神府-东胜矿区人为泥石流沟道流域地形条件分析

在对神府一东胜矿区人为泥石流沟道广泛野外调查的基础上,选取了４３条典型泥石流样沟。在１：１００００地形图及卫片上进行了形态要素量测,应用流域地貌分析原理,对所有样沟各形态要素进行了详细分析,结果认为,人为泥石流沟道地势比沿程变化特征为,以形成区比降最大,区别于自然泥石流沟道;沟道分区面积比以汇水区面积最大,明显区别于湿润地区;流域形状以扇形为主,沟道给养面积较大,崎岖系数不太大是半干旱地区人为泥石     

泥石流流域地貌形态的统计分形

流域面积、主沟长度和沟床比降等地形地貌要素,在泥石流的发育和形成中起重要作用,研究证明三者与泥石流沟分布之间存在非线性关系,具有明显的分形特征。回顾了泥石流流域地貌的分形研究,并通过大量的资料分析,对原来泥石流流域地貌的分维计算进行了改进,得到的分维结果更具有关联性。同时,建立了泥石流流域地貌的统计分形模型,对泥石流流域地貌分维的意义进行了详细论述。这为泥石流发育、形成和分布的非线性研究提供了一条定量化途径。     

SCS模型在泥石流多发区降雨—径流模拟中的应用——以云南省蒋家沟流域为例

基于云南省蒋家沟流域的DEM,根据流域地貌,利用地理信息系统软件划分流域子单元,在此基础上利用蒋家沟土地利用类型、土壤类型等地理信息数据和流域水文、气象资料,根据SCS模型CN值标准表,提出适合各子流域产流计算的CN值,绘制出了蒋家沟流域次降雨的CN值分布图,进而应用SCS产流模型和等流时线法对云南省蒋家沟流域的降雨一径流过程进行了模拟.模拟结果表明,与有限的实测资料相比较,模型的模拟精度在90%以上,模拟结果较为满意,说明基于CN值的SCS模型可以应用于蒋家沟流域,同时模拟的径流过程可以弥补实测资料的不足,为蒋家沟流域分布式水文模型的建立提供理论依据和研究方法.     

西南山区泥石流沟流域形态统计分析——以云南小江流域为例

泥石流沟谷因泥石流类型和发育阶段不同而具有多种形态,对其进行研究具有十分重要的理论和实际意义。通过对小江流域32条灾害性泥石流沟的流域面积、主沟长、平均沟床比降、流域平均宽度进行统计分析,得出了几点结论,为泥石流危险度评价和防治工作提供了参考。     

坡面泥石流发生的地貌信息初探——以重庆市北碚区为例

坡面泥石流的发生是地貌信息的综合反映,是地表能量在各种因素影响下的再分配。坡面泥石流堆积物是坡地系统总能量减少的最好证明,堆积物体积的大小与坡面泥石流宽度、坡积物厚度、流域高差、流域狭长度、坡度和沟谷纵比降等地理要素密切相关。本文以北碚区坡面泥石流为例,初步探讨了坡地总能量的减少与各种地貌要素的关系,并通过多元回归的方法求取了坡地总能量减少的回归方程。检验后证明回归系数与0有显著差别,该回归方程有意义。     

泥石流滩地土地生产潜力评价——以云南小江流域蒋家沟为例

小江流域泥石流滩地水源充足、热量丰富,气候生产潜力(47641kghm-2)较高。本文应用加权指数和法确定了不同类型泥石流滩地(荒滩地、改良滩地和非改良滩地)土壤有效系数f(s)分别为0.405、0.684和0.594;根据生产力阶乘公式计算其气候—土壤生产潜力分别为19295kghm-2、32586kghm-2和28299kghm-2。通过实地调查验证,本文对泥石流滩地生产潜力的估算与现实生产力水平基本吻合,证明本文提出的泥石流滩地土壤有效系数切实可行。     

