日本有关河流泥沙的监控

河流泥沙的运移 ,造就了河川生态景观环境 ,同时也存在下游泥沙灾害。到目前为止 ,人们还没有全面系统地掌握流沙系统的移动规律。日本学者本乡国男先生对河道流沙系统进行了研究。以日本姬河为研究对象 ,利用摄像机、航片、超声波、雷达、振动计等设备对河床实施动态监控 ;对泥沙粒径分析进行监测。通过对监测结果的资料整编分析 ,可实现河流系统监控。     

曾文水库集水区表土冲蚀与崩坍比例之初步研究

以曾文水库集水区之主河道为研究对象,根据河道上防砂坝之河床粒径分布资料进行泥砂来源之粒径估算,且依来砂与河床之粒径概况探讨河道之泥砂之递移现象,针对集水区之冲蚀与崩坍比例进行初步研究,由分析结果发现曾文水库之淤砂其中85%源自于崩坍地,15%则为表土冲蚀。     

河床砾石破碎磨蚀试验

在山区河床上,砾石的滚动、滑动和跳跃反复进行流下时,因破碎现象直径变小,产生河卵石与细小的泥沙,它将影响评价拦截泥沙设施的效果。2010年日本学者小菅尉多等人就此项研究提出河床砾石的破碎磨蚀现象相关问题。结果表明:封闭滚筒式试验机做破碎磨蚀试验河床砾石的质量减少率高的是泥岩,燧石。减少率低的是花岗岩与安山岩。粒径大旋转时冲撞力大,破碎率高;粒径小且硬度大的部分破碎难。旋转滚筒内部投入砾石是滚动及滑动,没有跳跃。过大的评价了破碎磨蚀现象。用水槽进行的破碎磨蚀试验,其流动形态与实际河流类似。根据Stemberg法则,可对试验质量减少率与河流实际质量减少率进行变换。     

山坡地溪流整治对鱼类栖地形态影响之评估

以台北县石碇乡之玉桂岭南势坑野溪为研究区域,收集该溪流之环境背景资料包括:整治前后地形图、流速、水深、河床底质分布与鱼种分布等资料。以福禄数为指标,将河川栖地形态区分为深潭、深流及浅濑3种类型,再运用陈与陈评估鱼类栖地面积之方法,探讨该溪流在整治前及整治后各种栖地类型（如深潭、深流及浅濑）所占面积的变化,并分析各种栖地形态之鱼类可用栖地面积的改变。研究结果显示:研究区域经整治后,深潭栖地明显减少,其鱼类可用面积较整治前约减少50%。     

河床变动对河道形态的影响

<正>河道在何种条件下呈现网状、蛇曲状、直线状等形态,历来是河川地形学所关注的焦点.Leopold、Wolman根据河道比降及河床自然断面的最大流量来划分蛇曲状河道和网状河道的区域(如图1).然而,根据新西兰及中国的网状河     

黄河中游粗泥沙集中来源区界定研究中粗泥沙界限的确定

针对黄河粗泥沙界限问题,介绍了粗泥沙界限0.05 mm的由来,利用下游河床质钻孔资料分不同时段研究主槽淤积物粒径组成,利用输沙率平衡法计算下游河道不同时段的区间淤积比和排沙比,利用小浪底水库运用以来下游河床质淤积物钻孔资料分析淤积物粒径变化。依据1960年以前天然情况下、对长系列资料分析结果显示、小浪底水库运用以来的黄河下游主槽淤积物中d≥0.10 mm的泥沙淤积特点,确定应以0.10 mm作为黄河中游粗泥沙集中来源区界定研究中的粗泥沙界限。     

三门峡库区淤积物粒径分析

在黄河中游粗泥沙集中来源区界定研究中,粗泥沙界限的确定必须分析三门峡库区淤积物的粒径组成。采用河床质法、钻孔取样法和沙量平衡法等,分别对三门峡库区淤积物粒径进行了分析,结果表明:大于等于某粒径(0.025mm、0.05 mm)的泥沙含量沿河道向上游递增;主槽淤积物颗粒比滩地淤积物颗粒粗;潼关以下及北洛河库区淤积物颗粒较细,潼关以上黄河干流及渭河库区淤积物颗粒较粗;随着泥沙粒径的增大,其占淤积物总量的百分比逐渐减小。     

