渭河咸阳段近代洪水沉积物粒度特征分析

粒度是沉积物中各种粗细颗粒的机械组成,可以用于洪水沉积环境和物质运动方式的判定.通过对渭河咸阳段河漫滩沉积状况野外调查和53个样品的粒度资料分析,研究了渭河咸阳段的洪水沉积物粒度特征,分析了粒度组成、粒度参数和粒度频率曲线等粒度特征资料.探讨了渭河咸阳段洪水变化和沉积环境.研究结果表明,渭河咸阳段河漫滩北堡子剖面近30 a来洪水沉积厚度为2.6m,主要粒度组成中砂粒级的含量最高,颗粒较粗,分选较差.根据粒度特征资料分析,渭河咸阳段河漫滩沉积物发育较好,变化明显,能够较清楚地指示渭河近30 a来发生的约13次洪水的变化.     

黄河平渡关段全新世古洪水滞流沉积物研究

通过对黄河中游晋陕峡谷段的深入调查研究,在山西省大宁县平渡关基岩峡谷河段左岸沟口岩棚内发现了全新世古洪水滞流沉积层剖面。根据野外宏观特征及沉积环境,鉴别出平渡关(PDG)剖面夹有4层古洪水滞流沉积物。结合粒度成分、磁化率、烧失量、CaCO³含量等室内分析测定结果,确定为河流悬移质和跃移质在高水位滞流环境当中的沉积物,是典型的古洪水滞流沉积物。不同层次沉积物是不同古洪水事件的客观记录,既有细沙质粉沙,也有细沙或者中沙,反映出其物质来源的不同或者水动力大小的差异。粒度自然分布频率曲线为正偏和极正偏,主峰高且尖锐,表明其分选良好,其粒度概率累积分布曲线为典型的两段式。沉积物磁化率和烧失量均低于全新世风成黄土和古土壤,CaCO³含量介于古土壤和黄土之间,说明在黄河晋陕峡谷段,洪水所携带的悬移质泥沙是流域内黄土区和风沙区水土流失物质的混合物。     

陕北黄土洼聚湫类型划分与侵蚀产沙模拟研究

为了揭示泥沙沉积与降水的关系,重建淤地坝水成黄土的沉积环境,选择陕北黄土洼的天然聚湫为研究对象,通过野外多次多点位打钻采样和样品测定,利用近60年降雨数据与剖面粒度的对比分析和数学模拟等方法,划分了黄土洼聚湫类型,建立了标准聚湫侵蚀产沙模型。结果表明:(1)将黄土洼的侵蚀性雨量标准定为9.2mm能更好地反映黄土洼的土壤侵蚀状况;(2)依据降雨数据,黄土洼年均最大日降雨量52.7mm以下的降雨总量占88.1%,利用52.7mm以下降雨量产生的泥沙分布范围,可以确定"非标准聚湫"的范围;(3)通过对库容曲线的模拟将1 058.03m定为零库容高程点,并基于黄土洼的分形维数对岔巴沟流域建立的次降雨侵蚀输沙模型进行了修订,建立了适用于本地区的侵蚀产沙模型;(4)对各剖面沉积物粒度旋回规律进行对比分析,并结合模型计算数据,确定了黄土洼"标准聚湫"在近坝地剖面点附近,坝地至沟口附近之间为"非标准聚湫",沿沟至沟头以上均为"非聚湫"沉积区。     

水蚀风蚀交错带小流域淤地坝泥沙沉积特征

淤地坝泥沙沉积特征是小流域土壤侵蚀及坝地内泥沙运移沉积过程的信息载体。通过对水蚀风蚀交错带典型坝地内不同剖面中泥沙沉积旋回厚度及粒径组成变化的分析,初步探讨了坝地内泥沙沉积空间分布特征及对小流域土壤侵蚀和泥沙运移沉积过程的响应。结果表明:坝地泥沙沉积旋回厚度从坝尾到坝前呈现不均匀变化,但沉积旋回厚度总体呈逐渐变薄的趋势,沉积旋回中沙层厚度普遍大于粘层厚度;坝地内不同剖面沉积旋回泥沙主要由细砂粒组成,其平均含量为59.8%,其次为粉砂粒（23.4%）,黏粒（11.2%）和粗砂粒（5.6%）含量较少;从坝前到坝尾各个剖面中沉积泥沙颗粒组成粗化度逐渐增大,且沉积旋回中沙层的粗化度变化大于粘层的变化。初步揭示了淤地坝沉积泥沙从坝尾到坝前的沉积规律,可以为以后相关工作的开展提供参考。     

