浅谈坝系防洪标准低板论及其应用和计算

 坝系防洪标准低板论,是经过几十年的坝系建设实践和总结坝系运行过程中的成功经验和垮坝教训的基础上,通过科学的提炼概括而提出的。它将为坝系的健康稳定发展,发挥强有力的理论导向作用。它的独特性和创新点,就是科学地预测了坝系水毁事件的发生机率,特别是连锁垮坝的发生机率。坝系防洪标准低板论,从理论上揭示了坝系防洪标准的独特内涵,根据这一理论,可以使坝系建设步入科学化、规范化的轨道,促进坝系安全稳定的发展。笔者还论述了承担坝系防洪任务的坝型和坝系整体安全的内涵;介绍了坝系单元现状防洪能力计算方法、防洪校核安全性判别计算方法;以及坝系防洪标准低板论在坝系防洪能力评价、坝系加固配套中的应用。     

Cultivating Erect Milkvetch (Astragalus adsurgens Pall.) (Leguminosae) Improved Soil Properties in Loess Hilly and Gullies in China

Erect milkvetch (Astragalus adsurgens Pall.), a leguminous grass, is a major source of fuel and forage, and has an important role in the restoration of the degraded ecosystems in central and northeastern China. The objective of this work was to investigate how erect milkvetch planting would affect the physical and chemical properties of soil in degraded arable lands. Soil samples at the depths of 0–20 and 20–40 cm were collected from erect milkvetch planting fileds at ages of 0, 1, 2 and 3 yr. Changes in soil bulk density, soil porosity, total N and P, organic matter content, available P, hydrolysable N and available K were measured. The results showed that root biomass and above-ground plant biomass were both significantly increased with plantation age. The significant increase in root nodule biomass was not observed in the first two years. However, it was significantly increased after three years. Root growth of erect milkvetch improved soil structure, and hence, decreased soil bulk density and increased soil porosity. Furthermore, the nitrogen fixation by erect milkvetch and return of erect milkvetch plant to soil increased the soil total N, hydrolysable N and organic matter content of the soil. Low concentrations of P in the soil with erect milkvetch planting could be ascribed to high plant uptakes and possibly to high sequestrations of P in plant biomass. Concentrations of K significantly increased during the first two years of erect milkvetch planting. The high accumulation of K under erect milkvetch cultivation in the first two years could partly be attributed to low plant uptake, and partly to relatively quick recycling within plant-soil systems. Three years after erect milkvetch plantingr, K accumulation at 0–20 cm soil layer was significantly lower than that from non-vegetated field sites, which could be attributed to high plant uptake. These parameters, except for soil bulk density, were all decreased with increasing soil depth. Soil total N, organic matter, porosity and available K in the 20–40 cm layer all showed linear increase trends, and soil bulk density, total P and available P in the depth 0–20 cm layer soil were decreased with increasing planting age. Erect milkvetch establishment could be an effective and applicable measure to improve soil nutrients, and prevent further soil degradation and erosion.     

中国南方花岗岩崩岗综合治理模式研究

崩岗侵蚀是中国南方花岗岩区特有的常见的水土流失形式。这种水土流失不仅侵蚀规模大,发展速度快,危害十分严重,而且治理难度大,被称为当今"生态溃疡"。崩岗治理措施分为生物措施、工程措施和耕作措施三种。根据崩岗治理措施的搭配与治理主要目的的不同,通过各地实地调查归纳,分析总结崩岗综合治理模式为生态型治理、经济型治理和综合型治理三大治理模式。生态型崩岗治理主要以生物措施治理为主,辅助必不可少的工程措施,达到减弱侵蚀强度,改善生态环境的目的,注重崩岗治理的生态效益与社会效益;经济型崩岗治理是通过高强度的削坡整平,建立适合工业开发的园区,满足工业发展的需要,产生可观的经济效益;综合型崩岗治理是兼顾生态效益、社会效益与经济效益,在采取各类有效水保措施、提高治理区植被覆盖度、增强生态调节功能时,还有所产出,增加当地农民的收入。崩岗地区可根据实际情况,开展不同模式的崩岗治理,以实现综合治理效益的最大化。     

崩岗侵蚀区崩壁土体湿化机理及影响因素分析

以广东五华县莲塘岗崩岗崩壁土体为研究对象,结合土体物理特性,采用野外湿化试验测定土体浸水后的完全崩解时间,初步阐明其湿化机理,并分析其影响因素。结果表明:(1)崩壁不同层位土体的成份、结构、粒度等存在差异,使其物理性质受水力作用影响显著,抗冲抗蚀能力从强到弱分别为表土层、红土层、砂土层。(2)崩壁不同层位土体浸水后,水呈非均衡态进入土体孔隙,粒间斥力超过吸力,产生应力集中现象,使土体结构受到破坏,导致崩解现象发生;砂土层崩解速度明显高于表土层和红土层,遇水软化性极强。(3)土体结构的粒度成分及孔隙性影响崩壁土体的崩解性。相比红土层和表土层,砂土层粗颗粒含量较高,湿化崩解时间较短。孔隙发育程度较低的红土层,其湿化崩解所需时间比砂土层长;从红土层到砂土层,随着初始含水率增大,崩解速度不断加快,意味着红土层受到水力侵蚀后,下部砂土层受到的侵蚀将更加严重。一旦水分下渗至砂土层,将导致崩岗侵蚀进一步快速发展。     

