青土湖水面形成过程对荒漠植物多样性的影响

[目的]分析青土湖输水过程对荒漠植物种多样性影响,为青土湖输水后的生态功能分析提供参考。[方法]通过4a的定位观测数据计算,分析青土湖岸植物种的多样性以及植物种的时间与空间变化及其与地下水位关系。[结果]距水面200m范围的植物种数量减少,其中距水面0m的植物种减少最多,100m处物种变化最少。Shannon-Weiner,Pielou指数和Simpson指数变化趋势相似,丰富度和多样性减小,均匀度和优势度增大;其中植物种优势度变化相对较大,且空间变化速率大于时间变化率,但Cody指数的时间变化率大于空间变化速率。[结论]青土湖输水促使植物种及其多样性以水源为中心呈带状变化,形成特征植物圈,且随地下水位上升变化程度增大。     

基于三峡库区库水位和降雨统计分析的八字门滑坡稳定性评价

[目的]分析三峡库区水位及降雨对八字门滑坡的影响,为八字门滑坡的稳定性作出评价。[方法]利用滑坡的监测资料对八字门滑坡的变形进行定性分析,然后在对库区水位及降雨定量分析的基础上确定20种工况,利用Geo-Studio计算八字门滑坡的稳定性。[结果]八字门滑坡10个GPS监测点累积位移监测曲线均为阶梯形状并随着时间呈增长趋势,形态变化具有同步性。20种工况下八字门滑坡稳定系数大于1,当库水工况不变降雨工况变化时,最小稳定系数变化较小。当降雨工况不变库水工况变化时,最小稳定系数变化较大。最小稳定系数在库水位稳定在175水位、库水位稳定在145水位、2014年库水位波动、平均库水位、2013年库水位波动5种工况下依次减小。[结论]八字门滑坡整体处于稳定状态。降雨和库区水位对八字门滑坡稳定性存在影响,库区水位对八字门滑坡稳定性的影响较大,库区水位变化幅度越大,八字门滑坡稳定性就越差。     

不同含水率条件下非饱和边坡的稳定性

[目的]试图改进现有初始条件考量方法,重点分析不同初始含水率条件下降雨入渗对边坡稳定性的作用机制,为滑坡预警提供参考。[方法]以甘肃省天水市廖集村滑坡为例,基于无前期降雨和有前期降雨作用下实测土层含水率结果,将其分别定义为天然和湿润状态,作为初始条件建立渗流与应力的流—固耦合物理力学模型。[结果]天然状态下,非饱和入渗迅速,但入渗仅局限于浅表层1—2m,稳定系数在入渗初期显著下降,但随着下渗的停滞而缓慢变化,往往形成浅表层滑坡;湿润条件下,土体持水缓慢,但能下渗到3—4m以下的较深部位,随着入渗深度的增大,土体软化作用加强,形成深部滑坡。所以,土体干燥状态时,进行7d的雨量预警是有效的防灾方法。对于连阴雨天气,土层较湿润,要注重对滑坡体4m以下部位孔隙水压力和坡脚位移形变的监测。[结论]土体初始条件对非饱和入渗和稳定性变化过程具有显著影响,是降雨触发型滑坡稳定性分析中不可忽略的因素。     

三峡库区淌里滑坡变形特征及影响因素分析

滑坡监测主要采用地表位移GPS监测和滑体深部位移监测等方法。根据多年滑坡变形、库区降雨、库区水位变化等相关资料,分析了三峡库区淌里滑坡的空间变形特征,并研究了降雨和库区水位两个因素对滑坡变形的影响。该滑坡变形区呈牵引式变形特征,多年位移监测数据曲线呈阶跃性特征,与降雨过程具有一定的相关性,同时库水位的大幅变动对滑体变形的节奏也产生一定影响。滑体变形对水位下降的情况较为敏感,尤其当水位在一段时间内按一定速率持续宽幅下降时对变形区的稳定性影响更为强烈。     

