泾河南塬黄土的渗透特征及孕灾机制

[目的]分析泾河南塬黄土的渗透各向异性特征,并探讨该地区滑坡的孕灾机制,以期为黄土分布区雨水入渗型滑坡的灾害防治提供指导。[方法]通过野外调查和渗透试验,分析该地区裂隙土以及不同土层的渗透特征。[结果]裂隙土的渗透系数远大于均质土,裂隙的存在为水的入渗提供优势渗流通道。不同土层渗透系数对比表明,马兰黄土因大、中孔隙多以及节理裂隙发育,其渗透系数最大,而古土壤的渗透系数最小。[结论]泾河南塬黄土具有明显的渗透各向异性,水与裂隙共同作用已成为该地区的一种恶性灾害链模式。     

泾阳南塬黄土滑坡的运动规律与液化效应

[目的]查明滑坡的运动特征及其影响因素,探讨滑坡的运动规律与内在机制,为区域防灾减灾工作提供理论借鉴。[方法]以泾阳南塬黄土滑坡为例,通过现场调查及槽探查明了滑坡的运动特征,采用统计学方法分析了滑坡的运动规律,在此基础上,探讨引起滑坡运动特征分异的"液化效应"。[结果]按照运动特征将泾阳南塬黄土滑坡划分为流滑型和滑动型两类,流滑型滑坡的滑距一般为坡高的4倍,滑动型滑坡的滑距约为坡高的2倍。1.50×10~5 m~3可近似的认为是研究区内"足以形成最大液化程度的最小滑体体积"。[结论]滑体体积及边界条件对滑坡运动液化影响显著,一般情况下滑坡体积越大、滑动边界越简单,运动液化程度就越高,运动距离也就越远;而体积越小、滑动边界越复杂,运动液化程度就越低,运动距离也就越近。     

扫描电镜下泾阳南塬马兰黄土的孔隙特征

[目的]研究扫描电镜下黄土微观结构的特征,为分析马兰黄土的孔隙特征提供一种新方法。[方法]利用IPP影像分析软件对扫描电子显微镜获得的泾阳南塬马兰黄土不同放大尺度下的微观影像进行分析,并对马兰黄土中的孔隙进行统计分类。[结果]在不同放大尺度下,微孔隙的孔隙率维持在2%,小孔隙的孔隙率与放大倍数呈线性负相关,相关系数为-0.98,其余孔隙无特定变化规律;在相同放大尺度下,微、小孔隙在马兰黄土中分布均匀,中、大孔隙较为分散。[结论]扫描电子显微镜影像可以方便、迅速地为我们提供黄土孔隙特征分析。     

不同黏粒含量对黄土渗透系数影响的试验研究

[目的]开展不同黏粒含量对黄土渗透系数影响的试验研究,揭示黏粒含量对渗透系数的影响及其微观机理,为黄土及其渗透性相关的理论与工程实践提供科学依据。[方法]通过自制负压湿筛装置筛取不同黏粒含量的黄土试样,利用激光粒度仪对土样的黏粒含量进行跟踪测定,采用静压法将不同黏粒含量的黄土试样制成天然干密度水平下的不同含水率试样进行饱和渗透试验。[结果]黏粒含量对黄土渗透性能有较大影响,在同一含水率条件下,随黏粒含量的增多,黄土的渗透性逐渐降低,渗透系数与黏粒含量呈指数函数负相关关系;在黏粒含量一定时,渗透系数随着初始含水率的增加而减小,呈指数函数负相关关系;SEM分析结果表明,随着黏粒含量的增加,黄土试样微观结构由分散结构变为致密结构,部分颗粒的接触方式由支架接触变为镶嵌接触,颗粒连接由葱皮连接或桥接变为嵌埋连接,相应地孔隙则由支架大孔变为黏粒间微小孔隙,从而一定程度上降低了黄土的渗透性。[结论]黄土渗透系数受黏粒含量、含水率的影响规律相似,可通过微观结构对其影响机理进行解释。     