祁连山大野口流域降水-土壤水-河川来水相关性分析

[目的]对祁连山大野口流域降水、土壤水和河川来水的相互关系进行分析,旨在为掌握流域水文过程及河川径流形成机理提供理论支持。[方法]运用祁连山大野口流域18a人工和2a自动监测的38万多个数据,采用特征参数算法、相关和多元回归等方法进行分析。[结果](1)降水量、空气湿度和河川径流18a平均为374.06mm,60.91%,166.73mm。降水的44.57%最后形成了河川径流。降水和河川径流上升率均为18mm/10a,空气湿度上升率约为1.2%/10a。(2)降水、空气湿度、土壤水、河川来水在一年中的变化步调基本一致。(3)在森林高度范围内,距地面越高,空气湿度越大,受降水的影响越小;在0—80cm深度范围内,土壤越深,降水对土壤水分的影响越小。(4)降水、空气湿度、土壤水、河川来水的相互关系较紧密,建立的回归模型可预测降水、土壤水、河川来水量变差的95.2%,88.8%,97.6%,准确率可达93.4%,84.6%,96.7%。[结论]降水、土壤水、河川来水的分配比例可量化和可调控流域水资源需水量方面的分配比例;将人工观测和自动监测数据同化分析,解决了流域生态水文过程研究中的数据短缺问题。     

河床砾石磨蚀模拟技术

有关河床上的砾石从上游流向下游,粒径变小的机制,尚未有人进行研究。2010年日本学者小菅尉多等人应用物理试验模型研究了河床沙砾的破碎与河流磨蚀现象,阐明产生泥沙过程。其结论是大砾石质量的削减率,伴随旋转的增加,逐次降低。不同岩种其曲线形态表现稳定。大砾石破碎磨蚀主要产生2 mm的沙砾和≥2 mm的砾石,其泥沙生产率的增加趋势不同。0.1 mm的泥沙生产率随着旋转次数的增加呈直线增加,其增加比率因岩种不同。抗压强度小的砾石削减率变高,反之则低。山区河道陡坡,相对水深较浅。砾石流动时破碎与磨蚀现象的作用强。特别是有棱角砾石伴随流动,在短距离内快速变成圆石。当砾石的粒径变小到某一程度时,其破碎作用减弱。0.1 mm的泥沙构成下游河床悬移质。     

应用简易泥沙取样器测定泥沙滞留时间

防灾,保护环境,重要的是掌握河床堆积物的动态。从事生态、环境保护、地球化学、地形学等学科的研究,以河床堆积物为试材的生物调查等,几乎都是采取抽样方法。而抽样方法各具特色。2011年日本学者福山泰治郎等人研制出一种能在河床表面与砾石的间隙中用静水吸引法收集细小泥沙的简易取样器。并与其它取样方法比较,细小泥沙量的比率明显增加,50%粒径与75%粒径没有明显差异。同时,测得河床细小泥沙的放射性核物质7Be、210Pb的浓度,计算出浮游沙与河床堆积物的滞留时间(从降水中的7Be、210Pb到被土壤粒子吸附,从坡面侵蚀再输移到河道,从试材取样地点到下游取样地点经过的时间)分别为143.265 d,264.391 d。     

基于垃圾组分和粒径分布的垃圾处理模式

为探究生活垃圾中厨余类物质种类和热值在不同粒径段的分布规律,确定基于该粒径分布特征的处理模式,以北京南城地区2个转运站收集的生活垃圾为研究对象,将混合垃圾细分为<10,10～<20,20～<30,30～<40,40～<50,50～<60,60～<70,70～<80以及≥80 mm 9个粒径组,分析了不同粒径段垃圾的物理组成、含水率和热值的关系,应用模糊聚类分析法,确定了适合粒径属性的筛分工艺、处理技术和最终处理模式,并以现有筛分工艺为对比,分析了2种筛分工艺物料最终归宿的差异。研究结果表明,含水率和厨余垃     

皇甫川流域近期水土保持措施减沙效益分析

利用皇甫川流域降雨量、水土保持措施数量以及皇甫川把口站年径流量和年输沙量资料,采用水文分析法及水土保持分析法计算近期(1997—2006年)流域水土保持措施的减沙效益。计算结果表明,皇甫川流域1997—2006年水土保持措施年均减沙量为657.9万t,经与前期研究成果对比分析,论证了水土保持分析法计算结果的合理性。同时,对减沙效益计算方法进行了评价,分析了目前水文分析法存在的理论缺陷,并建议改进其计算方法。     

农用荷电喷雾雾滴粒径与速度分布的试验研究

为研究荷电喷雾场的空间运动结构及其对植株界面的影响,该文运用PDPA测试系统对不同条件下的农用静电喷雾场进行了测试,结合荷质比、喷雾宽度测量结果,对雾滴的粒径分布、主流平均速度分布及平均速度与粒径的关系进行了分析和讨论.结果表明:在机械力和电场力的前后作用下,喷嘴压力愈大,荷电雾滴的粒径愈小且分布愈均匀;雾滴的粒径值随充电电压的增加而下降且粒径均匀分散;在较高的充电电压下,单个雾滴动能损耗的降低和雾滴粒径分布的均匀性又促使其主流平均速度分布趋于均匀.在较大粒径时,随着平均速度的增加,非荷电雾滴不易粘附于植株标靶界面;与非荷电相比,小粒径荷电雾滴群又因具有较大动能而提高了抗漂移能力.     