含水率对非饱和原状黄土强度的影响

黄土地区修建的路堤、河堤和土石坝等工程大都位于地下水位以上,呈非饱和状态,且其受力处于平面应变状态。采用TS-526真三轴仪改造的平面应变仪,对非饱和原状黄土在平面应变条件下进行了试验。试验结果表明,非饱和黄土的变形和强度随着含水率的变化呈显著变化,含水率越大,强度越小;土体的偏应力随着轴向变形的变化曲线皆为硬化或者强硬化型;但随着体积的变化土体的偏应力曲线出现明显的拐点;非饱和黄土的抗剪强度参数随含水率的增大而减小。含水率对工程的变形和强度影响比较大。     

策勒绿洲生态与灌溉用水对地下水埋深的影响

[目的]估测地下水资源变化动态并对其安全性进行识别,为策勒绿洲水资源管理及维护绿洲生态安全提供一定决策依据。[方法]分析策勒绿洲总用水需求,基于策勒河径流与地下水动态监测数据,计算绿洲用水缺口;最后,通过绿洲长期地下水位监测资料分析地下水位随时间变化规律。[结果]综合考虑生态用水背景下,策勒绿洲年均用水缺口5.20×10~6~1.15×10~7 m^3,当利用策勒绿洲地下水补足绿洲用水差额时,地下水平均埋深年均下降0.27~0.60m,在非枯水年状态下策勒绿洲地下水补给相对充足使得地下水平均水位无明显变化,只在地下水水位时空分布上有所改变,如2008—2014年绿洲地下水平均埋深虽有较大幅度波动,但基本维持在21m上下。[结论]短期来看策勒绿洲地下水埋深变化处于安全范围内,但为了保证绿洲健康可持续发展,并维持地下水埋深的稳定,当前应投入财力到水资源使用的监督和管理中去,将建设农业节水设施作为长期发展策略。     

应用时间序列模型分析长武塬区地下水水位的变化特征

针对长武塬区地下水资源贫乏的问题,运用时间序列分析理论对长武塬区地下水位动态变化进行了分析和横拟.采用多项式拟合计算水位动态的趋势分量,运用谐波分析提取周期项,利用自回归(AR)模型模拟随机分量,将得到的三个分量进行叠加建立预报模型.依据长武塬区三口监测井的月平均水位埋深资料,运用SAS提供的指数平滑模型建立地下水位动态模拟和预测模型,并对模型的模拟和预测精度进行分析.(1)时间序列分析法可以简易快捷地模拟预测研究区的地下水位变化,且计算简单,所需资料较少且易于获得,可作为一种简易快速的地下水位模拟预测模型;(2)所建立的时间序列模型需要及时更新资料以提高预测精度;(3)通过对周期项的分析可知研究区地下水位变化存在的主要周期为7.4～10 a,且周期逐年增长,揭示了地下水位的多年变化规律;(4)研究区地下水水位呈下降趋势,尤其近几年水位下降幅度增大,应加以控制.     

2011—2020年新疆鄯善县地下水位时空动态变化规律

[目的] 分析新疆鄯善县2011—2020年地下水位时空动态规律及未来变化趋势,为该区地下水超采治理和地下水位管控指标确定提供科学支撑。 [方法] 利用聚类分析与相关性分析结合的方法,划分地下水动态类型,采用时间序列分析法、地统计学法,结合多元Logistic回归模型,分析地下水位时空变化规律及主要驱动因素,并利用R/S分析法预测地下水位未来变化趋势。 [结果] ①地下水动态类型分为开采型、径流型、径流—开采型及蒸发型,以开采型为主,所占比例达75%。 ②2015—2018年北盆地地下水位由下降趋势变为上升趋势,2018年后又变为下降趋势;南盆地地下水位一直呈下降趋势,2015年后下降速率显著减缓。 ③北盆地地下水位变化主要驱动因素为地下水开采及地表水径流量,贡献率分别为68.46%,28.37%;南盆地主要驱动因素为地下水开采,贡献率为89.74%。 ④在外界环境稳定情况下,预计七克台镇及南盆地北部灌区地下水位将会持续下降,辟展乡地下水位持续上升,其他区域呈不明显的变化趋势。 [结论] 地下水开采是地下水位变化最重要的影响因素,为遏制地下水位下降,应在地下水位下降显著区域继续加大压减地下水超采量。     

