崩岗侵蚀地貌分布的海拔高程与坡向选择性

崩岗侵蚀地貌在华南地区广泛分布,近年的崩岗普查为科学研究提供了详实的资料。根据统计结果,重新认识了早期提出的崩岗侵蚀地貌的分布具有海拔高程和坡向选择性的特点。通过对几个典型崩岗发育区资料的分析表明,人类生产活动的高程范围影响着崩岗的发育和分布,崩岗分布的地形相对高差研究较海拔高程研究更具现实意义。以推理方式质疑已有崩岗侵蚀地貌分布坡向性选择的成因解释,并提出可能是由于统计盲点而导致的表象性误差。分析结果表明,太阳辐射—崩岗发育的推论有其限制条件,应将人类生产活动作为崩岗侵蚀地貌发育新的驱动力给予充分认识。     

基于CORS-RTK结合GIS的崩岗侵蚀调查方法及应用

以湖北省通城县杨垄小流域为研究对象,采用CORS-RTK技术对流域内崩岗进行野外实地测量,将测量得到的数据用Arc GIS软件处理,结合GIS空间分析,获取杨垄小流域崩岗的分布,以及崩壁高度、主沟长度、坡度、坡向等崩岗要素。研究结果表明,CORS-RTK结合GIS的调查方法具有精度高、结果形象化等优点,可为崩岗侵蚀调查提供参考。     

野外模拟崩岗崩积体坡面产流过程及水分分布

为研究崩岗崩积体坡面产流特征及土体水分分布特征,采用人工模拟降雨方法,在广东五华县莲塘岗崩岗选择7个不同部位的崩积体,进行28场人工模拟降雨,测定降雨过程中坡面产流时间及水分分布。结果表明:1)坡面产流时间与降雨强度呈负指数幂函数关系;2)老崩积体坡面产流时间与10 cm深处土体初始含水率呈负对数函数关系,其他深度土体初始含水率,以及新崩积体各土层初始含水率与坡面产流时间关系不密切;3)根据土体初始含水率和降雨强度,可以应用三维曲面模型预测崩积体坡面产流所需时间;4)当降雨强度≥3.5 mm/min时,崩积体坡面产流时间与坡度呈现出负相关关系,即随着坡度增大,产流时间变短;5)崩积体坡面产流后,新、老崩积体10 cm深处土体含水率差异明显,新崩积体土体含水率在20%以下,老崩积体土体含水率在20%以上;6)无论是降雨结束时还是降雨后24 h的水分再分布,新崩积体的湿润锋深度均大于老崩积体,表明在降雨作用下新崩积体的失稳深度大于老崩积体的失稳深度。该研究为崩岗崩积体侵蚀预测和防治提供参考。     

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.     

花岗岩崩岗崩积体颗粒组成及分形特征

崩岗崩积体土质疏松,抗侵蚀能力弱,其颗粒组成及分形维数有其自身的特性。采用激光粒度分布仪对花岗岩崩岗崩积体及崩壁土样的颗粒进行测定,对其土壤颗粒组成及分形特征进行比较分析。结果如下:崩积体土壤以砾石、砂粒、粉粒含量为主,黏粒含量极低,土壤质地主要为砾石土;崩积体各层次土壤颗粒分形维数均值为2.61～2.70,分形维数值较低,反映了其细颗粒损失情况;黏粒含量是影响土壤颗粒分形维数的主要因素;崩壁土体的颗粒分形维数大小能够表征土壤的理化特征,而崩积体土壤颗粒分形维数无法真实反映崩积体的理化性质。     

流量及坡度对崩岗崩积体侵蚀的影响

崩积体是崩岗的重要组成部分,具有土质疏松、粗颗粒含量高、坡度大、易侵蚀等特征。通过不同上方来水(3.6,7.2,10.8,14.4L/min)和不同坡度(20°,25°,30°,35°,40°)相结合的室内放水冲刷试验,模拟不同上方来水及坡度对崩岗崩积体侵蚀的影响。结果表明:崩积体侵蚀产沙过程可分为逐步递增阶段、波动变化阶段和稳定阶段;含沙量随时间的变化分为平缓型和多峰型两种;在20°,25°和30°条件下,崩积体坡面流基本都属于低含沙水流,在35°和40°条件下,崩积体坡面流均属于高含沙水流;上方来水对产沙量的影响大于坡度,而坡度对含沙量的影响大于上方来水;可利用上方来水和坡度对崩积体坡面产沙量及含沙量进行较好地预测。     