黄土丘陵区小流域淤地坝泥沙沉积特征

了解淤地坝泥沙沉积特征是坝地泥沙输移过程及规律研究的基础和前提。该文通过对黄土丘陵区小流域淤地坝不同位置泥沙沉积剖面中各沉积旋回层厚度及粒径组成变化的分析,研究了淤地坝次洪水沉积过程中泥沙的再分布特征。结果表明:坝地内次洪水泥沙沉积过程为非均匀分布,各沉积旋回层厚度在纵剖面和横剖面都存在一定差异,早期沉积层厚度的起伏变化要大于后期的起伏变化。坝地泥沙粒径组成以粉粒为主,黏粒、粉粒和沙粒的平均含量分别为4.66%、58.78%和36.56%。坝地泥沙沉积过程中,各旋回层中黏粒、粉粒和沙粒的平均含量变化较小,但在坝地不同位置,土壤粒径组成发生了一定程度的分选。从坝尾到坝前,土壤质地粗化度显著下降,土壤粒径组成呈逐步细化的趋势。     

西安市东郊渭河河漫滩沉积与洪水变化

[目的]通过揭示历史时期洪水的演变,科学地预测洪水的发生,以求减少洪水灾害造成的损失。[方法]通过分析西安市东郊水流村剖面106个样品的粒度组成,研究了西安市渭河近230a来的洪水事件。[结果]剖面厚度约5m,沉积物主要由粗粉砂、极细砂、中砂和粗砂组成,在各层中变化明显,能够指示古洪水的变化。粒度成分和粒度参数指示,研究剖面中的洪水沉积可分为21层,表明西安市渭河近230a来至少发生了21次洪水事件,各阶段的洪水动力大小为:第18阶段17阶段15阶段16,19阶段21阶段4,5阶段3阶段1,2阶段6,7阶段10阶段11阶段8,9阶段13,14阶段12阶段20阶段。在研究剖面发生的21次洪水事件中,除第20次洪水外,其余洪水发生时河漫滩上的洪水深度均大于2m,均为大洪水事件。[结论]洪水沉积层的分布和粒度成分指示,第3,5,7,8次大洪水的发生是由于当年降水量的显著增加造成的,其余次洪水的发生可能是当年降水量增加造成的,也可能是当年降水量没有增加而是由于当年降水量集中造成的。     

泾河泾阳段高河漫滩沉积元素与化合物指示的洪水事件

根据泾阳泾河高漫滩沉积剖面中128个样品的元素、化合物含量与粒度分析,研究了泾阳泾河高漫滩剖面沉积特征与洪水变化.结果表明,元素Ma,Ni,Cu,Zn,Ga,Pb,Ba,Rb,V和化合物Al2O3,Fe2O3,K2O含量在剖面各层中变化明显,分辨率高,能够清晰地指示洪水以及降水量的变化.JYa剖面分为18个沉积层,指示了18次大小不同的洪水和18个降水较多的年份.沉积物粒度细,元素Mn,Ni,Cu,Zn,Ga,Pb,Rb,V和化合物Al2O3Fe2O2,K2O含量高,元素Ba含量低,指示沉积时洪水强度小,洪水水位低,降雨量少.沉积物粒度粗,元素Mn,Ni,Cu,Zn,Ga,Pb,Rb,V和化合物Al2O3,Fe2O3,K2O含量低;元素Ba含量高,指示沉积时洪水强度大,洪水水位高,降雨量多.在这18次洪水事件中,在同一次洪水沉积层内形成了两个以上薄层的元素和化合物含量、粒度成分的微小变化,指示多数期次的洪水发生时期常有两个以上洪峰出现.泾阳泾河高漫滩第14,12,13,8,5,1层洪水沉积反映了泾河泾阳段全流域性的年降水量增加,且年降水量至少达到约800 mm.     

近120年来高陵渭河河漫滩沉积物磁化率指示的气候变化

根据史料记载以及高陵渭河河漫滩沉积物共110个样品磁化率、粒度成分的测定分析,研究了近120年来,该地区沉积物在0～4.0 m深度上磁化率变化特征。结果显示,高陵渭河河漫滩磁化率随深度具有高低变化节律,整个剖面分6个阶段,第1,3,5阶段频率磁化率值高,第2,4,6阶段频率磁化率值低;沉积物磁化率与粒度成分有较好的相关性,表现为频率磁化率值低,沉积物粒度成分细,反之则反。磁化率反映了沉积时期水动力强弱变化,第1,3,5阶段对应洪水规模大的时期,指示沉积时水位高,水量大;第2,4,6阶段对应洪水规模小的时期,指示沉积时水位低,水量小。洪水规模的变化间接反映了该地区近120年来气候的波动变化特征。     

