土层厚度量测密度对预测滑坡的影响

表层滑坡预测模型有多种,大多是属于比较单纯的对危险评价的方法。2011年日本秋山浩一等人实施土层厚度量测数据不同密度对预测表层发生滑坡影响的研究。其结论是:随土层厚度量测评价点密度减少,对土层厚度的空间分布有很大影响。对坡面坡度、集水面积的计算影响较小。土层厚度量测的密度对发生滑坡的危险系数的计算结果及影响比较小。但土层厚度内插评价点其测量的密度对土层厚度的空间分布及影响大,导致对发生滑坡的危险系数的计算结果影响变大。不论土层厚度量测的密度为多少,都再现了几个坡面滑坡中危险程度。     

植被在坡面的不同位置对降雨产沙量影响

植被在坡面的不同位置,对坡面保持水土的作用是不同的。通过野外人工模拟降雨试验比较了在相同面积条件下,植被分别分布在坡面上部、中部和下部时,坡面降雨产沙量的差异。结果显示,对保土能力来说,坡下植被>坡中植被>坡上植被,而且这种差异在小雨强下更加明显。这充分说明,坡下部的植被在保护坡面土壤不被流失方面起着举足轻重的作用。因此保护好坡下部的植被可以有效地防止坡面水土流失。     

植被护坡与灰浆砌体护坡的比较分析

植被防护和灰浆砌体防护是边坡坡面防护的常见形式,这里分别从力学效应和水文学效应方面比较分析他们的效能与局限性.植被护坡在改善生态环境方面的作用是显著的,但植被对坡体稳定性的影响却很复杂,积极与消极的作用共存.植被削弱雨水对边坡溅蚀、抑制水土流失的作用是显著的,并且对浅层土体也有加筋作用,但植被对边坡深层稳定的加固效应有明显的局限性,并有诱发深层滑坡的可能.灰浆砌体护坡对浅层土体没有加固作用,但能够防止水对边坡表面的冲蚀,把水挡在边坡之外,避免水分渗入坡体造成危害.     

坡面滑坡概率统计分析

对山地深处坡面滑坡的预测研究,有必要对坡面地形、地质和植物因子建立坡面滑坡物理预测技术。对坡面滑坡预测要掌握坡面因子;特别对原位置的测定与调查非常有效。表层滑坡要从条件因子和诱导因子两方面的关系深入研究。随着对暴雨引发坡面滑坡的预测,因多数因子包含多维空间,研究时要建立多维空间预测模型,可有效地运用网格模型进行相关研究。应用网格进行预测,可提高过大的雨量未发生泥石流和过小雨量发生泥石流时的判断精度。其实滑坡是极端事件,提高宏观的辨别度,用少量的数据进行分析,采用采矿分段预测技术,应用数据灰色度分析技术方法,研究其适用性。     

滑坡堆积物水分动态的观测

对坡面发生滑坡和泥石流的分析,要进行危险系数计算,需要有坡面水分动态观测资料,然而,在世界范围内,很少有人长期对坡面堆积物水分动态进行观测。2008年日本学者泷口茂隆等人持续对坡面动态、水文进行不间断观测。其结论是发生降雨时,径流流出几乎迟缓,坡面堆积物变化明显;应用物理模型对该地区进行表层滑坡地点的计算与发生预测的精度较高。但因仅有5 a的观测数据,且没有较大降雨观测资料,还不能说具有系统研究,对把握降雨时坡面堆积物的水分状况和坡面变化形态,及对发生坡面滑坡预测方法等,有待于进一步研究。但此次观测资料、观测仪器、观测方法,还具有一定借鉴价值。观测方法及相关资料可做他山之石。     