激光衍射法测定土壤粒径分布的研究进展

常见的土壤粒径分布测试手段有筛分法、沉降法(包括吸管法和密度计法)、激光衍射法等。近年来,由于激光衍射法分析土壤粒径分布具有操作简单、效率高、测试样品用量小、适合批量样品测定的特点,其在土壤粒径分布的测定中得到越来越广泛的应用。本文介绍了激光衍射法测定土壤粒径分布的基本原理和分析方法,综述了该技术在测定土壤粒径分析方面的国内外研究进展,重点分析了激光衍射法测定土壤粒径分布的影响因素,并对激光衍射法测定土壤粒径分布的应用前景进行了展望。研究表明,激光衍射法通过转换方程可以获得精确的结果。在保证足够大的样本量、土壤样本包含多种质地类型,且完善的前处理条件下,可以建立稳定的、适用于大范围预测的模型。激光衍射法测定土壤粒径分布虽然受到一些因素的影响,例如前处理方法、仪器设置以及样品用量等,但是激光粒度仪为粒度测定提供了高效快速的技术手段,为精准农业和数字农业的发展提供了先进的技术支撑。     

PLA沙障对沙丘土壤粒径的影响分析

PLA可降解纤维是一种新型的固沙材料,用它灌沙形成的筒状沙袋铺设于沙丘上,可有效改变近地表风沙流结构及地表粗糙度等。PLA沙袋沙障通过对地表风速影响,进而影响沙丘表层土壤粒径的重新分布。本次试验通过对不同铺设规格沙障沙丘0—11 cm深土壤粒径的测定,分析不同铺设规格和坡位等对土壤粒径的影响。结果表明:2 m×2 m铺设规格沙障对土壤粒径影响较大,土壤平均粒径比未铺设沙障沙丘的大16%,1 m×1 m规格影响最小;同种规格沙障在坡顶处土壤粒径变化最大,比未铺设沙障沙丘的大21%,迎风坡、背风坡分别比对照大3.9%,2.4%;土壤深度不同,粒径变化也不同,地表0—1 cm土壤粒径变化最大,比未铺设沙障沙丘的大16%。因此可知,沙障铺设后,使得沙丘表层的土壤粒径增大。     

2种优势植物对不同粒径炼锌废渣团聚体养分及重金属赋存形态分布的影响

为评价土法炼锌废渣堆场上自然着生的优势植物对废渣团聚体中重金属的控制效应及生态修复效果,以废渣堆场上已自然定居且生长茂盛的本土植物土荆芥(Chenopodium ambrosioides L.)和大叶醉鱼草(Buddleja davidii Franch.)为研究对象,以未经修复的空白废渣为对照,分析这2种优势植物对根际、非根际废渣内不同粒径团聚体中主要养分(氮、磷、有机质)和主要重金属(Cu、Pb、Zn、Cd)赋存形态及含量分布的影响。结果表明:土法炼锌废渣堆场上自然着生的2种优势植物对根际与非根际不同粒径炼锌废渣的主要养分含量具有显著影响,且不同种类植物参与对根际与非根际废渣中有机质的贡献明显不同。养分在粒径<1 mm的团聚体废渣中分布含量较高,除大叶醉鱼草非根际废渣中的总氮含量低于对照废渣外,植物影响下的各粒径团聚体中的养分含量总体高于对照废渣。优势植物生长明显影响炼锌废渣中Cu、Pb、Zn、Cd等主要重金属在不同粒径废渣中的含量分布及赋存特征,Cu和Cd主要分布在粒径<0.25,0.25~0.5,0.5~1 mm团聚体中,Zn主要分布在粒径<0.25,2~5 mm团聚体中,Pb则在0.25~5 mm的4种不同粒径团聚体中含量分别达最高;且其降低了各粒径废渣团聚体中Cu、Pb含量,对粒径>5 mm团聚体中的Cd含量有一定的提高作用,其中,2种优势植物影响下的粒径<5 mm团聚体中的酸可溶解态Cu、Pb、Zn的比例明显降低,而残渣态Zn和酸可溶解态Cd的比例有所提升。主成分分析结果表明,2种优势植物对根际和非根际粒径<5 mm团聚体中的养分、Zn全量及酸可溶解态Cd含量贡献率高,但对粒径>5 mm团聚体中的养分影响不大。综上,自然定居且繁茂生长的土荆芥和大叶醉鱼草可显著改善铅锌冶炼废渣中的养分状况,同时可有效减小废渣中重金属Cu、Pb、Zn对环境生态的潜在风险,开展铅锌冶炼废渣堆场水土保持及生态修复相关工作时可优选这2种植物作为先锋植物。     

