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。     

流域地貌系统定量研究的新指标

简要介绍了分形基本理论,着重讨论了流域地貌系统定量研究的指标,水系分维的计算方法,水系分维区域划分原则及其应用含义。     

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。     

海螺沟景区典型泥石流流域地貌特征及灾害防治

海螺沟景区泥石流对当地居民和外来游客的生命安全、景区公路和旅游设施以及景区生态环境构成严重威胁,严重影响到景区旅游业的发展.在查明景区内泥石流沟分布的基础上,对景区内泥石流流域地貌特征进行初步分析,探讨景区内泥石流流域地貌的演化模式,采用面积-高程分析方法对泥石流流域地貌所处的发育阶段进行判别,发现景区内泥石流沟主沟长度和流域面积之间呈现出明显的幂函数关系,并且所有泥石流沟现正处于壮年期或壮年偏幼期发育阶段;最后提出了景区泥石流的防治措施.     

祖厉河流域水系分维与地貌发育阶段浅析

根据Horton-strahle水道序列划分原则,采用数学模型,对黄河上游水土流失严重的祖厉河流域进行分析计算,得出该流域水系分维及其主河道分维,并确定了其流域发育阶段,为同类型区的小流域水系分维计算、地貌发育阶段的确定和水土保持工作提供可操作性强的方法。     

基于分形信息维数的流域地貌形态与侵蚀产沙关系

流域地貌形态的科学准确量化是建立具有广泛适用性的流域尺度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特征的定量描述开辟了新的思路。本文基于分形理论，利用GIS技术和多元回归统计方法，以黄土高原丘陵沟壑区第一副区的岔巴沟流域为例，对该流域以分形信息维数为量化指标的流域地貌形态与降雨侵蚀产沙耦合关系进行了初步探讨。研究表明，引入地貌形态分形信息维数的岔巴沟流域降雨侵蚀产沙与地貌形态耦合关系模型可将岔巴沟各支流域差异明显的水沙关系简化为统一的数学表达，消除了由于地貌形态等下垫面因素导致的空间变异性；基于该耦合关系模型的西庄和蛇家沟流域次降雨输沙模数预测值和观测值相对误差较小、总体吻合较好；将地貌形态分形信息维数作为流域土壤侵蚀预报模型中地貌形态因子量化指标不仅可行，而且可靠。     

泥石流沟道流域汇流的地貌分析模型——以神府东胜矿区人为泥石流为例

在神府东胜矿区人为泥石流沟道野外调查的基础上,根据概念性流域地貌汇流模型理论,通过分析流域地貌形态与汇流过程的关系,首次勾绘出了流域地貌等流时线,建立了净雨量过程函数与等流时线函数的卷积汇流模型。用神府-东胜矿区第14号泥石流样沟人工降雨试验推得的净雨量函数及流域等流时线函数对模型进行了检验,结果表明：用流域地貌等流时线法实行两函数卷积计算无径流实测资料的小流域比较合理,并精度较高。     

流域地貌形态的定量化研究

流域地貌形态的定量化研究不仅揭示了流域地貌发育过程中的内在规律．反映了流域地貌在特定条件下的发育规律,而且也是土壤侵蚀预报模型中地形量化问题的一个重要方面,回顾了流域地貌形态定量研究历史、现状以及最新进展,并对研究中存在问题进行了探讨。     

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。     

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。     

泥石流粒度分维值的初步研究

运用分形理论,提出泥石流粒度分维的概念及其计算方法。根究泥石流粒度分析结果,分别求解泥石流形成区原始土体粒度分维、流体粒度分维和堆积物粒度分维,并分析它们与泥石流体颗粒机械组成和流体性质方面的相互关系。泥石流粒度分维值为泥石流形成、运动和堆积特征以及流体性质提供了可供参考的指示意义。     

泥石流堆积物粒度分维的讨论

在泥石流堆积物粒度分维原计算方法的基础上,改变研究对象和应用条件,进一步完善了计算方法,并对两种方法下求得的粒度分维进行比较.实例证明,利用改进后方法得到的粒度分维与泥石流堆积物土体的机械组成更相吻合,同时也反映了泥石流的搬运能力和破坏能力,体现了泥石流更多的特征.该研究是对泥石流堆积物土体机械组成和分形特征研究的补充,对泥石流堆积物特征和分形理论的研究都具有一定意义.     