陕西省乾县地下水位动态变化特征分析

依据渭北高塬与关中平原过渡地带的陕西省乾县近16 a地下水位埋深监测资料,结合研究区数字高程模型(DEM)反映的地貌和水系分布状况,选取7口地下水位监测井,对乾县城区、羊毛湾灌区和宝鸡峡灌区地下水位年际和年内动态变化特征进行了分析。结果表明,乾县城区近10 a地下水位以0.31 m/a的速度上升;羊毛湾灌区和宝鸡峡灌区近16 a地下水位均呈下降趋势,并且前者下降幅度大于后者;降水量偏多使得水库水位高于其附近地下水位,距离水库近的地区,地下水位受水库补给和降雨入渗补给双重作用迅速上升;距离水库远的地方,地下水位主要受降雨入渗补给,地下水位上升具有滞后性。灌区地下水位具有在2月和10月左右达到高水位,7月降至低水位的特征。实施节水和井渠结合灌溉是保证乾县地下水资源可持续利用的有效途径。     

三峡库区黄泥巴蹬坎滑坡变形机制

[目的]研究黄泥巴蹬坎滑坡的变形规律及失稳机制,旨在为库区同类型滑坡的研究提供借鉴。[方法]分析该滑坡的宏观变形特征,结合专业监测数据,研究其变形规律及失稳机制,并运用数值模拟计算研究库水位下降的致滑机理。[结果]黄泥巴蹬坎Ⅰ号滑体变形严重,分别于2007年4—6月,2009年4—6月,2012年4—6月发生加速变形,且加速变形速率逐次呈快速增长趋势。库水位下降对该滑坡稳定性的影响表现为坡体外部卸荷效应和内部动水压力推动作用。一方面,库水位下降使得指向坡内的静水压力消失,导致抗滑力减小。另一方面,库水位下降引起坡内地下水位下降,地下水沿滑带方向渗流,产生的动水压力推动滑坡向外发生变形。[结论]目前黄泥巴蹬坎滑坡处于欠稳定状态,库水位下降加之连续强降雨是导致黄泥巴蹬坎滑坡变形失稳的主要因素。     

嘉义白杞村樟树坪地层滑动之探讨

地滑之发生系受自然的地质构造、降雨、地下水、地震、河岸侵蚀及人为开发破坏等因素所影响.在地滑之防治上,如应用各种调查、观测以及试验研究,予以探讨引起滑动的各种原因,并探究其滑动机制后,方施以适当的防治方法抑制其再发生.或将灾害减至最低程度.研究地点位于嘉义县竹崎乡白杞村境内,因多次台风暴雨侵袭,使得浊水溪支流遭流水挟带之大量土砂冲刷边坡,致使樟树坪路下边坡紧邻溪流之坡脚淘刷严重;又因该区之地势陡峭、地质条件较差,遭逢连续降雨浸蚀坡面,遂引发大规模地滑灾害,影响往来交通与邻近民宅之安全.故针对现地进行地形测量、地质调查、水文分析与边坡安全监测,并通过边坡稳定分析,了解该区边坡稳定特性,以评估地层滑动的情形并探讨其后续影响.     

宝鸡千河流域大海子地裂缝成因及减灾措施

大海子地裂缝分布于千河四级阶地与黄土台塬之间的黄土坡地区，目前正处于滑坡的蠕动变形阶段。黄土的物理化学性质是地裂缝形成的基础条件，梯田的蓄水功能创造了有利的水文条件，连阴雨及暴雨是地裂缝形成、扩展的诱发因素。人工切削坡脚造成斜坡的不稳定状态则是地裂缝形成的主要原因。地裂缝一旦形成，它便同梯田中的黄土陷穴一起成为地表水转化为地下水的通道。离石黄土中古土壤层所具有的相对不透水性，使其与上覆黄土的分界面成为潜在的滑动面。建议采取搬迁住户，改造梯田。加强监测，合理布局村落等措施来减小以至消除灾害造成的损失。     