黄土残塬沟壑区降雨侵蚀分析

根据长期定位水土流失与防护林效益观测资料 ,分析了黄土残塬沟壑区吉县的降雨侵蚀。研究结果表明 ,当降雨达到一定量级才能产生土壤侵蚀 ,侵蚀性降雨的雨量标准为 10 mm/次 ,产生严重土壤侵蚀的降雨标准为≥ 3 0 mm/次 ,造成极为严重侵蚀的是降水频率为 5 %的大暴雨和降雨强度≥ 1.0 mm/ min的降雨。场降雨量、降雨强度与小流域产沙模数呈线性相关。因此 ,防止暴雨侵蚀是防治水土流失的关键。     

渭北旱塬苹果基地土壤水分空间变异性研究

用地统计学的理论和方法, 分析了渭北旱塬区3种主要土地利用类型农地、苹果地和苜蓿地3个土层深度(0～20、60～80、280～300 cm)的土壤水分空间变化趋势.变异函数分析结果表明,3种土地利用类型的土壤水分具有明显的空间变异特性.在0～20 cm土层,空间变异性尺度为9～16 m,60～80 cm土层为5～12 m,280～300 cm土层为5～10 m,空间变异性程度随尺度变化.自相关尺度为1～17 m,自相关部分的空间变异性在0～20、60～80和280～300 cm分别占总空间变异性的89.95%～94.15%、83.75%～97.64%和85.16%～93.85%,明显大于随机部分的空间变异性.从苜蓿地、苹果地到农地,空间自相关的尺度逐渐增大.各向异性分析表明,农地和苜蓿地在表层(0～20 cm)具有明显的各向异性,而苹果地的土壤水分含量接近各向同性.     

渭北旱塬苹果基地土壤水分空间变异性研究

用地统计学的理论和方法， 分析了渭北旱塬区3种主要土地利用类型农地、苹果地和苜蓿地3个土层深度(0～20、60～80、280～300 cm)的土壤水分空间变化趋势。变异函数分析结果表明，3种土地利用类型的土壤水分具有明显的空间变异特性。在0～20 cm土层，空间变异性尺度为9～16 m，60～80 cm土层为5～12 m，280～300 cm土层为5～10 m，空间变异性程度随尺度变化。自相关尺度为1～17 m，自相关部分的空间变异性在0～20、60～80和280～300 cm分别占总空间变异性的89.95%～94.15%、83.75%～97.64%和85.16%～93.85%，明显大于随机部分的空间变异性。从苜蓿地、苹果地到农地，空间自相关的尺度逐渐增大。各向异性分析表明，农地和苜蓿地在表层(0～20 cm)具有明显的各向异性，而苹果地的土壤水分含量接近各向同性。     

地统计方法在土石山区土壤侵蚀空间变异性研究的应用

土壤侵蚀是一种复杂的空间随机分布现象,其影响因素多,对其做出合理有效的定量分析难度较大。近年来,GIS技术及地统计学的迅猛发展为我们攻克土壤侵蚀空间变异这一难题提供了可能。以西南土石山区水土保持项目为依托,尝试地统计方法在土壤侵蚀空间变异性研究的应用,建立了地统计学方法在土壤侵蚀空间变异性研究中应用的基本技术流程。以便其在小流域土壤侵蚀的定量评价、规划与治理以及动态监测等方面提供理论研究和实际应用。     