泥石流频发区土地利用分形特征及稳定性研究

应用GIS技术及分形理论,以云南省小江流域为研究区,将土地利用类型划分为6类：耕地、林地、草地、水域、城乡工矿居民用地及未利用地,并进行各土地利用类型图斑分形维数分析。结果表明：小江流域土地利用方式在区域分布上相对集中,土地利用类型以草地、林地和耕地为主,分别占全流域面积的52.78%,28.07%和15.77%,土地利用结构相对单一;土地利用类型的分布具有分形结构,各土地利用类型分维值为1.197 2～1.498 4,平均分维值1.327 9;根据分维值对各土地利用类型稳定性排序：林地〉未利用地〉城乡工矿居民用地〉耕地〉草地〉水域;稳定性指数介于0.2～0.5之间的土地利用类型面积占研究区土地总面积的42.66%,总体稳定性较差。说明在人为和自然因素影响下,小江流域土地利用总的发展趋势不稳定,人为扰动因素的实施欠合理。分维值较好地反映了各土地利用类型的复杂程度及稳定性。     

泥石流频发区不同盖度草地土壤颗粒的分形特征

运用土壤粒径质量分布原理与分形理论,研究泥石流频发区蒋家沟3种不同盖度草地土壤粒径分形特征。结果表明：不同盖度草地的土壤粒径分布具有不同的分形特征,其分形维数在2.520 8～2.669 1之间,其关系为：低盖度草地〉高盖度草地〉中盖度草地;不同盖度草地土壤分形维数与〈0.002 mm,0.05～0.002 mm粒径含量呈极显著正相关,土壤的颗粒越小,细粒含量越高,分形维数越大;分形维数与土壤容重呈显著正相关,与有机质含量呈显著负相关。土壤粒径含量、土壤容重、有机质是表征土壤理化性质的重要参数,对土壤肥力状况、结构稳定性及抗蚀性能有着重要的影响。因此,土壤颗粒的分形维数可作为表征土壤结构和性质的重要参数,也可作为土壤抗蚀性的指标之一。研究结果可为研究区植被恢复和土地利用开发提供一定的理论依据。     

泥石流排导槽冲淤规律观察研究

泥石流排导槽是泥石流治理的一项重要工程措施,昆明以黑水河排导槽为重点,结合省内外有关沟域排导槽工程观测情况展开对排导槽冲淤规律分析研究。采用理论推导结合实际分析、各类型排导槽的应用通守优化分析,建立模型,找出其内在联系及适用范围,为泥石流排导槽的设计及推广应用确定了科学依据。     

泥石流排导槽最小不淤纵坡初步试验研究

纵坡是泥石流排导槽设计重要参数之一. 通过试验研究,对2组粒径级配,8种不同容重的泥石流在排导槽内运动最小纵坡进行研究,结果表明:(1) 粒径小于0.05 mm的泥流可以在很小排导坡度下流动; 同一容重、级配的泥石流,随排导槽纵坡减小,槽内运动速度逐渐减缓,泥深增大;(2) 随泥石流容重的增大,排泄其所需纵坡将增加;泥石流最小不淤纵坡除与容重有关外,还与固体物质粒径大小、细颗粒含量等有密切关系.     

泥石流排导槽最小不淤纵坡初步试验研究

纵坡是泥石流排导槽设计重要参数之一。通过试验研究,对2组粒径级配,8种不同容重的泥石流在排导槽内运动最小纵坡进行研究,结果表明：（1）粒径小于0.05mm的泥流可以在很小排导坡度下流动;同一容重、级配的泥石流,随排导槽纵坡减小,槽内运动速度逐渐减缓,泥深增大;（2）随泥流容重的增大,排泄其所需纵坡将增加;泥石流量最小不淤纵坡除与容重有关外,还与固体物质粒径大小、细颗粒含量等有密切关系。     

西南某泥石流沟泥石流发生率的研究

泥石流的发生与否是一个极其复杂的问题,而且是由多种因素共同作用的结果,这也给泥石流活动发展趋势的分析预测带来了困难.主要是在前人研究的基础上,对西南地区某泥石流地区的降雨条件加以分析、研究,从降雨方面,给出该泥石流发生的概率.对该泥石流沟的物源及该泥石流发生后的残留物质做颗粒试验,通过实验结果并结合前人的研究成果,从颗粒级配方面,给出了该泥石流的发生概率.并在最后给出了该论文的主要结论.     

降雨泥石流预报的研究

要准确预报泥石流的发生、到达时间和规模,需要了解流域的基本情况以及泥石流形成的原因和条件。本文以云南省东川蒋家沟为例,以流域降雨产流量为基础,对泥石流暴发,到达时间及暴发规模的预报作了系统的研究。以10min降雨雨强为基本依据,计算10min降雨的产流及形成径流的单宽流量,从而预报泥石流的发生,由此可以计算泥石流的运动速度、预报泥石流的到达时间。以10min激发降雨的产流及形成径流总量,结合泥石流中泥沙体积浓度和流域堵塞系数,计算出泥石流总量,从而预报泥石流的发生规模。     

浙江省泥石流类型及分布特征研究

2005—2008年浙江省对全省48个山区县市的泥石流进行了全面调查及评价,查明有42个山区县市共发育过486处泥石流,其中沟谷泥石流347条,坡面泥石流139处。并对泥石流的类型及分布特征进行了分析研究。结果表明,浙江泥石流主要有沟谷型泥石流(灾害规模小,危害程度大),滑坡、崩塌转化型泥石流,暴雨型泥石流等类型特征。在分布上主要受地形地貌、岩性构造及降水的控制,主要分布在火山岩区域,泥石流地质灾害发育的构造规律有沿深大断裂发育区域呈带状分布特点。在降水上受梅雨及台风交替控制,分布具有明显的"双峰"现象。