从地貌空间结构特征预测土壤侵蚀的研究——以神府、东胜煤田区为例

对地貌空间结构特征进行分析,可以揭示土壤侵蚀的机制、强度和空间分异,预测土壤侵蚀的发展趋势。研究表明,地形相对高差、坡度、沟壑密度与年土壤侵蚀量之间均有良好的相关关系,据此可建立地表形态各要素与年土壤侵蚀模数之间的数学模型。从地貌空间结构特征预测土壤侵蚀发展趋势具有一定的可行性。     

SWAT模型最佳子流域划分方案研究——以云南洱海流域为例

应用SWAT模型(Soil and Water Assessment Tool),以区域气候复杂的云南省洱海流域为例,研究不同子流域划分数量对径流和泥沙负荷模拟结果的影响,以明确洱海流域合理的子流域划分方案。结果表明,随着子流域划分数量的增加,年均径流深增加但敏感性较小,相对偏差仅0.89%;年均泥沙负荷减少而敏感性较大,相对偏差达21.21%。经综合权衡年均径流和泥沙负荷对子流域划分响应的敏感性,提出洱海流域合理的子流域划分临界值为137个,相应子流域平均面积占流域总面积的0.73%。在大于该临界值的划分水平下,模拟的年均径流深和泥沙负荷趋于稳定,但对进一步提高模拟精度无明显效果。研究结果对其它地形地貌复杂的流域水文模拟和非点源污染模拟具有重要借鉴意义。     

基于GIS的黄土高原多沙粗沙区沟道分级阈值选取——以岔巴沟流域为例

从黄土高原多沙粗沙区的现状及淤地坝坝系在治理黄土高原水土流失中的作用出发,探讨了坝系建设中的沟道分级方法及存在问题,进而介绍了基于GIS的沟道分级方法,以多沙粗沙区的典型流域——岔巴沟流域为例,进行沟道分级尝试,并对分级过程中的重要指标(分级阈值)进行了详细的探讨。     

极端强降水变化与泥石流侵蚀输沙特征相关性分析——以长江上游小江流域蒋家沟泥石流为例

根据长江上游小江流域蒋家沟泥石流l 965-2007年的观测资料与会泽气象站1970-2005年的日降水资料,详细分析了泥石流侵蚀输沙特征与极端强降水变化的相关性.分析结果表明,1990年以来,夏季极端强降水和夏季降水量以显著增加为主要特点,M-K检验表现为显著增加趋势(99%的置信度),1990-2005年的夏季平均极端强降水量比1970-1989年的夏季平均极端强降水量增加57.56 mm.该流域这个特点与蒋家沟泥石流在90年代出现的侵蚀输沙量的大量增加有相当紧密关系.     

前期降雨对泥石流形成的贡献——以蒋家沟泥石流形成为例

 根据蒋家沟实测降雨资料,结合泥石流观测,分析泥石流形成的降雨组成和前期降雨对泥石流形成的影响。发现雨季不同时期土体含水量差异较大,而且在不同时期激发泥石流的短历时雨强也不同。通过实测确定出该流域前期降雨量的衰减系数为0.78。在此基础上应用主因素分析法对26场泥石流的降雨资料进行分析,发现前期降雨在影响泥石流的各项降雨指标中贡献超过80％。提出了有待进一步研究的问题。     

基于GIS的泥石流发生域危险性评价——以大寨沟流域为例

以大寨沟流域为例,在GIS技术支持下,通过计算机对空间数据获取、处理和分析,建立了该流域的泥石流发生域危险性评价基本数据库。再通过合理选取评价指标、建立指标权重体系、计算综合评价值等一系列程序,建立了泥石流发生域危险性评价的数字环境模型,绘制了大寨沟流域泥石流发生域危险性等级评价图。在GIS技术支持下,实现了大寨沟流域泥石流发生域的危险程度评价,为白鹤滩水电站的顺利建设打下了基础。     

