岔巴沟流域三维地貌多重分形特征量化

流域三维地貌形态的科学量化研究是地貌学研究和流域土壤侵蚀模型研究中的热点问题之一。该文针对流域三维地貌所具有的明显各向异性和三维立体特征,根据多重分形理论,构建了基于GIS的流域三维地貌多重分形计算模型及其实现方法;并以此为基础,结合流域数字高程模型(DEM),计算分析了岔巴沟5个研究子流域的三维地貌多重分形谱及其主要参数,探讨了流域三维地貌多重分形特征及其流域地貌表征意义。研究结果表明,该文建立的基于GIS的流域三维地貌多重分形计算模型可实现流域三维地貌多重分形谱及其特征参数的直接量化;岔巴沟5个研究子流域的三维地貌具有显著的多重分形特征;流域三维地貌多重分形谱及其主要参数可以更加敏感、更加全面地对流域三维地貌的总体特征进行描述,能够分层次地刻画流域内部的精细结构,从而更加突出地表现异常局部地貌变化特征。该文研究成果为流域三维地貌复杂形态的科学准确量化研究提供了一种新思路和新方法。     

小流域地貌要素相关关系的研究

对小流域内各地貌要素进行调查,分析,建立了各地貌要素间的回归关系。研究结果对于小流域土壤侵蚀调查具有参考价值。     

岔巴沟流域地貌形态分形特征量化研究

分形理论和方法为地貌学的非线性研究开辟了新的思路。本文基于分形基本理论和GIS技术,对地处黄土高原丘陵沟壑区第一副区的岔巴沟流域地貌形态分形特征进行了量化研究,提出了流域地貌形态特征分形信息维数的计算模型和方法,并依此获得了岔巴沟流域及各支流域的地貌形态特征分形信息维数。研究表明,岔巴沟流域及各支流域的地貌形态特征分形信息维数均小于1,且与流域面积保持很强的正相关;分形信息维数揭示了流域地貌形态复杂本质的量化特征,为黄土高原小流域侵蚀产沙预报模型中宏观地貌形态因子的量化提供了新的思路和方法。     

基于GIS地貌形态特征分形信息维数与等高距关系研究

首先论述了以地理信息系统(GIS)为平台,基于分形信息维数(FID)表征地貌形态特征的原理和方法．采用Avenue语言开发了基于ArcGIS环境下地貌形态特征FID计算软件;并以长江流域白水溪小流域为例,进行了不同等高距下地貌形态特征FID的计算,通过对FID与等高距耦合关系的深人分析,结果表明：基于FID不仅可以对流域地貌形态特征进行宏观性、综合性定量表征,而且能够实现不同等高距下流域地貌形态特征的相互转换,有利于与流域形态特征相关联的水文、水土流失过程的动态模拟．同时可实现对现有地形数据的充分挖掘,填补我国大比例尺基础地理信息数据不足的缺陷。     

大理河流域地貌分形特征空间变异研究

以1：5万地形图为数据源,通过建立流域数字高程模型,采用基于变分法的分形维数计算模型和ArcGIS的窗口分析功能,对大理河流域中的10条子流域地貌分形维数进行了计算,分析了其空间变异特点。结果表明,大理河流域地貌分形维数从上游至下游呈明显增加趋势,右岸流域地貌分形维数平均值大于左岸,地貌分形维数较好地揭示了大理河流域地貌破碎程度和复杂程度的空间变异特点。本研究对于促进地貌分形维数在地貌学及水土流失预报等领域的应用研究具有重要意义。     

基于GIS的流域地貌形态分形盒维数测定方法研究

流域地貌形态分形维数测定是目前地貌分形研究的薄弱环节,对于流域水土流失预报模型中地貌因子量化具有重要科学意义。依据分形盒维数测定原理,结合流域地貌的复杂三维立体特性,提出了以地形等高线为基本数据源,以GIS技术作为主要实现手段的流域地貌形态分形盒维数测定方法,编制出了相关测算程序,并以岔巴沟流域为例进行了实证研究。结果表明,该方法快速、准确、数据可靠,可实现不同尺度流域地貌形态分形盒维数的测定。     

