;研究崩岗剖面土体风化特征有利于进一步了解崩岗发生机理,为崩岗防治提供理论依据。本试验通过采集通城县花岗岩崩岗土壤,测定其颗粒组成、阳离子交换量、黏聚力和各氧化物所占质量分数;定量分析不同层次氧化物质量分数;计算风化强度,分析其与土壤性质的相关性,探究花岗岩崩岗土体风化特征与崩岗形成机理的关系。结果表明:花岗岩风化壳经脱硅富铁铝化、盐基淋溶等成土过程,不同氧化物在土壤剖面不同层次所占比例有一定规律,随着土壤深度减小Al2O3、Fe2O3所占比例增多,Si O2比例减小。风化程度整体趋势随深度减小而增强,风化强度最大相差15.18%。风化程度与黏粒比例、阳离子交换量、黏聚力成正相关。上层风化程度大,黏粒比例高,黏聚力大,土体稳定;下层风化程度弱,黏粒比例低,黏聚力小更易被侵蚀,造成土体易崩塌,形成崩岗。     

隆回县崩岗防治方法探讨

崩岗是风化性花岗岩地区因水力和重力相互作用而形成的一种土壤侵蚀形式,按形态可分为瓢形、条形、弧形,按发展阶段可分为活动型、半稳定型和稳定型三大类。隆回县现有60 m2以上的崩岗1 617处,崩岗面积106.4 hm2。在崩岗的防治过程中,针对崩岗的特点与发展规律,坚持治标与治本、治理与开发相结合的原则,对瓢形崩岗防治采取“上拦”、“下堵”、“中间绿化利用”的方法,对条形和弧形崩岗防治采取“上截”、“下挡”、“中间开级护坡”的方法,合理布局、科学配置各项防治措施,取得了一定成效。     

中国南方红壤丘陵区崩岗侵蚀基本问题研究综述

崩岗是我国南方丘陵区水土流失的一种特殊类型,对地方经济社会发展具有重要影响。本文参考了国内崩岗研究的相关文献,从崩岗概念的内涵、空间分布、形态特征、形成原因、演化过程、综合治理和效益评价等基本问题回顾了我国南方红壤丘陵区崩岗侵蚀研究进展:崩岗侵蚀的概念、空间分布、形态分类、成因已取得了较为一致的认识;已探索出了一些较好的治理技术和模式;但是目前缺乏成熟的崩岗侵蚀治理效益评价体系和方法。最后指出了我国南方崩岗侵蚀研究应从如下几方面加强:开展崩岗侵蚀多学科协同研究;加强崩岗侵蚀动态监测和过程模拟研究;推广和探索崩岗治理新技术和新模式等。     

红壤坡面细沟侵蚀参数提取研究

为研究自然降雨条件下南方红壤区坡面细沟侵蚀形态,应用无人机摄影测量技术与计算机数字图像处理相结合的方法,提取了江西水土保持生态科技园内自然降雨条件下3个不同野外裸露小区坡面细沟形态参数并进行分析。结果表明:坡面细沟在中坡位的分布密度最大,其次是下坡位,最后是上坡位;细沟宽度随着坡长增加大致呈现两头宽中间窄的类U形;细沟深度随坡长的增大大致呈现先增大后减小的趋势;细沟宽深比大致随坡长的增加而减小,在接近坡底处达到最小值。     

极端暴雨下典型小流域重力侵蚀的分布及影响因素

为探究极端暴雨下重力侵蚀分布规律及其环境条件,以2019年"利奇马"台风引发的特大暴雨事件为对象,采用无人机航拍、室内解译等方法,研究了位于暴雨中心的山东省临朐县曾家沟小流域内不同类型重力侵蚀的数量、空间分布特征及其影响因素。结果表明:(1)小流域内发生的重力侵蚀共70处,主要类型为滑坡(49处),其次为泥石流(14处)和崩塌(7处)。(2)重力侵蚀面积、侵蚀量分别与坡度变率、坡度、坡位、高程、坡向和坡向变率呈正相关,与距梯田距离、距道路距离和土地利用类型呈负相关。(3)坡度是影响重力侵蚀的最重要因素,侵蚀易发生在坡度为30°~50°的斜坡。(4)人类活动对重力侵蚀的影响较大,特大暴雨下的严重重力侵蚀多发生在梯田田坎、道路边坡等位置,需将重力侵蚀防治的重心放在加强道路两侧边坡、梯田田坎和坡度>30°的陡坡边坡防护上。研究结果可为应对和预防重力侵蚀灾害提供科学依据。     

黄土道路侵蚀过程模拟试验研究

黄土地区土质道路侵蚀强烈,严重影响当地的生产与交通事业。开展黄土道路侵蚀研究,对于黄土地区水土保持与生态经济建设具有重要意义。采用模拟降雨试验方法研究了黄土道路侵蚀过程,取得了如下结果。(1)道路径流侵蚀发生时间随雨强及坡度的变化皆可用幂函数方程描述;(2)道路径流侵蚀开始时含沙量很高,但很快下降并随降雨历时的延长而逐渐趋于相对稳定;(3)道路侵蚀率变化过程可分为3个阶段:径流侵蚀开始至20min及40min至侵蚀过程结束,侵蚀率随降雨过程的变化较大,20～40min之间基本稳定;(4)道路侵蚀模数随雨强及坡度的变化均可用幂函数方程描述,雨强及坡度对道路侵蚀的综合影响可用二元线性方程描述。     