不同宽度冲刷槽对崩岗崩积体产流产沙的影响

为了解不同宽度冲刷槽对坡面冲刷侵蚀过程中产流产沙的影响,该研究以崩岗崩积体为对象,通过不同冲刷槽宽度(10、20、30、40、50 cm)和不同单宽流量(1.2×10-2、2.4×10-2、3.6×10-2、4.8×10-2 m2/min)相结合的室内模拟冲刷试验,研究不同宽度冲刷槽对崩积体产流产沙的影响。结果表明:1)单宽流量为1.2×10-2,2.4×10-2,3.6×10-2 m2/min时,不同冲刷槽宽度之间径流率、产沙率存在显著差异(P0.05);单宽流量为4.8×10-2 m2/min时,不同冲刷槽宽度之间径流率、产沙率差异不显著。2)单宽流量一定,不同冲刷槽宽度下径流率随时间变化趋势相同;单宽流量为1.2×10-2 m2/min时,不同冲刷槽宽度条件下产沙率和含沙量随时间变化趋势不同,其他单宽流量下产沙率和含沙量随时间变化趋势相同。3)单宽流量相同,不同冲刷槽宽度下累积径流量差异不显著;单宽流量为1.2×10-2,2.4×10-2,3.6×10-2 m2/min条件下,不同冲刷槽宽度下累积产沙量和平均含沙量差异显著(P0.05)。该研究揭示了冲刷槽宽度对崩积体产流产沙的影响,为今后试验冲刷槽宽度的选择提供参考。     

黄麻纤维加筋崩岗岩土的无侧限抗压强度研究

为深入了解黄麻纤维加筋崩岗岩土在增强崩岗抗压强度和提高其稳定性的作用机理,采用两因素随机区组设计试验研究了筋土复合体的应力-应变及无侧限抗压强度特性,探讨了黄麻纤维不同数量、不同分布方式下的筋土抗压强度。结果表明:崩岗的四层土体分别具有不同的最优加筋条件,即黄麻纤维数量和分布方式不同,且四层土体最优加筋条件下的无侧限抗压强度分别较未加筋土样提高7.97%、19.24%、15.35%、42.88%。最优加筋条件下淀粉处理黄麻纤维的研究表明:纤维经过淀粉处理养护不同时间后,四层筋土复合体的抗压强度与养护时间达到了显著相关,分别在养护时间的7、7、5、3d后达到最大,分别提高14.45%、15.07%、8.90%、8.07%。崩岗侵蚀预防和治理时分层修复的新思路将为崩岗区侵蚀防治工作的开展提供重要的科学依据。     

晋西黄土区切沟断面特征及体积估算模型

断面特征不仅能反映切沟发育环境因子,亦有助于揭示切沟侵蚀规律;体积是表征切沟侵蚀量的关键参数,建立体积估算模型对大空间尺度切沟侵蚀定量研究有重要意义。该文选取晋西黄土区蔡家川流域为研究区,利用三维激光扫描全站仪获取31条切沟地形数据,构建切沟高精度地面高程模型(DEM),分析切沟断面特征,建立体积估算模型。研究结果表明:(1)切沟顶宽、底宽、沟深和断面面积的均值分别为9.0 m、3.8 m、6.2 m和41.8 m2,切沟断面参数值从沟头、沟中到沟口均逐渐增大,仅沟深差异不显著;断面顶宽与沟深之比的均值为1.55,说明切沟横向侵蚀速率大于沟底下切速率;与沟中、沟口相比,沟头宽深比最小。(2)回归分析显示,晋西黄土区切沟体积(V)与沟长(L)及面积(A)之间均具有显著的幂函数关系,方程的决定系数分别为0.68和0.85;平均相对误差和纳什系数显示,与V–L模型相比,V–A在预测切沟体积上更具优势。因此,建议将回归方程V=1.7097A1.1356作为晋西黄土区切沟体积估算的模型。该研究结果可为大空间尺度切沟侵蚀定量模拟、空间分布制图等提供方法和依据。     

巨菌草对生态脆弱区治理与修复的研究进展

巨菌草是一种适应性广、抗逆性强和产量高的草本植物。为巨菌草在生态综合治理中应用提供参考,从巨菌草治理重金属污染和水土流失等方面对其治理和修复生态脆弱区的相关研究进行综述,并提出提高其生态治理有效性的研究发展方向。     

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.     

西藏中南部侵蚀沟形态无人机航测与传统地面测量的对比分析

[目的]分析无人机和传统地面方法测量侵蚀沟形态的差异,研究无人机影像提取西藏地区侵蚀沟形态的适宜性,以期准确、快速获取西藏地区沟蚀参数,为该地侵蚀沟快速调查与防治提供基础资料。[方法]选取6个研究地点20条侵蚀沟,对实地测量与无人机正射影像提取的沟长、沟宽进行对比分析。[结果]与实地测量相比,影像提取侵蚀沟沟长的平均偏差集中在2%～5%;沟宽的平均偏差集中在0～40%,其中实测沟宽范围在400～1 000 cm时,提取值和实测值的偏离程度最低。在6个研究地点中,影像提取值的偏离程度和侵蚀沟所处位置没有明显的关系。沟缘土质、沟缘线附近的植被及放牧对沟缘的踩踏是影响侵蚀沟形态提取的主要因素。[结论]无人机遥感可为西藏地区沟蚀监测提供便捷、可靠的数据源。