1961-2017年贵州降水时空变化特征

为研究贵州地区降水的时空演变规律,根据贵州省84个气象站1961-2017年的降水量资料,利用EOF和REOF方法、Mann-Kendall检验、Cramer法、YAMAMOTO法和滑动t检验及Morlet小波分析法,对贵州地区57年来降水的空间分布、时间系数变化特征和时间序列的趋势性、突变性及周期性进行了分析。结果表明:EOF方法可以很好地解释降水场的时空分布特征,前2个特征向量累计贡献率达50.08%,揭示了两种典型的分布场,即全局型和东西反向型。分析特征向量所对应的时间系数,贵州省的降水场主要表现为全省多雨、全省少雨、东多西少、东少西多4种类型,REOF可将贵州降水场分为东西部两个区域,通过Mann-Kendall检验发现均存在降水减少的突变,并通过Cramer法、YAMAMOTO法和滑动t检验对结果进行验证,发现Ⅱ区比Ⅰ区降水突变明显。Morlet小波分析表明,贵州地区降水存在着显著的28 a周期变化。     

黑河上游天涝池流域生长季降雨和气温对河川径流的影响

西北干旱区的水资源短缺问题日益突出,但黑河上游高寒山区河川径流相关的精确水文资料稀缺,开展观测和研究其变化规律尤为必要。选择黑河上游天涝池流域为研究区,通过逐日观测2016年、2017年、2019年生长季河川径流量、降雨量和气温数据,采用相关分析和多元线性回归方法,分析了降雨和气温要素对河川径流的影响。结果表明:生长季内月均径流量明显滞后月均降雨量和月均温,三者均呈现出单峰变化趋势; 河川径流对降雨的平均滞后时间约为7.5 d。生长季内月均降雨量、月均温与月均径流量的Pearson相关系数分别为0.69,0.87(p<0.01),拟合多元线性回归模型的R²为0.772。研究显示该流域内降雨和气温较好地解释河川径流量的变化,结果可为黑河上游山区的河川径流响应过程提供参考依据。     

青海都兰县察汗乌苏绿洲景观格局特征分析

借助遥感(RS)及地理信息系统(GIS)等手段,运用景观生态学原理,同时结合外业调查结果,对青海都兰县察汗乌苏绿洲进行景观格局分析.结果表明:察汗乌苏绿洲景观多样性指数和均匀度指数分别为1.248和0.775 4,均处于中等水平.研究区景观优势度不高,但耕地、荒草地、河床及水利设施用地占有较高的景观比例,尤其耕地,不但景观比例大而且随着城镇化的发展,外来人口的不断涌入还有增长趋势;研究区景观分离度最大的是林地,最小的是耕地,表明耕地分散程度最小,林地分散程度最大.区域景观破碎度最大的是林地,最小的是荒草地和河床与水利设施用地,说明林地被分割程度最大,荒草地和河床与水利设施用地最小.分维数指数最大的是河床与水利设施用地,最小的是耕地,即河床与水利设施用地形状最不规则,受人为干扰最小,相对耕地形状最为规则,受人为干扰最大.     

风水两相侵蚀条件下流域泥沙粒径分布分形维数特征——以黄河上游内蒙古段西柳沟为例

[目的]研究在风水两相侵蚀条件下流域泥沙粒径分布分形维数特征,为风水两相侵蚀产沙和高含沙水流侵蚀产沙的治理等问题的研究提供理论和试验依据。[方法]选取位于黄河上游内蒙古段的西柳沟流域为例,采集沉积物表层样,利用激光粒度仪对43个样点的泥沙粒度组成进行分析,采用分形理论,结合方差分析以及K均值聚类法进行分析和研究。[结果](1)不同沉积环境下泥沙粒径分布分形维数不同,以水力侵蚀为主的丘陵沟壑区分形维数平均值最大,为2.48;以风力侵蚀为主的沙漠区分形维数平均值最小,为1.95。(2)对于西柳沟流域,泥沙颗粒组成中粒径在0.05mm以下的含量越高,粒径越离散,分维值越高;粒径在0.05~1mm之间的颗粒含量越高,分形维数越低;粒径在1mm以上的颗粒含量与分形维数关系不明显。相对来说,粉粒含量对于分形维数的影响大于黏粒含量。[结论]地貌条件主要影响的是河床样的泥沙粒径组成,产沙层土样的颗粒组成不受地貌条件的影响,河滩样的泥沙粒径组成受地貌条件和沉积环境的双重影响。