崩岗植物治理技术及效果

<正> 一、快速生物治理崩岗技术问题的提出 崩岗是花岗岩山丘水土流失发展到最严重阶段的产物。它是由沟蚀、重力侵蚀作用下,由崩壁(崩塌造成的峭壁)、堆积坡(在崩壁下部由崩块和泥砂堆积而成)和崩口(崩岗径流出口)组成的地貌形态。峭壁一般坡度在70度左右,堆积坡也多在45度左右。崩岗地表由松散的风化物组成,坡度大,易于受径流的冲刷、搬运,源源不断的下泻物,危害山下良田,淤塞河道。 对于崩岗治理,过去曾进行过生物治理、工程治理,也采取过“上拦、下堵、中间削”等治理方法,但都未能奏效。原因在于,生物治理,种植难度大,新种植物经常被冲被埋,难以成活;工程治理中的拦沙坝需要不断加固加高,投资大,效益小,等等。使治理进度受到影响。为此,我们根据多年实践经验,提出了以植物的生长速度战胜流失速度的治理设想,并设置了快速形成植被覆盖的治理技术试验研究课题。     

崩岗堆积土体渗透特性及剖面水分特征——以广东省五华县莲塘岗崩岗为例

[目的]崩岗内部堆积土体是侵蚀的主要物质来源。通过对其渗透过程进行研究,揭示其中的规律性,探索崩岗的侵蚀机理。[方法]采用自制双环渗水试验装置,结合PR2/6土壤剖面水分测定仪,在广东省五华县莲塘岗崩岗野外现场进行渗水试验。[结果](1)崩积锥稳渗率在0.58~2.41mm/min之间,3个试验点平均稳渗率为1.37mm/min,沟道土体平均稳渗率高达5.58mm/min,渗透过程以重力流为主,土体结构稳定;(2)入渗速率与时间成负指数幂函数关系,符合Kositakov模型;(3)初始含水率越高,湿润锋移动速度越快,影响范围越深,稳渗时湿润锋深度在600~1 000mm及以上;(4)土体剖面含水率分布受土体非均质性的影响,自上而下呈波动式下降。[结论]崩岗堆积土体最大失稳深度至少为600~1 000mm,甚至可以达到1 000mm以上,崩积锥的非均质性具有阻渗作用,易形成滞水层并发生潜蚀,对崩岗侵蚀过程产生影响,是渗透研究的重点。     

基于贴近摄影测量的崩岗侵蚀监测技术

不同环境因子组合和负样本选取策略对崩岗易发性评价结果存在较多不确定性。为探究其对评价结果的影响,该研究以江西省兴国县花岗岩区为例,利用地理探测器探测17个环境因子的统计量q值,根据累计q值百分比大小依次选择4、7、10和17个环境因子进行组合;利用单随机欠采样、频率比法及改进频率比法等负样本选取策略构建与正样本等量的负样本数据集;采用随机森林模型进行易发性评价,并对评价结果进行对比分析。结果表明：1）3种负样本选取策略下的模型精度随着因子数量的增加先下降再上升,考虑4个环境因子的模型AUC（area under curve）值分别为0.729、0.909和0.909,较最优环境因子组合仅相差0.020～0.038,说明考虑主控环境因子,即可得到较为理想的精度;2）通过频率比法选取的负样本数据集更具合理性;3）研究区内高和极高易发区主要分布在兴国县西南部,而极低易发区主要分布在兴国县北部及东部,这与实际情况较吻合。该研究通过探究不同环境因子组合和负样本选取策略对崩岗易发性评价的影响,可为花岗岩区崩岗的防灾减灾提供科学依据。

     

基于贴近摄影测量的崩岗侵蚀监测技术

在崩岗侵蚀研究中,为了高效精准的对高陡崩壁土体侵蚀沉积运移进行准确监测,运用无人机贴近摄影测量技术对崩岗研究区进行数字影像采集,通过运动恢复结构-多视点匹配(Structure From Motion-Multi View Stereo,SFM-MVS)技术,生成点云数据及研究区数字表面模型(Digital Surfa...     