典型山区流域面源污染模型研究——以曹家路流域为例

针对曹家路流域的特点,构建了适应典型山区流域面源污染模式的山区面源污染模型。结合一场实际暴雨的产流、产污过程监测数据,对该模型进行了可靠性验证,结果显示模型可以较好地模拟曹家路流域面源污染相关水质因子的浓度变化。最后对模型提出了完善建议及未来的研究方向。     

泥石流流域气候与区段对坡面土壤pH值的影响——以云南蒋家沟流域为例

为了探讨泥石流频发流域的不同气候与区段对失稳性坡面土壤pH值的影响,掌握土壤pH值的空间变异规律,以蒋家沟流域温带湿润山岭区、亚热带和暖温带半湿润区、亚热带干热河谷区的典型失稳性坡面不同区段(堆积区、失稳区、稳定区)土壤为研究对象,采用随机取样法共采集0—20 cm的土壤样本135个,结合中国科学院东川泥石流观测研究站多年的气象资料,分析了不同气候和失稳性坡面区段与土壤pH值的相关性。结果表明:温带湿润山岭区、亚热带和暖温带半湿润区失稳性坡面土壤pH值总体偏酸性(pH<6.5),与总体偏碱性(pH>7.5)的亚热带干热河谷区之间差异显著(p<0.05)。亚热带干热河谷区的堆积区、失稳区、稳定区土壤pH值均大于亚热带和暖温带半湿润区及温带湿润山岭区且差异显著(p<0.05)。失稳性坡面土壤pH值与气温存在显著的正相关关系(p<0.05),与降水量存在极显著的负相关关系(p<0.001),与土壤含水量呈极显著负相关关系(p<0.001)。气候、区段及两者的交互作用对失稳性坡面土壤pH值均存在极显著影响(p<0.001)。除大凹子沟阴坡和查菁沟...     

SWAT模型灵敏性分析模块在中尺度流域的应用——以密云县红门川流域为例

SWAT模型是基于水文过程的、具有很强物理机制的流域分布式水文模型。基于AVSWAT2005模型灵敏性分析模块,在典型中尺度流域——北京密云县红门川流域应用与验证。通过灵敏性分析,得到影响该流域产流模拟结果精度的主要参数因子,SCS径流曲线系数(CN2)、土壤可利用水量(SOL_AWC)、基流α系数(ALPHA_BF)的影响是显著的,是最敏感因子。同时调整参数值,采用1991-2006年的实测月流量数据对模型进行了校准和验证,结果表明:模型对月流量模拟的相对误差在模型校准期和验证期均小于15%,决定系数R2大于0.8,Nash-Suttcliffe系数Ens高于0.7,SWAT模型对红门川流域产流的模拟结果良好。因此,SWAT模型中的灵敏性分析模块可以应用在面积较小的中尺度流域,具有一定的推广意义。     

基于DEM数据的地貌分类研究——以西秦岭为例

传统的地貌学分类不仅费时费力,而且很难做到全面、准确、系统、定量。而基于DEM数据的地貌分类省时省力,可以做到标准一致、系统统一、定量准确。但是如何利用DEM数据进行地貌类型的划分,还需要进行一些尝试和探索。西秦岭地区地势起伏较大,地貌类型多样,具有典型代表性,以该区进行地貌类型划分的尝试,可以为今后地貌类型的定量、快速、系统划分提供依据和方法。以90 m×90 m的SRTM3-DEM数据为基础,运用均值变点法求得西秦岭地区地势起伏度的最佳统计分析窗口面积为2.34 km2,并结合实际地貌形态,采用高程和地势起伏度2个指标对该地区地貌形态进行了划分,共划分出14种地貌形态,可以大致与传统的地貌类型相对应,但是其系统性、定量化以及效率却比传统方法大大提高,从而为基于DEM的地貌类型的快速定量系统划分提供了经验与方法。     

不同频率下的泥石流体特征数值计算方法研究——以大寨沟流域为例

在泥石流定量研究中,泥石流流量、流速、泥石流规模是泥石流体最重要的特征值.能比较准确的确定泥石流这些特征数值既是泥石流计算中的关键问题,也是泥石流防治工程设计研究中的重要因素.利用雨洪法,首先比较一种或两种水文学的计算方法,择优来计算暴雨与洪水特征数值,然后利用暴雨与洪水特征数值来推算泥石流体各种特征数值.比如用暴雨洪峰流量以及配方法来计算泥石流流量,利用洪水总量来推算泥石流规模.     