不同雨强条件下坡度对红壤坡面侵蚀的影响

坡度是红壤坡面侵蚀的重要因子,通过室内模拟降雨试验研究3个降雨强度(1.0,1.5,2.0 mm/min),3个坡度(10°,15°,20°)条件下坡度对红壤坡面产流、产沙过程影响。结果表明:(1)相同雨强下,坡面初始产流时间随坡度增加逐渐缩短,坡度与坡面径流量呈正相关关系;相同坡度下,随雨强增加初始产流时间及坡面径流量差异均减小。(2)坡度对红壤坡面含沙量的影响表现为平均产沙量随坡度增加而增大,其中15°坡度下坡面产沙过程波动较大。(3)坡度对坡面径流量的贡献率在60%以上,而坡度对坡面产沙量贡献率保持在30%左右。通过分析不同降雨条件下坡度对红壤坡面侵蚀过程影响,以期为红壤水土流失地区的水土保持预测与措施布没提供相应理论参考。     

黄土高原小流域重力侵蚀数值模拟

为研究黄土高原小流域重力侵蚀机理,采用fish语言编写多层复杂地形建模的前处理程序,对多层复杂地形建模进行了二次开发。从力学稳定性角度,采用有限差分FLAC3D软件对黄土高原小流域概化模型进行重力侵蚀机理研究,分析了流域重力侵蚀的发育过程,并对小流域位移场和应力场进行了数值模拟。结果表明：建立的三维模型能真实地表现小流域地形、地貌,仿真效果良好。小流域重力侵蚀过程分为发育期、成熟期和稳定期3个阶段,沟头溯源区是小流域侵蚀最强烈的部位;凹形的边坡整体几何形态利于边坡稳定,减缓了重力侵蚀的发生程度。建模方法和数值模拟结果可应用到重力侵蚀研究中,为推动流域侵蚀产沙时空规律研究的深入发展和小流域水土流失综合治理以及生态环境建设提供科学依据。     

基于模糊综合评判的崩岗重力侵蚀评价方法

发育于花岗岩出露区的典型崩岗岩土受干湿效应影响,致使坡体在重力作用下产生崩坍,这是崩岗形成后最主要的侵蚀形式。通过对原状土进行5种干湿水平处理,采用直剪试验研究干湿效应下崩岗岩土抗剪强度及其指标变化规律。结果显示：从风干到增湿过程,抗剪强度及其指标衰减明显,粘聚力C下降幅度最大为92％,而内摩擦角9最大降幅为48％。随着垂直压力递增,抗剪强度增大。此外,基于不同干湿效应下岩土抗剪强度指标变化规律,运用模糊综合评判法对不同干湿水平、干湿阶段崩岗坡体稳定性等级（重力侵蚀）进行评价,并讨论了完善该模型的途径,可为崩岗危害性分级、针对性治理提供技术支撑。     

黄土高原小流域重力侵蚀稳定性评价

为评价黄土高原小流域重力侵蚀稳定性,采用有限差分FLAC3D软件对黄土高原王茂沟小流域概化模型进行了研究。对小流域平衡状态时位移场和应力场和塑性屈服区进行数值模拟,并结合Rosen-blueth矩估计方法对流域重力侵蚀破坏概率可靠度进行了分析。结果表明,剪切塑性区域主要分布于坡面和沟坡大部分区域,张拉塑性区域主要分布于梁峁顶和梁峁坡上部;该流域重力侵蚀处于不可接受的风险水平,需采取有效的工程措施以提高其稳定性。Rosenblueth法可有效地将传统安全系数与概率分布相互结合补充,为建立流域稳定性与重力侵蚀可靠度的指标评价体系提供了一种好的方法。     

基于DEM的黄土坡面流水侵蚀潜能因子初步研究

坡面径流对地表的侵蚀,本质上是由于流水重力势能累积作用的结果。从坡面流水的能量累积角度,提出了一种反映原始坡面侵蚀动力的流水侵蚀潜能因子的基本概念及其计算原理;设计了基于高精度数字高程模型(DEM)的流水侵蚀潜能因子的计算方法,完成了多期模拟小流域的流水侵蚀潜能因子的计算,并基于该因子获取了相应的侵蚀动力点结果;分析了侵蚀动力点的空间分布特征,并以此为依据,初步讨论了地形的演化规律。结果表明,运用坡面流水侵蚀潜能因子进行坡面侵蚀强度及其演化规律的研究,具有重要的理论意义和实际的应用价值。     

红壤丘陵区坡长对作物覆盖坡耕地土壤侵蚀的影响

坡长对坡耕地土壤侵蚀的影响随雨强的不同而变化,为解决南方红壤丘陵区坡耕地水土流失问题,该文采用野外人工模拟降雨的方法,研究了南方红壤丘陵区作物覆盖坡耕地上不同雨强下坡长对其土壤侵蚀的影响,并探讨了侵蚀增强的临界雨强和设置水土保持措施的合理坡长,结果表明:产沙量随坡长延长整体呈增大趋势,但存在一定的波动,二者的关系可用幂函数(决定系数0.84)表示。坡长延长相同长度时,产沙量不呈比例增加,但每隔4 m产沙量增量有减少的趋势,且径流侵蚀产生的泥沙中主要为粒径0.002~0.02 mm的粉粒及粒径0.002 mm的黏粒,加剧了耕地土壤粗化,因此,可每隔4 m设置水土保持措施,有效减少坡耕地水土流失。坡面径流侵蚀产沙量随着雨强的增大而增加,坡长越长,产沙量随雨强增加速度越快,二者呈幂函数关系(决定系数0.76),60 mm/h是红壤丘陵区侵蚀增强的临界雨强;雨强、坡长与产沙量均呈正相关关系,且雨强对坡耕地产沙量的影响较坡长大。对不同雨强下坡长对作物覆盖坡耕地土壤侵蚀的影响研究,可以为南方红壤丘陵区坡耕地水土流失的治理提供一定的理论依据。