晋西黄土高原小流域地貌演化特征与水沙过程的动态监测

长期以来，我国在黄土高原重点产沙区，小、中、大流域的水文特征进行了动态监测，取得了大量的宝贵资料，这些信息对于有关部门和广大科研人员研究土壤侵蚀规律，以及为水土保持治理决策与措施配置提供科学依据起到重要作用。但由于已往研究手段的限制，以地貌特征(包括以土地利用方式)变化的动态检测缺乏系统研究。以地貌形态特征、土地利用方式的变化的动态检测，对于有关部门更加全面的认识地表剥蚀过程、人类活动的影响，提供了水沙检测替代不了的作用，是相关研究的重要内容之一。随着航天遥感、计算机软件技术的不断提高，将三维动态的地貌、土地利用方式与土壤侵蚀的过程相结合是交叉学科的重要研究方向。根据5期晋西王家沟小流域(从1959～1999)大比尺航片，在高程数字化模型(DEM)、正射影像图(DOM)制作的基础上，开展了40年来，以地貌特征并结合小流域水沙变化为目标的动态检测，为地貌演化、地表剥蚀过程研究提供了基础信息。     

流域地貌分形特征与侵蚀产沙定量耦合关系试验研究

流域地貌形态科学、准确和综合量化成为建立具有广泛适用性的流域土壤侵蚀预报模型的关键科学问题之一。分形理论的提出为流域地貌形态定量研究开辟了新的思路。本文依据分形理论,在建立小流域概化模型基础上,采用模拟降雨试验、高精度摄影测量和GIS技术,对流域模型地貌形态分形特征与侵蚀产沙定量耦合关系进行了研究。结果表明,基于消除了降雨特征影响的相对输沙率,可将流域模型侵蚀产沙过程划分为初期、活跃期和稳定期3个阶段;在不同侵蚀产沙时段,流域模型地貌形态分形信息维数Di呈现与相对输沙率Sr基本类似的变化趋势,即先增大再减小、最后趋于平稳;流域模型相对输沙率Sr与地貌形态分形信息维数Dr以乘幂形式呈显著正相关,相关指数r^2为0．7423;地貌形态分形信息维数Dr较好反映了地貌形态特征对流域模型侵蚀产沙过程的影响,可以作为流域模型侵蚀产沙过程预报地貌形态特征综合量化指标。     

基于GIS技术的古城小流域土壤侵蚀研究

选取克山县古城小流域作为研究对象,基于GIS技术,选用修正的通用土壤流失方程计算土壤侵蚀模数,依据《黑土区水土流失综合防治技术标准》进行侵蚀强度划分,并分析各侵蚀强度空间分布特征、不同土壤侵蚀强度总量,以及土地利用类型对土壤侵蚀的影响。研究表明:研究区年侵蚀总量为123 572.62 t,侵蚀总面积为12 494.31 hm²,占总土地面积的34.81%。以轻度侵蚀为主,中度侵蚀次之,强烈、极强烈、剧烈侵蚀也有发生,但侵蚀面积及侵蚀量均较小。轻度侵蚀集中分布于研究区中部、西北部;中度侵蚀主要分布于研究区中部、东北部地区;强烈侵蚀、极强烈、剧烈侵蚀零散分布于研究区内,多为林地向旱地过渡区。土壤侵蚀主要发生在旱地、未利用地;城乡工矿居民用地也较容易发生土壤侵蚀,但侵蚀面积较小;其他土地利用类型不易发生土壤侵蚀。     

小流域地貌部位和土地利用类型对侵蚀产沙影响的137Cs法研究

大气核爆产物137Cs能够强烈地被土壤颗粒所吸附,是一种示踪土壤运移的良好示踪剂。通过对紫色丘陵区响水滩小流域不同地貌部位和不同土地利用类型下土壤剖面中137Cs含量的测定与分析,计算了流域各地貌部位、土地利用类型的侵蚀强度。研究得出该流域137Cs含量的背景值是1870 Bq/m2;流域内坡耕地、林地的年均侵蚀强度分别是4468 t/(km2.a)和1759 t/(km2.a);丘顶、丘坡和鞍部的年平均侵蚀强度分别是2125,4676 t/(km2.a)和3625 t/(km2.a),槽土和水田则是沉积区。分析结果表明地貌部位和土地利用类型对土壤侵蚀影响巨大,坡耕地是该小流域泥沙的主要来源。     

基于元胞自动机的小流域侵蚀产沙模型研究

动态模拟和预测土壤侵蚀的发育及演化过程具有十分重要的意义.传统土壤侵蚀模型从本质上来说是一种稳态模型,缺乏对土壤侵蚀发生、发展及演化过程的动态模拟能力.元胞自动机(cellular automata,简称CA)是一种"自下而上"的动态模拟建模框架,具有模拟复杂地理系统时空演化过程的能力.利用元胞自动机理论和方法,提出了将CA应用于土壤侵蚀过程模拟的基本思想.以黄土高原丘陵沟壑区小流域为例,构建了基于元胞自动机的小流域侵蚀产沙过程模型.     