黄土区小尺度坡面土壤含水率时空变异性研究

土壤含水率在水平和垂直方向上均具有高度的时空异质性,关于水平方向变异的研究取得了很大进展,而对垂直方向变异的研究较为缺乏。为掌握土壤含水率在剖面上的垂直变异特征,采用经典统计、地统计及分形分析相结合的方法,研究了黄土高原典型坡地剖面土壤含水率的时空变异性。结果表明:不同测定时间下的剖面土壤含水率均服从自然对数正态分布,在空间上均表现为中等变异性,沿土层深度方向的变化趋势均为增长型,且这种变化规律具有时间稳定性;剖面土壤含水率在整个研究区域尺度、微尺度上的半方差函数均可用指数模型进行很好地拟合,均表现出强烈的空间依赖性,并且这种规律几乎不随时间的变化而变化;不同测定时间下剖面土壤含水率在整个研究尺度上均表现出有限的自相似性,在小于2.00 m的间距尺度下具有稳定的自相似性,大于2.00 m间距尺度的自相似性比较微弱,分维数的大小与控制土壤含水率的主要过程有关;不同测定时间下剖面土壤含水率的空间自相关性基本一致,即当滞后距离小于3.20 m时为空间正自相关,大于3.20 m时为负自相关,等于3.20 m时为不相关,而在剖面土壤含水率之间的相关性达到了极显著水平。     

黄土丘陵沟壑区小流域土壤水分空间变异性及其影响因素

为了解不同土地利用方式和地形条件下土壤含水率的数量特征及其变异规律,以黄土高原丘陵沟壑区纸坊沟小流域为研究对象,利用经典统计学方法系统分析了小流域尺度土壤含水率的空间变异性。结果表明:不同土地利用方式下土壤平均含水率之间呈极显著差异,其顺序为:农田>草地>林地>灌木地;土壤含水率在土壤剖面上呈先减小后增大的趋势。地形条件显著影响土壤含水率,其中梯田>沟底>坡地>峁顶;不同坡位土壤含水率的顺序为坡下>坡上>坡中,不同坡向间为阴坡>阳坡。上述土壤含水量的变异程度均为中等。在小流域尺度,土地利用和地形对土壤水分具有显著的交互作用。相关结果可为黄土丘陵沟壑区的土壤水分管理、土地利用结构优化、不同地形条件下的植被布局提供参考。     

黄土丘陵区小流域尺度上土壤有机碳空间异质性

通过对上黄试区小流域不同土地利用类型下的60个样点的采样分析,结合地统计学原理对小流域土壤有机碳的空间异质性进行研究。试验结果表明,土壤有机碳含量随土层深度的增加而减少,不同土地利用类型下的土壤有机碳存在显著性差异。表层0-10cm的土壤有机碳含量为9.544g/kg,明显高于10-30cm的7.10g/kg和30-60cm的4.63g/kg。通过Kriging插值法估算,其结果也表现出相同的规律。由土壤有机碳含量分布图可知,0-10cm,10-30cm和30-60cm 3层土壤的有机碳含量均表现出天然草地和柠条纯林高于川台地和河滩地。土壤有机碳含量在空间分布上表现出的特征,与动植物在土体中的垂直分布格局、人类社会活动及区域气候条件等因素有关。     

黑龙江省肇源县土壤汞的空间分异研究

研究土壤汞的空间分异,可以探明影响汞分布的因素,从而有助于解决汞污染等重大生态环境问题。以肇源县的表层和深层土壤为研究对象,利用统计指标、GS⁺软件中的半方差函数模型和ArcGIS软件支持下的克里格插值法,对258个深层土壤样品和1 030个表层土壤样品进行分析,探讨了研究区重金属汞的积累特征。结果表明:样本点之间具有一定的空间相关性。表层土壤汞分布较深层更为不均匀,表层差异更大主要是受人为因素影响,与灌溉、施肥、工农业活动密切相关。深层土壤汞分布状况主要受自然因素影响。     