黄土洼后小滩沟沉积物理化特征及其揭示的环境信息

利用荧光光谱仪、激光粒度仪等仪器对黄土洼后小滩沟台地取得的950个沉积物样品进行测定,获取了淤地坝元素含量、粒度参数等多项指标。对粒度参数、元素含量进行分析研究,并揭示了相应的地球化学特征及环境信息。结果表明:黄土洼后小滩沟沉积物具有"二元结构"沉积旋回,进一步佐证了该地区次生黄土的水成说,且其中"细淤泥层"可以作为洪水沉积结束的重要标志;后小滩沟E剖面同主沟内C剖面的粒度分布差异表明了黄土洼地区泥沙运移主要受搬运距离的影响;在黄土洼后小滩沟聚湫沉积剖面中,常量元素中Si的含量最大,而Al、Ca等元素的含量相对次之;根据剖面元素同粒度参数的变化特征,可分为3类:Ⅰ类元素遵循"元素的粒度控制规律",元素同粒度参数有较好的相关性;Ⅱ类元素同部分粒度参数相关性较好;Ⅲ类元素不受粒度控制,而受元素自身性质、搬运营力等多重影响。并且进一步验证了黄土洼后小滩沟台地"先期沉积,后期侵蚀"的环境演变过程。研究结果为了解陕北黄土高原小流域土壤侵蚀、沉积物理化特征及其揭示的环境信息提供科学依据。     

黄土高原坝系工程的相对稳定性

 坝系要达到相对稳定,最基本的条件有3个:一是相对稳定系数必须大于或等于一定的允许值,这是坝系要达到相对稳定的关键;二是有足够的防洪能力;三是坝系工程安全无病险。同时也应该满足以下条件:20年一遇的暴雨洪水标准下坝地作物可以保收;当淤地面积达到设计的可淤面积时,坝地平均淤积厚度<20cm。其控制方法主要是:合理布设坝系规模与建坝顺序;实现对暴雨洪水的均衡分配;坚持坡面治理,提高流域治理度;布设排洪渠,以防坝地积水及超标洪水;加强日常养护。     

敦煌沙漠绿洲过渡带地表沉积物粒度特征及沉积环境

[目的]探究敦煌沙漠绿洲过渡带地表沉积物粒度特征及沉积环境,为敦煌沙漠绿洲过渡带的生态恢复以及有效控制风沙灾害提供必要的理论依据。[方法]运用对角线法对敦煌沙漠绿洲过渡带地表沉积物进行采样,采用矩值法计算粒度参数,分析其粒度空间分布特征以及沉积环境。[结果](1)研究区地表沉积物粒级极粗砂和极细砂含量较少,沙漠和绿洲分别以粗砂和细砂为主,过渡带以中砂为主,沉积物粒径自沙漠到绿洲呈现明显减小的趋势;(2)3条样带的分选性都较好,相比而言,沙漠的分选性最好,过渡带次之,绿洲最差;(3)偏态除绿洲属于正偏外,沙漠和过渡带都属于近对称分布,频率曲线峰型都是平顶峰,说明不同沉积物粒级对风力作用响应的差异性。[结论]敦煌绿洲的沙以风成环境为主,鸣沙山主要为河湖沙或河流冲积沙,过渡带混合有风成沙和河湖或河流冲积沙。     

坡面覆沙后侵蚀泥沙颗粒分选特性

侵蚀泥沙颗粒大小的分布在一定程度上影响着侵蚀泥沙的搬运和沉积,了解侵蚀泥沙的分选作用将有助于解释泥沙的侵蚀和沉积过程。该文以覆沙坡面为研究对象,采用室内模拟降雨的方法,选取坡度12°、雨强1.5 mm/min的黄土坡面上分别覆盖0.5、1.0、1.5 cm的沙层进行试验。结果表明:坡面覆沙后,坡面粗颗粒物质大部分在产流开始0~10 min内便被冲刷带走;侵蚀泥沙颗粒主要以粉粒为主;坡面覆沙后,在细沟间侵蚀阶段,径流优先搬运大于0.054 mm的颗粒,在细沟侵蚀阶段和细沟侵蚀及细沟间侵蚀的组合阶段,径流搬运的泥沙颗粒以小于0.054 mm的颗粒为主;同时,在产流前期(0~10 min)侵蚀泥沙颗粒主要以大于0.054 mm的颗粒为主;而在产流后期(10 min以后)侵蚀泥沙则主要以小于0.054 mm的颗粒为主。坡面覆沙后,黏粒以团聚体的形式存在,粉粒以单粒的形式存在,而沙粒以细颗粒聚集体的形式存在。该文为进一步研究泥沙沉积后风蚀对水蚀的影响提供数据支撑。     