建立小流域风蚀量统计模型初探

根据模拟实验及野外实测资料，以陕北神木县六道沟为例建立了小流域土壤风蚀流失量的经验估算模型，并以此模型估算该小流域的年同蚀量，风蚀模数，计算结果表明：六道沟小流域的风蚀模数为１８８７．２７ｔ／（ｋｍ＾２．ａ），相当于１．２５ｍｍ／ａ，接近强度风蚀。春季是订风蚀季节，占年风蚀总量的９９．９８％以上，其中又主要集中于４－５月，占年风蚀量的９９．３０％。若该小流域的平均侵蚀模数按２５０００ｔ／（ｋｍ＾２     

基于IPA方法的村民对小流域综合治理感知度研究——以渭北旱塬秦庄沟小流域综合治理为例

在实地调查和对村民问卷调查的基础上,运用重要性及其表现分析(IPA)法研究了当地村民对秦庄沟小流域综合治理的感知度。结果表明,村民对水土保持综合治理的感知度可用相关因子体现。结合该小流域的水土保持综合治理规划,可将筛选出的28个可体现村民感知度的因子在IPA分析图上进行划分,其中第Ⅰ象限为小流域综合治理的优势因子分布区,第Ⅱ象限因子为劣势因子分布区。针对综合治理的优势与劣势因子,提出今后秦庄沟流域综合治理应继续保持水保优势发展,重点发展小流域经济增加村民收入,改善人居环境,大力推广生态农业发展等对策。针对于当地村民最关心和紧迫问题,建立有针对性的小流域综合治理开发模式,从而提高小流域综合治理开发水平,满足当地村民生产生活现实需求和潜在需求。     

小流域治理的景观规划原则与方法

景观生态学的设计观点虽然尚未被广泛地推广应用于小流域治理实践,但在小流域治理规划中引入景观理念必然成为今后的主流趋势。小流域景观生态规划应遵循因地制宜综合治理的水土保持原则、景观多样性原则与稳定性原则等,规划方法主要包括斑块法、廊道法等5种,小流域景观生态包括农业生态景观、林业生态景观等诸多形式。建议加强景观小流域评价标准研究,以便应用景观生态学理论管理小流域,把水土保持生态工程建设同人文创造有机结合起来,使小流域的生态重建与经济发展更为和谐统一。     

紫色丘陵区小流域侵蚀沉积断面构型及土壤颗粒分形特征

土壤侵蚀沉积是地球物质循环的重要环节,但人为因素使之加剧并引起许多生态环境问题。以四川紫色丘陵区小流域为例,根据地形部位及土壤性状划分出侵蚀沉积纵横断面,分析其侵蚀沉积特征,并采集土壤样品研究其颗粒组成和分形维数特征。结果表明：侵蚀沉积纵横断面不同地形部位侵蚀沉积特征明显不同,可分冲刷剥蚀、搬运扩散和沉积掩埋3种类型并连为侵蚀沉积链;侵蚀沉积纵横断面的划分对土壤侵蚀与沉积的认识更全面,整体性更强。研究区颗粒组成特别是粘粒含量明显地体现出侵蚀沉积的差异,分形维数综合体现出明显地随高度降低粗粒物质减少、细粒物质增加的趋势。     

GIS支持下三峡库区典型小流域土壤养分流失量预测

土壤养分流失是农田非点源污染的主要形式。以长江三峡库区典型小流域为研究区域 ,根据土壤养分流失规律与土壤侵蚀量预测结果 ,以及表土中养分含量 ,像元土壤侵蚀量和泥沙对养分的富集比 ,建立了可与 GIS结合的侵蚀泥沙携带养分量预测模式。运算结果显示 ,小流域有机质、氮、磷、钾流失总量分别为 5 0 9.8,47.1,14.6 ,1137.4t,平均 30 .5 ,2 .8,0 .9,6 8.1t/ km2。根据正常施肥水平及有机质累积率草拟的土壤养分流失分级标准来判断 ,三峡库区小流域养分流失量 ,以严重流失占的比例较大。