耕作期内土壤水分和盐分运动规律及其影响因素

[目的]分析灌溉期内土壤水盐运动规律,为改进灌区耕作期灌溉制度存在的现行问题、土壤盐碱化治理以及节水型灌溉工程的实施对生态环境的影响提供科学指导。[方法]综合考虑土壤质地、灌溉方式、作物种植等因素进行试验点、观测点的布设,基于2a耕作期监测数据分析,通过常规方法对土壤脱盐积盐运移(表聚型、底聚型、均衡型及震荡型)、耕作期内不同耕种观测区内土壤盐分变化等方面进行计算分析,并对影响因子(地下水埋深、初始含盐量、降雨)进行相关性分析。[结果]灌溉初期土壤表层含盐量变化较早,灌后10d土壤含盐量开始回升,各观测区土壤含盐量随时间逐渐减小。[结论]荒地内不同土层观测期内呈积盐状态;不灌或少灌区域土壤表聚趋势加强;地下水埋深较深的井灌区,脱盐速率快于潜水位较高的渠灌区;初始含盐量越高,土壤脱盐量绝对值越大,相对脱盐率与初始含盐量并无明显关系。     

10 a来民勤县荒漠草地植物群落变化与降雨量的关系

[目的]研究甘肃省民勤县荒漠草地植被与降雨量的关系。[方法]采用样线法和针刺法,对民勤县3种立地条件下的荒漠草地10a植被变化进行4次定位监测,用Excel软件分析植被生长和降水量变化的关系。[结果]民勤县大气降水年际间和年内变幅都很大,这对植物生长十分不利。民勤县荒漠草地植被生长所需水分主要依靠大气降水和地下水。西沙窝沙质荒漠草地和红果子井砾质荒漠草地植被完全依靠大气降水存活和生长,植物生长与降水的关系十分密切,其中一年生草本植物最为明显。但是对地下水位较高的白土井盐渍化荒漠草地植物来说,植物生长主要靠地下水,降水将积聚在表层的盐分淋溶到了根系层,对植物生长不利。[结论]民勤县荒漠草地植被生长情况虽然受降雨的影响较大。总体上该县植物生长呈现衰败的趋势,荒漠化也日趋加重。     

黄土沟壑高填方分层沉降监测与深层浸水试验

[目的]研究黄土沟壑地区高填方工程在填方完成后填筑体内部的变形状态,为后续相关研究提供基础依据。[方法]在某原始沟壑地形在进行高填方工程后,在填方场地内布设3组深层监测井,对填筑体内部土体的分层沉降、土压力以及体积含水率进行了持续12个月的监测。[结果]工后12个月时间里,沟壑高填方内部的主要变形量集中在填筑体与原始地基交接的位置,沟壑中心地下18—27m以及原始陡坡部位土层出现明显的张拉变形。在原始沟壑地形的影响下,填筑体内部表现出明显的土拱效应。地下18m以下不同部位土压力差异明显,中心部位土压力较小,不利于中央部位填土的自重压密。[结论]在黄土沟壑地形中进行高填方工程后,填筑体内部出现了对地下水上升表现敏感的区域,当地下水位上升时局部的湿化变形可能产生工程土洞、地面塌陷。     

固体废物处理厂地下水污染预测及控制模拟

[目的]以江苏省镇江市新区大港片区某固体废物处理厂为研究对象,对地下水污染情况进行模拟研究,为同类建设项目及企业的地下水污染预测和防治提供参考。[方法]通过系统分析该固体废物处理厂野外水位和水质观测数据以及水文地质条件等资料,利用Visual Modflow软件构建了地下水水流和溶质运移模型。[结果]对厂区污水处理站防渗破损后特征污染物CODMn和氨氮运移情况以及地表硬化污染控制措施对污染物的阻隔效果进行预测评价,数值模拟预测污染物的影响范围、超标范围和最大运移距离。预测时间20a后,污染物影响范围最大,运移距离最远,且CODMn影响范围较氨氮大,运移距离较远;地表硬化后,20a后污染羽未超出评价范围。[结论]污染物主要沿水流方向迁移,对水环境的影响随时间逐渐增大,污染物浓度随着迁移距离的增加而减小,不同污染物在地下水含水层中的溶质运移范围和迁移距离不同。地表硬化措施能有效控制污染物扩散。     