不同植物灌丛沙丘表面沉积物粒度变化及其固沙能力

研究沙区不同类型植物灌丛沙丘地表沉积物环境敏感粒度组分体积百分含量变化及其影响因素有助于精确描述地表风沙运动过程,为快速比较不同植物种固沙能力和沙区植被恢复提供参考。采用激光衍射法对乌兰布和沙漠内部5种荒漠植物灌丛沙丘地表沉积物粒度差异进行测定,以粒级-标准偏差法对风沙环境敏感组分进行提取,根据敏感组分体积百分含量变化对植物固沙能力进行评价,并以多元线性回归方法拟合了敏感组分体积百分含量对植株形态指标变化的响应。结果表明:沙鞭、沙蓬、芦苇样地表层沙物质分布同裸沙丘均为单峰型,白刺和油蒿为双峰型。植被分布区沙丘表层沉积物中沙、细沙减少,极细沙和粉粒增加,沉积物颗粒分选性变差,频率曲线趋于正偏,峰度值降低。整体而言,颗粒组成由细到粗依次为:白刺油蒿芦苇沙蓬沙鞭裸沙丘。乌兰布和沙漠地表沉积物存在1.45~76和76~456μm 2个环境敏感粒度组分,中值分别为57.3和193.6μm,分别命名为细组分和粗组分,细组分对应风沙流中的悬移质,粗组分为跃移质。环境敏感组分在各植物覆盖下差异显著,细组分体积百分含量变化为:白刺油蒿沙蓬芦苇沙鞭裸沙丘,粗组分体积百分含量变化相反,植株对风动力的阻滞能力相应降低。多元线性回归显示,细组分体积百分含量与株高、冠幅、分枝数呈正相关关系,与疏透度呈负相关关系,表层沉积物中细组分体积百分含量越高的植物灌丛,影响其体积百分含量多少的因素越复杂。     

吉兰泰盐湖防护体系地表蚀积特征

采用矩阵式插钎法对盐湖防护体系不同防护功能区地表进行野外观测,探究吉兰泰盐湖防护体系地表蚀积特征。结果表明：吉兰泰盐湖防护体系不同防护功能区地表蚀积月际变化呈现明显的波动性。流沙固阻带、封沙育草带主要以风蚀为主,防风阻沙带和盐湖防护林带主要以风积为主。地表沉积物质由外向内趋于细化。流动阻沙带和封沙育草带粒度组成主要以细砂和中砂为主;防风阻沙带和盐湖防护林带粒度组成主要以极细砂和细砂为主。盐湖防护体系表层沉积物平均粒径Φ值、分选系数、峰态和偏度分别为1.66～3.32,0.99～2.91,1.23～2.05和-0.08～-0.89。表层沉积物平均粒径、分选系数、偏度、峰态随着盐湖防护体系由外向内逐渐增加。总体看来,盐湖防护体系营建使地表沉积物趋于细化,有利于土壤细粒物质沉积,对地表起到一定保护作用。     

策勒绿洲-沙漠过渡带不同沙丘的沉积物粒度特征及沉积环境

[目的]通过对策勒绿洲—沙漠过渡带不同沙丘类型下风沙沉积物粒度、磁化率分布特征及环境敏感粒级组分进行分析,探讨不同沙丘类型下风沙沉积物相关参数及分布规律。[方法]基于绿洲—沙漠过渡带4种沙丘各部位粒度数据及磁化率数据,采用数理统计方法进行相关性分析。[结果]4种沙丘在不同地貌部位表层的沙物质粒级含量有所差别,回涡、灌丛、新月形及风影沙丘表面沙物质主要由极粗粉砂、极细砂、细砂组成,百分含量总和由小到大依次为96.71%,97.54%,98.48%,98.65%。4种不同沙丘表面沙物质分选性均为分选中度好。不同沙丘的峰态平均值介于0.93～1.02,属于中等峰态,从总体上分析4种沙丘的峰态值从迎风坡底到顶部逐渐增大,顶部到背风坡底部逐渐减小。新月形沙丘偏度值最小,偏度值介于-0.03～0.01,主要表现为对称,风影、回涡及灌丛沙丘偏度值介于-0.04～0.44,为对称和正偏。风影、灌丛及新月形沙丘表面沙物质平均粒径与偏度值呈极显著正相关(p<0.01),表明沙粒平均粒径愈粗愈趋向正偏。风影、回涡及新月形沙丘表面沙物质偏度与峰态呈极显著正相关(p<0.01),沙物质分选性愈差,就...     