风暴袭击区产沙条件的变化及其成因

在沿海地区,经常遭受台风袭击,导致受影响区域及其周边地区的表层土壤受到扰动,而且使土壤强度也遭到破坏,进而引发泥石流、滑坡等山地灾害。有关日本的研究结论是由于产沙条件发生变化而造成的。导致坡面坍塌的众多因素(如坡度、降雨和植物活力变化)对每个风暴袭击区都是惟一的。就日本日田市1991年遭受一场风暴袭击,导致了1993年发生大量坡面坍塌。之后5~10 a间,即使降雨超过1991年6月也很少发生坡面坍塌。因此推断受风暴袭击后的坡面,其表土已基本恢复。风暴发生后5~10 a间所发生的坡面坍塌主要位于以前曾遭受风暴袭击导致植被活力退化严重、日照时间较少的阴坡面。就日本应用标准差植被指数作为坡面坍塌的参数,在某种程度上还存在缺乏量化指标,建议我国在研究此项工作时,进一步深入探讨。     

暴雨条件下植被对黄土沟坡重力侵蚀的影响

研究植被对重力侵蚀的作用机理可为黄土高原水土保持规划提供依据。通过对坡度70°、坡高1.5 m的黄土沟坡裸地模型和根土复合模型(简称根土模型)的降雨模拟试验,对比分析暴雨条件下植被对沟坡重力侵蚀的影响。结果表明:植被对沟坡重力侵蚀总量的影响不显著,根土模型5次降雨后次降雨重力侵蚀量平均值仅较裸地模型减小12%。植被能够一定程度上促使沟坡雨后重力侵蚀的增长,根土模型雨后重力侵蚀总量占次降雨重力侵蚀总量的比例为12%,而裸地模型相应的比例仅为1%。沟坡植被对不同类型重力侵蚀的影响差异较大,相同下垫面地形条件下和同样的5次降雨后,根土模型发生的崩塌、滑坡、泥流总量较裸地模型分别变化了-72%,220%,-69%。植被对沟坡重力侵蚀的作用是多方面因素综合的结果,植被根系的"加筋"固结作用促使重力侵蚀量减少,但植被的自重和促进渗透作用又可加剧重力侵蚀,植被根系的根劈作用也可能加剧滑坡的发生。在易于发生泥流的沟坡带,植被措施可作为水土保持工程措施的重要补充。研究结果可为重力侵蚀机理分析和治理规划提供参考。     

植被覆盖对水土流失影响的研究

通过对裸地坡面和植被坡面进行水土流失观测,结果表明,每年绿化坡面的泥沙量是裸地坡面泥沙量的2%。相对同等雨强的绿化坡面泥沙流失的平均粒径约为裸地坡面的1/2;渗透能力、曼宁糙率系数和土壤表层的干燥密度一直随植被的增加而增加。另外,把损失雨量、曼宁糙率系数及流失发生区面积作为参数,使用流失模型和流沙量公式进行表面侵蚀造成泥沙流失量的模拟计算,其实测值得到了证实。     

不同草带空间分布对坡面细沟侵蚀调控机制

为了研究植被对坡面细沟侵蚀调控机制,采用模拟降雨试验,结合激光扫描方法,分析了不同草带分布沟坡面细沟侵蚀发生、发展过程。结果表明:草带位于梁峁坡下部60%,植被调控侵蚀效果最优,相比裸坡减少径流量7.4%,减少产沙量62.9%,相比蓄水减沙功效而言更具直接拦沙的功能。植被通过调控细沟侵蚀的发生、发展、发育过程实现了对土壤侵蚀的调控作用,尤其是对沟坡侵蚀产沙的调控作用;而且这种对侵蚀的调控作用不仅改变了细沟侵蚀发生的位置,而且改变了径流和侵蚀过程以及侵蚀方式;细沟侵蚀已经向面蚀(片蚀)转化,大幅度降低侵蚀程度。研究结果揭示了植被可以通过影响侵蚀方式来调控侵蚀输沙过程,有助于加深坡面植被对细沟侵蚀发育形态作用机理的理解。     

紫金山金矿第二选矿厂山坡滑坡的治理

对紫金山金矿第二选矿厂办公楼后山坡滑坡的发育特征及稳定性进行分析的结果表明,该滑坡属牵引式中层土质(堆积土)滑坡,目前尚处于活动变形阶段。对该滑坡进行综合整治,需布设抗滑桩、修建排水工程、进行坡面裂缝处理、修补和重建挡土墙、增加坡面的植被覆盖度,并要加强对边坡沉降位移的长期监测。     