基于井电双控平台的地下水流场动态监测与提取

[目的] 基于灌区已建成“井电双控”平台的优势，提出利用抽水井水位来获取开采期地下水流场的动态变化，为地下水资源的科学管理及合理利用提供技术支撑。[方法] 利用Processing MODFLOW软件模拟得出研究区的仿真流场，以此作为抽水井水位确定流场的判别标准，并对该方法下流场的拟合效果进行评价与改进。[结果] 直接使用抽水井水位得出的流场较仿真流场整体偏小；使用抽水井降深修正后的水位得出的流场与仿真流场拟合效果较好，但实际中需要结合模型计算；在部分抽水井内安装水位监测设备基础上增加专用监测井，其得到的动态流场与仿真流场接近且易于实现，说明该方法可用于研究区流场的动态监测。[结论] 基于“井电双控”系统下，将抽水井作为监测井的方法有效解决了因地下水监测站网密度低、信息传输时效性差等造成对地下水管理存在偏差的问题，对加强地下水位—水量的双控管理及区域地下水资源的保护具有一定的应用价值。     

川鄂褶皱山地溪洪-滑坡灾害与主要自然因子的关系——以香溪河流域为例

[目的]明确影响香溪河流域溪洪—滑坡灾害分布的瓶颈性自然因子,为其代表的三峡库区东部川鄂褶皱山地山洪地质灾害防治提供科学依据,并探讨地理探测器模型的应用表现。[方法]应用GIS技术、逐步回归和地理探测器模型,分析研究流域溪洪—滑坡灾害分布与主要自然因子的定量关系。[结果]进入回归模型的5项因子总解释度80.6%,贡献率依次为岩性脆弱性28.6%,断层缓冲区19.8%,NDVI18.9%,暴雨极值16.4%,岩性软硬程度16.3%;地理探测中对因变量解释度较大的5项因子分别为岩性脆弱性24.5%,断层缓冲区20.9%,NDVI 18.3%,土壤入渗性16.3%,岩性软硬程度14.8%;岩性脆弱性与NDVI值、坡度的交互作用强度分别达68.8%和62.0%。[结论]地质要素对流域溪洪—滑坡灾害分布具有绝对的控制作用,植被的影响其次,土壤和降水的影响有限,地形的作用体现在协同方面;地理探测器模型为定量分析非线性变量间的关联性提供了新的视角,但它消除了自变量的数值属性,在变量影响方向和重复性侦测方面有局限。     

基于多源数据的科尔沁沙地陆地水及地下水储量变化研究

[目的]研究科尔沁沙地水储量变化对该区域的生态环境和经济建设等的影响,为当地水资源的保护和可持续利用提供参考。[方法]利用CSR(center for space research)提供的2003.07～2010.12 GRACE(gravity recovery and climate experiment)Release-05数据,采用去相关与高斯平滑滤波(平滑半径300 km)相结合的滤波方法,以及尺度因子法进行了重力信号改正和信号泄露恢复,反演了科尔沁沙地陆地水储量长时间序列的变化,该结果与CPC(climate prediction center)水文模型反演结果进行了对比分析;结合GLDAS(global land data assimilation system)水文模型计算的土壤含水量变化,给出了科尔沁沙地地下水储量的时空变化;并利用监测点水井数据和给水度信息对地下水反演结果进行了初步验证。[结果] 2003年7月至2010年12月科尔沁沙地陆地水储量减少速率为-13.2±2.6 mm/a;地下水下降速率为-13.5±1.9 mm/a。[结论]干旱和农业灌溉是导致科尔沁沙地地表水减少和地下水位降低的重要原因之一。