HEC-HMS水文模型在数据稀缺山区流域中的应用——以乌鲁木齐河流域为例

[目的]评价HEC-HMS分布式水文模型在干旱区资料稀缺内陆河流域洪水模拟预报中的适用性。[方法]以乌鲁木齐流域上游为例,结合流域实测水文气象资料,率定模型参数、建立并验证HEC-HMS模型。[结果]1957—2009年乌鲁木齐河上游流域13场历史洪水模拟中,HEC-HMS模型洪水模拟确定系数R2取值分布在0.67~0.87之间,洪峰流量模拟相对误差均小于15.6%,模拟精度较高。[结论]建立的HEC-HMS模型有效,模型参数的率定合理以及HEC-HMS模型在干旱数据稀缺山区流域洪水模拟中具有较好的适用性。     

基于GIS和随机森林模型的泥石流敏感性分析——以吉林省洮南市北部山区为例

[目的]对区域性泥石流敏感性进行分析,为吉林省洮南市泥石流灾害预测研究提出一种高效快捷的分析模型。[方法]针对现行大多数概率统计模型预测率较低的不足,利用人工智能算法中效果明显的随机森林算法,以吉林省洮南市西北部山区为研究区域,选用高程、坡度、坡向、平面曲率、剖面曲率、河流、归一化差分植被指数、地形湿度指数、土地利用及岩性10个评价因子构建了频率比和随机森林泥石流敏感性评价模型进行对比验证。模型准确性的验证方法采用受试者特征曲线(ROC曲线)及累积频率曲线下面积(area under curve,AUC)。[结果]随机森林对研究区泥石流敏感性进行分析,并通过GIS将敏感性图分为5个敏感性区域,位于高敏感性区以上的灾害点占82.3%。验证模型成功率及预测率分别为88.4%与90.4%,相较于频率比的成功率及预测率(86.4%和75.1%)效果良好。[结论]在洮南市北部进行泥石流敏感性分析中,采用随机森林方法进行建模,并利用频率比方法进行对比,结果显示随机森林法结果可靠准确。     

特大暴雨条件下小流域沟道的泥沙连通性及其影响因素——以陕西省子洲县为例

[目的]研究特大暴雨条件下小流域沟道泥沙输移路径、泥沙连通程度及其影响因素,旨在探讨水库溃坝的原因,为沟道防洪措施的布设提供依据。[方法]以陕西省子洲县"7·26"暴雨条件下小流域沟道泥沙连通情况为例,选取面积相近、形状相异的清水沟和蛇家沟小流域,对沟道泥沙淤积情况进行现场调查,同时将沟道分为坝地沟段和自然沟段,选取流域面积与形状系数、沟道比降,以及淤地坝的类型与分布进行对比分析两个小流域沟道泥沙连通性的差异。[结果]在此次特大暴雨条件下,清水沟和蛇家沟的淤地坝大都呈现打开状态,由上游到下游清水沟泥沙连通性呈现较强的增长趋势,蛇家沟泥沙连通性则呈现先增长后减弱的趋势。整体上清水沟的泥沙连通性比蛇家沟的强,且清水沟流域的土壤侵蚀也较为严重。串联和混联坝系以及修建有卧管、竖井和排水渠的淤地坝防洪能力更强。[结论]流域面积、流域形状和沟道比降均影响着沟道泥沙的连通性,而淤地坝类型及分布是影响沟道泥沙连通性的主导因子。