特大暴雨对京承高速公路边坡防护工程的影响及其对策

为了解决2011年和2012年北京2场强暴雨期间京承三期高速公路道路边坡出现的滑坡问题,对道路边坡26处滑坡处进行实地调查,同时分析暴雨中出现边坡滑坡的原因和发生机制.结果表明：京承高速公路边坡出现滑坡主要存在边坡植被层滑坡、六棱花饰护坡冲毁、坡顶垮塌和坡体滑动等7方面问题.在此基础上,提出了完善坡体内外的截排水系统、避免形成大面积汇流、挂网绿化应对植被层与坡面之间加固等几方面对策和建议,可为今后边坡防护设计和暴雨条件下边坡滑坡应急处理提供依据和参考.     

黄土高原水蚀风蚀交错带六道沟小流域坡面表土钙质结核分布

量化坡面钙质结核分布,有助于深化对黄土高原水蚀风蚀交错带特定土壤类型(含钙质结核土壤)中水土过程的认识.本研究通过对坡面不同部位的表层土壤(0～20 cm)颗粒组成、钙质结核质量分数和植被地上生物量、盖度、丰富度及多样性指数的测定和分析,研究了坡面钙质结核的分布及影响因素.结果表明:土壤黏粒体积分数沿坡面呈逐渐降低趋势;钙质结核质量分数沿坡面呈单峰曲线分布,在坡面1/4～1/3的位置(距离坡顶20～30 m)处,达到峰值(10％～15％).钙质结核质量分数与坡度呈线性正相关,与植被地上生物量(盖度)呈单峰曲线关系,峰值即为植被影响钙质结核质量分数的临界点,临界点处的植被盖度在11％～16％之间.影响坡面钙质结核分布的最主要因素为坡度和植被;小尺寸的钙质结核在坡面分布范围最广、数量最多,起决定作用的钙质结核尺寸在5～ 15 mm之间.坡面钙质结核质量分数及分布反映了径流、植被和钙质结核之间的相互作用关系,钙质结核质量分数可以用来指示坡面的土壤侵蚀状况.     

自然及管理因素对伊犁河谷草地土壤水分动态的影响

[目的]研究自然及管理因素下草地土壤水分变化特征,为退化草地的生态恢复提供科学参考。[方法]通过定点监测12个坡面小区,利用TDR水分测定仪及其探头测定灰钙土和棕红土两种退化草地坡面表层0—10 cm的土壤含水量,采用数据对比分析和统计分析相结合的方法,分析降雨、气温、坡位等自然因素和灌溉、土壤管理因素对坡面表层土壤水分动态变化的影响。[结果]降雨和气温对表层土壤含水量的变化有显著性影响,不同降雨量对表层土壤含水量的影响不同;坡位对草地坡面表层土壤含水量没有显著性影响;棕红土持水性强,表层土壤含水量高于灰钙土;各管理措施中,水平沟处理能够在降雨后最大化的增大表层土壤含水量,枯草覆盖处理能显著减缓降雨后表层土壤含水量的下降速率。不同集雨补灌方式下,表层土壤含水量差异不明显,但集雨补灌措施可以在短时内提高表层土壤含水量。[结论]表层土壤水分主要受降雨、管理等因素的控制,能够通过人为管理调控土壤水分,从而达到植被恢复的目的。     