黄土高原沟壑区小流域土壤有机碳空间变异

通过对砖窑沟流域不同地貌部位62个点的取样分析,运用地统计学方法研究了流域土壤有机碳的空间变异性特征,初步探讨了影响空间变异的复杂因素。结果表明:流域内土壤有机碳非常低,存在土壤养分贫瘠化现象。各层土壤有机碳含量的变异为中等程度,该变异主要是由空间自相关部分引起的。同层次内,沟坝地土壤有机碳含量比梁峁地高。垂直剖面上,土壤有机碳含量随深度增加而减少,表层含量值明显高于下部各层,60cm以上含量值随深度增加递减迅速,60cm以下含量值变化不大。不同地貌部位剖面土壤有机碳含量的变幅是:在80cm以上,沟坝地明显大于梁峁地;80cm以下,二者大体相当。土壤有机碳含量在空间上的分异主要受土壤动植物在土体中的分布、土壤含水量、水土流失及人类生产活动等因素的影响。     

渭北黄土塬边大型黄土滑坡成因分析研究

在宝鸡渭河北岸黄土塬边大型滑坡灾害详细调查、工程勘察等工作基础上,分析了大型滑坡形成的地形地貌、地层岩性、地质构造、水的作用以及人类工程活动等因素,认为新构造活动孕育了滑坡发生的地形地貌环境,渭北黄土塬边100～200m的斜坡坡高、25°～45°的坡度和凸形坡形的地形地貌提供了滑坡发育的有力条件;黄土—阶地—三门组红黏土和黄土—三趾马红土—基岩两类斜坡结构,以及上新世三门组红黏土和三趾马红土易滑地层的存在和小型断层、构造节理裂隙对坡体完整性的破坏,直接控制着渭河北岸黄土塬边大型滑坡的发生与分布;水的作用和人类工程活动则是目前渭北大型滑坡发生的主要诱发因素。在此基础上,提出了渭北大型黄土滑坡的地面形态特征、失稳模式和滑坡动力效应等识别因素。     

基于土地评价与立地评估的泾阳县耕地定级

该文基于美国的土地评价与立地评估（land evaluation and site assessment,LESA）方法,对陕西省泾阳县耕地进行了定级研究。把整个定级过程分为两个部分,前一部分为土地的自然质量特征评价;后一部分为土地的社会经济质量特征评价,在这两部分的评价中,采用主成分分析法选择评价因子。采用特尔菲法确定各因子的权重。最后在这两部分评价的基础上,对这两部分评价指数加权求和,得到定级单元总指数,这两部分的权重确定采用耕地质量综合指数与标准粮产量相关分析的方法来确定。结果表明,泾阳县耕地质量较高,全县耕地分为5级,一级耕地占全县耕地面积的14.43%,二级、三级、四级和五级分别占耕地面积的26.23%、26.07%、19.39%和13.88%。该文认为,LESA方法是土地定级的好方法之一。     

黄土区草地坡面片流阻力系数试验研究

阻力系数是坡面流水动力学参数之一,是反映坡面流水力学特性的重要特征值。通过室内人工模拟降雨试验,研究了不同雨强(0.7,1.0,1.5,2.0,2.5mm/min)和坡度(7°,10°,15°,20°,25°)下,黄土区草地坡面片流阻力系数随雨强和坡度的变化特征。结果表明:(1)不同雨强和坡度下,草地坡面片流阻力系数随降雨历时的变化均呈先波动减小,后逐渐趋于稳定的趋势,且变化过程均可用二次多项式进行描述,相关性显著,决定系数0.5以上。(2)草地坡面片流阻力系数随雨强的增加而逐渐增大,可用指数方程描述,决定系数0.8以上;而片流阻力系数随坡度的增加而减小,可用对数方程描述,决定系数0.6以上。(3)草地坡面次降雨平均片流阻力系数对雨强及坡度的综合响应关系可用二元指数函数描述,决定系数0.923,且雨强对草地坡面片流平均阻力系数的影响大于坡度对阻力系数的影响。研究结果为草地坡面水流动力学特性及草地植被的阻流机制提供参考和理论基础,对于深刻认识黄土区草地坡面侵蚀动力和生态建设具有重要意义。