闽西南崩岗土壤重金属含量、分布、来源及生态风险

选取福建省长汀县黄泥坑崩岗群内2处典型崩岗及附近一无崩岗山坡(对照区),采样并测定了63份0~20 cm土壤样品Cu、Zn、Ni、Pb、Cr、As、Cd含量,运用相关分析与主成分分析进行重金属来源辨识,并应用Hankanson潜在生态风险指数法,以福建省背景值和国家二级标准作为参比,对研究区重金属进行潜在生态风险评价。结果表明:研究区土壤重金属含量从高到低的顺序依次为Zn(105.56 mg·kg~(-1))Pb(67.21 mg·kg~(-1))As(61.47 mg·kg~(-1))Cu(22.33 mg·kg~(-1))Cr(17.12 mg·kg~(-1))Ni(5.24 mg·kg~(-1))Cd(0.80 mg·kg~(-1)),Pb、Cd含量表现为崩岗区对照区,Cu、Zn、Ni、Cr、As、Cd含量与之相反。1号崩岗Zn、Pb、As和Cd平均值分别是福建省背景值的1.12倍、2.82倍、8.68倍和13.33倍,2号崩岗这4种元素平均值分别是背景值的1.11倍、1.36倍、11.22倍和16.67倍,对照区该4种元素平均值分别是背景值的1.58倍、1.60倍、5.14倍和14.44倍;与国家土壤环境质量二级标准比较得出,崩岗区和对照区As平均值分别超标1.92倍和2.70倍,Cd平均值分别超标2.31倍和2.60倍。从集水坡面到沟道末端,崩岗区Pb、Zn、Cd含量呈增加趋势,Cu、Cr含量基本维持稳定,Ni含量有所降低;从坡面上部到下部,对照区Cu、Zn、Ni、Cr、Cd含量呈增加趋势,Pb含量略有降低;As含量在研究区的分布无明显变化。Cu、Ni、Cr主要来源为成土母质,Zn主要来源于禽畜养殖,Cd、As的主要来源包基岩风化稀土开采,Pb主要来源于基岩矿化、煤炭燃烧及汽车尾气排放等复合污染源。以福建省背景值为参比时,Cd潜在生态风险系数达到"极强风险",As为"较强风险",其余均为"轻微风险";以国家二级标准为参比时,Cd属"较强风险",其余均为"轻微风险"。潜在生态风险指数(Ri)表现为2号崩岗对照区1号崩岗。研究区Cd、As污染已较为严重,应采取相应的安全防范措施。     

砾石含量及粒径对崩岗崩积体渗透特性的影响

为探讨砾石对崩积体渗透性的影响,采用环刀法对不同砾石含量及粒径条件下崩积体入渗特性的变化进行研究。结果表明:(1)0%,10%,20%,30%砾石含量崩积体进入稳渗时间在9~10min之间,40%,50%砾石含量崩积体进入稳定时间在19~20min之间。(2)相同粒径砾石条件下,崩积体的初渗率、稳渗率、平均入渗率及入渗量随砾石含量的增加而增大;含2~3,3~5,5~10mm砾石崩积体的入渗参数在10%,20%,30%砾石含量时变化不大;当砾石含量为40%时,入渗参数随着砾石粒径的增大而减小;当砾石含量为50%时,含3~5mm砾石的崩积体的入渗参数最小。(3)Kostiakov公式拟合更适合模拟崩积体的入渗模型。     

江西省崩岗侵蚀危害及防治对策

崩岗是我国南方地区最严重的土壤侵蚀类型之一。根据江西省崩岗调查资料,在分析崩岗侵蚀现状与分布情况的基础上,阐述了崩岗侵蚀的危害性、治理现状与成效,并针对崩岗侵蚀治理中存在的问题提出了防治对策,包括领导重视、密切配合,预防为主、及早治理,科学施策、保障投入,注重宣传、全面监督,优化配置措施、治理开发并重,搞好示范、加强培训、保证质量等。     