黄土高原幼树对坡面流水力学特性及泥沙颗粒组成的影响

选择黄土高原典型树种侧柏、油松、元宝枫和刺槐的一年生树苗,将其栽植于土槽中生长3 a。采用人工模拟降雨的方法,并与裸地进行对照,研究了森林幼树冠层及根系层对坡面流水力学特性及流失泥沙颗粒组成的影响。研究结果表明:(1)各试验坡面小区径流流量均较大,坡面流的平均水深均<1 mm。裸地坡面坡面流的流态为急流,其它各小区均为缓流。去除植被地上部分和表层易扰动土后,刺槐和元宝枫坡面的坡面流已接近临界流,而且两坡面的减流减沙作用明显变弱,侧柏和油松坡面的坡面流流态仍为缓流,减流减沙作用增强。(2)流失的泥沙中,有林冠覆盖的坡面流失的黏粒(<0.001 mm)所占的比例比裸地坡面的高出1.40%~2.00%,>0.05 mm粒径的泥沙颗粒所占比例比裸地坡面的小1.04%~1.26%。试验结束后,只有裸地坡面有明显的粗化层。(3)去除植被地上部分和表层易扰动土后,坡面流失泥沙颗粒的平均粒径大于有林冠覆盖的坡面,但小于裸地坡面。黏粒的百分含量随试验时间不断波动,说明森林植被的根系增加了林地的抗蚀力。     

岩溶峰丛坡面土壤养分与水化学特征研究

对广西弄拉典型岩溶峰丛山区坡面不同部位的土壤、土壤水、地表径流和表层岩溶泉水进行采样与分析,结果表明:同一坡面上受人为活动干扰的稀疏人工幼林的土壤容重和黏粒含量显著高于自然恢复条件下的次生林和灌草丛,而土壤孔隙度、土壤自然含水量较低;岩溶山区土壤养分含量和水化学特征在坡面不同部位差异明显,中坡位表层土壤水的大多离子淋溶特征比其他部位弱,其稳定性也较差,说明其受坡面植被条件以及人为干预的影响较大;Ca2+、Mg2+、HCO3-和游离CO2在坡面径流发生(水土流失)的过程中会随着环境的变化而不断变化,对环境的响应较其他离子更为敏感和复杂。     

伊犁河谷坡面管理措施对表层土壤储水和草被恢复的影响

研究不同坡面土壤水分变化和草地植被生长状况,可为退化草地恢复管理提供参考。通过监测灰钙土和棕红土两种土壤类型坡面表层土壤水分和植被生长状况,分析了枯草覆盖、水平沟、增渗孔、补灌等不同坡面管理措施对草被恢复的影响,结果表明:降雨量越大,各处理表层土壤含水量的增幅越大,恢复到稳定状态的时间越长,最长可达22天;综合3场不同量级的降雨来看,降雨后水平沟处理拦蓄雨水的效果最好,其土壤含水量在灰钙土坡面上较对照高1.8百分点,在棕红土坡面上较对照高8.3百分点;降雨后表层土壤含水量恢复到稳定状态期间,枯草覆盖处理表层土壤含水量与对照差异最大,在灰钙土上高0.8百分点,在棕红土上高2.9百分点;两种土壤类型上,几种坡面管理措施均对草地植物生长有显著影响,其中效果最好的是枯草覆盖,与对照相比,灰钙土坡面植被覆盖度提高了33.9百分点、地上生物量提高了257.6%,棕红土坡面植被覆盖度提高了41.6百分点、地上生物量提高了67.3%。采取适当的坡面管理措施,可促进草地植物的生长,实现退化草地的生态修复。     

黄土丘陵区侵蚀环境不同坡面及坡位土壤理化特征研究

研究了黄土丘陵区纸坊沟流域阴阳坡面及不同坡位土壤水分、物理和养分特征,结果表明,与坡顶距离越远,表层土壤含水量由小变大。阴坡蒸发量小,土壤含水量较大。容重阴坡<阳坡,距坡顶越远,土壤容重、非活性孔度越小,孔隙比、活性孔度越大,同一坡向阳坡随土层加深土壤容重增大,阴坡表层土壤容重增加幅度较下层小,容重在剖面趋于均化。阴坡对土壤的改善优于阳坡,有利于植被生长。表层土壤全氮含量阴坡>阳坡,且随土层加深而减少。全氮和有机质在坡中下部累积。全磷在不同坡向和坡位变化不明显。速效钾在各坡位变化幅度较小且阴坡>阳坡。阴阳坡土壤各养分有向表层富集的趋势。坡面土壤容重与土壤孔隙比、活性孔度、毛管含水量和有机质呈极显著负相关,与土壤非活性孔度和表层土壤含水量呈显著正相关,土壤有机质和土壤全氮、速效钾呈极显著正相关。在对坡面进行植被恢复时,需结合坡面土壤变化规律,因地制宜,合理利用和开发土地资源,促进植被恢复演替。     