察尔汗盐湖沙漠沙丘沉积物粒度特征分析

在对柴达木盆地沙漠地区两次野外实地调查的基础上,选取察尔汗盐湖沙漠盛行风向沿线的线形沙丘和新月形沙丘沉积物样品进行了粒度特征分析。结果表明,研究区沙区沙粒度组成以细沙和中沙占优,粉沙和黏土含量明显,粒度变化遵循沿盛行风向粒径变细的规律;粒度参数特征表现出沉积物平均粒径较国内其他沙漠偏粗,分选较差,呈正偏-近对称形分布,线形沙丘成熟度比新月形沙丘偏高;沉积物累计概率曲线特征指示研究区沙区沙的沉积环境以跃移搬运为主,存在明显的悬移搬运和微弱的滚动搬运。     

模拟降雨下覆沙坡面侵蚀颗粒特征研究

风水交错侵蚀是风蚀水蚀交错区土壤侵蚀的主要形式,研究风水交错侵蚀对土壤颗粒的影响对于进一步研究风水交错侵蚀耦合机制及其对环境的影响有重要意义。采用人工模拟降雨试验,研究不同雨强和覆沙厚度及长度)条件下覆沙坡面侵蚀泥沙颗粒的变化特征。结果表明:不同降雨条件下侵蚀泥沙颗粒中粉粒和砂粒的含量较高,分别达到了48.86%、42.77%;坡面覆沙后,侵蚀泥沙中以粗颗粒居多,以黄土作为供试土壤,表层覆盖沙物质以后,仅有黏粒的富集率大于1;侵蚀泥沙的分形维数随着覆沙厚度和长度的增大而减小,d50则随着覆沙厚度和长度的增大而增大;覆沙厚度和长度对分形维数和d50的影响大于雨强。     

Influence of prolonged arable cropping on lignin compounds in sandy soils of the South African Highveld

The preservation of plant residues is important for sustainable arable cropping. Lignin is a marker for plant residues in soils. We have investigated influences of the length of cultivation on the dynamics of lignin. Composite samples were taken from the top 20 cm of soils that have been cropped for periods varying from 0 to 98 years in each of three different agro‐ecosystems in the Free State Province of South Africa. Lignin‐derived phenols were determined in the <2 µm (clay), 2–20 µm (silt), 20–250 µm (fine sand) and 250– 2000 µm (coarse sand) size separates. With increasing length of cultivation, the concentration of such phenols decreased to 36% of that in the grassland. The lignin contents as proportions of the total carbon did not change during cultivation, suggesting that there was no selective enrichment of lignin moieties as C was lost as a result of cultivation. The loss rate constants of lignin concentrations in particle‐size fractions increased in the order clay (0.17 year^?1) ≤ silt (0.18 year^?1) < fine sand (0.20 year^?1) < coarse sand (0.22 year^?1). Increasing ratios of phenolic acids to aldehydes in bulk soil, silt and fine sand fractions with increasing length of cultivation indicated that side chains were being oxidized. The ratios in the silt fraction, however, decreased after 10–20 years. We attribute this to a loss of lignin together with silt by wind erosion, resulting in a rejuvenation of lignin compounds in the remaining silt‐sized pools of C.     

额济纳盆地戈壁沉积物粒度特征分析

通过野外实地调查取样与室内粒度测试,分析额济纳盆地戈壁地表及下层沉积物的粒度组成、平均粒径、分选系数、偏度、峰度等粒度参数特征。结果表明：1）除冲积一洪积扇上部外,戈壁表层沉积物粒度组成以石块为主,而下层粒度组成则以砂粒为主,颗粒平均粒径表层多数较粗,以石、砾为主,下层沉积物平均粒径较表层具明显的细化趋势,从低山残丘至洪积扇下部,平均粒径由粗变细;2）戈壁不同层次沉积物颗粒的分选性较差或差,仅在低山残丘与湖泊边岸浅滩分选属于中等;3）表层沉积物偏度以正偏、极正偏占主导,占总数的76．93％,而下层颗粒物的偏度以负偏、极负偏为主,占总体的84．62％;4）表层沉积物粒度频率曲线以尖窄、很尖窄为主,占69．23％,其次为中等,占15．38％,而下层则以宽平、很宽平和中等为主,三者共占76．93％;5）戈壁沉积物的粒度特征整体上表现为粒径较粗、分选较差、正偏态、峰态尖窄的特点,综合反映了颗粒的沉积环境、地貌特征、侵蚀与堆积方式。研究结果可为戈壁类型划分提供参考。