基于DPSIR模型的崩岗侵蚀风险评价及时空特征

崩岗是中国南方红壤区最为严重的土壤侵蚀形式之一,不仅具有突发性且危害巨大,对其进行全方面的风险评价有利于崩岗综合整治。该研究引入驱动力-压力-状态-影响-响应模型（driving force-pressure-state-impact-response, DPSIR）,并结合自然灾害风险理论,根据崩岗侵蚀过程从易发性、脆弱性、暴露性和防灾减灾能力等方面构建了较为综合的崩岗侵蚀风险评价体系,然后对安溪县官桥镇2010、2015和2020年的崩岗侵蚀风险进行了评价。结果表明：1）基于DPSIR的崩岗侵蚀风险评价模型精度结果良好,ROC曲线下方的面积AUC（area under curve, AUC）均大于0.59;其中沟壑密度、土壤侵蚀强度和人口密度指标权重较大,分别为0.217、0.182 和 0.174。2）3个年份的官桥镇崩岗侵蚀风险主要为低风险等级（占总面积57.49%～62.90%）,在空间上呈中部高、四周低的分布特征;风险变化主要分布在中西部和东部地区,且中风险、高风险和极高风险主要向低一级的风险等级转变,但在2015—2020年该区域的空间变化速度放缓。3）与崩岗侵蚀易发性风险评价结果相比,二者的空间分布趋势大致相似,但综合性风险评价结果的空间变异性更大,即综合性崩岗侵蚀风险的描述更为全面,更能体现崩岗侵蚀风险体系中不同指标产生的影响。研究结果不仅提供了一种综合的崩岗侵蚀风险评价思路和方法,并且可以为崩岗预警、防治与管理工作提供更为全面的参考。     

安溪县崩岗治理模式及实施效果

安溪县崩岗侵蚀十分严重,全县共有崩岗4 744处,占福建省崩岗总数的一半以上。根据崩岗防治的需要,对崩岗的分布、成因、侵蚀规律及危害情况进行了系统的分析,提出了崩岗治理的总体思路、技术方案、关键技术,形成了变崩岗侵蚀区为水保生态区、农业综合开发区和工业开发区3种崩岗治理模式,实施后取得了很好的效果。     

崩岗侵蚀区土壤物理性质分层差异及其对崩岗发育的影响

崩岗是我国南方红壤区最严重的土壤侵蚀类型之一。采集赣州市典型的花岗岩和红砂岩崩岗地区土壤样品,测试分析其红土层和母质层的黏聚力、内摩擦角和液塑性指标,结果表明:花岗岩崩岗地区母质层的抗剪强度显著低于红土层,而两者的液塑性指标值没有显著差异,说明母质层抗剪强度低是导致花岗岩地区崩岗发育的诱因;红砂岩地区红土层抗剪强度稍高于母质层,但两者间没有显著性差异,而红土层土壤液塑性指标值要显著高于母质层,说明母质层的低液塑性有利于红砂岩地区崩岗侵蚀的发育。花岗岩和红砂岩崩岗地区红土层的破坏容易诱发崩岗,因此保护红土层是预防崩岗侵蚀的关键。     

基于三维激光扫描的崩岗侵蚀的时空分析

崩岗侵蚀过程及其侵蚀量的精准量化分析,是研究崩岗发育机理及其发展演化的基础,也是测算崩岗流域产沙输沙的前提,对崩岗预防和治理以及水土保持和生态建设具有理论和现实意义。本研究应用三维激光扫描技术,大致以半年为周期,在6次定位监测基础上,以广东五华县莲塘岗崩岗为例,对崩岗侵蚀过程进行了定量分析。研究表明,莲塘岗崩岗年平均侵蚀量为833 m3,其中雨季平均侵蚀量为499 m3,干季平均侵蚀量为291 m3,侵蚀模数高达222 408 t/(km2·a)。24 h降雨量大于等于50 mm的暴雨、特别是大于等于100 mm的大暴雨对崩岗侵蚀影响很大,暴雨总量与崩岗侵蚀量具有正相关关系。崩壁之下的崩积锥部位侵蚀量最大,占总侵蚀量的55.6%。40°~60°坡面的侵蚀量最大,占总侵蚀量的49%。最大侵蚀强度(单位面积侵蚀量)位于50°~60°和70°~80°的两个坡度区间。最为剧烈的侵蚀区为主沟与支沟两侧及沟头部位,侵蚀深度均大于1 m,最大深度可达2.5 m。前3个监测周期,沟道以快速下切、侧蚀和溯源侵蚀为主,兼有小规模崩塌;后2个监测周期,以重力崩塌为主,沟道侵蚀减弱。崩岗地形变化导致其水力与重力作用交替进行,使崩岗侵蚀呈现出波动式变化。