植被覆盖度对黄土高原地区土壤入渗及产流影响的试验研究

通过野外人工模拟降雨试验,研究了植被覆盖度变化对土壤含水率、坡面入渗及产流的影响,为揭示植被作用下土壤侵蚀产沙机理提供支撑。研究结果表明:1植被覆盖度不同,表层土壤含水率在降雨前后会有很大差异,其增加幅度随着植被覆盖度增加而增大,同时随着植被覆盖度增加,降雨对深层的土壤含水率影响将更为显著;2植被覆盖对初始入渗率、稳定入渗率的影响比较明显,植被覆盖度越高,稳渗率越大,达到稳渗状态的时间越短;3与裸坡面相比,草被坡面有显著的减流效应,随着植被覆盖度提高产流系数有减小趋势,在植被覆盖度达到18%以上时产流系数减小趋势才比较明显,但在暴雨条件下,即使植被覆盖度达到了50%以上,出现产流的时间仍比较短。     

黄土丘陵区侵蚀环境不同坡面及坡位土壤理化特征研究

研究了黄土丘陵区纸坊沟流域阴阳坡面及不同坡位土壤水分、物理和养分特征,结果表明,与坡顶距离越远,表层土壤含水量由小变大。阴坡蒸发量小,土壤含水量较大。容重阴坡〈阳坡,距坡顶越远,土壤容重、非活性孔度越小,孔隙比、活性孔度越大,同一坡向阳坡随土层加深土壤容重增大,阴坡表层土壤容重增加幅度较下层小,容重在剖面趋于均化。阴坡对土壤的改善优于阳坡,有利于植被生长。表层土壤全氮含量阴坡〉阳坡,且随土层加深而减少。全氮和有机质在坡中下部累积。全磷在不同坡向和坡位变化不明显。速效钾在各坡位变化幅度较小且阴坡〉阳坡。阴阳坡土壤各养分有向表层富集的趋势。坡面土壤容重与土壤孔隙比、活性孔度、毛管含水量和有机质呈极显著负相关,与土壤非活性孔度和表层土壤含水量呈显著正相关,土壤有机质和土壤全氮、速效钾呈极显著正相关。在对坡面进行植被恢复时,需结合坡面土壤变化规律,因地制宜,合理利用和开发土地资源,促进植被恢复演替。     

水力侵蚀下砒砂岩坡面植被格局对土壤颗粒空间分布的影响

[目的] 研究内蒙古鄂尔多斯市典型砒砂岩地区不同植被格局下表层土壤颗粒组成空间分布特征,探明水力侵蚀下土壤颗粒分选搬运机制,为该区域生态环境恢复提供理论基础。[方法] 基于野外径流小区的原位监测试验,采用三维激光扫描与地统计学相结合的方法分析自然降雨条件下,砒砂岩坡面不同植被格局对表层土壤颗粒空间分布的影响。[结果] ①均匀分布的植被格局可有效抑制坡面的产流产沙。与裸露坡面相比其侵蚀区面积、平均径流量、平均泥沙量分别降低了5.35%,63.16%,76.47%。②均匀分布的植被格局下土壤黏粒、粉粒的含量分别较雨前增加了1.3%,2.2%,砂粒含量减少了3.2%;随机分布、聚集分布的植被格局下砂粒的含量分别增加了5.8%,15.3%,使土壤质地粗化。③不同的植被格局是引起土壤颗粒空间变异的主要因素。与降雨前相比,均匀分布、随机分布的植被格局使粉粒、砂粒的块金系数变高,空间自相关性降低;聚集分布的植被格局使黏粒、粉粒的块金系数由95.06%,83.89%降为0.07%,0.06%,表现出强烈的空间自相关性。[结论] 均匀分布的植被格局对砒砂岩坡面有着良好的水土保持作用,可显著减少坡面产流产沙过程并抑制土壤粗化。