西南紫色土水蚀区坡谱信息熵与地形因子关系分析

坡谱信息熵可综合反映地形起伏特征,计算便捷,为探索其能否替代计算繁杂的地形因子应用在土壤侵蚀评价中,该研究以西南紫色土水蚀区为研究对象,基于ASTER GDEM(30 m分辨率),计算坡谱信息熵、坡度坡长因子及沟壑密度等地形因子,分析坡谱信息熵与地形因子量化关系。结果表明:全区坡谱曲线形态有"S"、"L"及近似钟型,峰值集中分布在0°～3°、15°～18°、24°～27°;全区坡度坡长因子均值为11.03,空间北大南小的分布差异明显。区域尺度的沟壑密度为0.66km/km~2,流域尺度沟壑密度为0.33～0.88km/km~2;坡谱信息熵与坡度坡长因子在一级区(R~2=0.949 4,P0.01)、二级区(R~2=0.960 3,P0.01)均具有显著的对数或幂函数关系。与沟壑密度在川渝山地丘陵区呈显著的指数关系(R~2=0.747 5,P0.05),在其他区域尺度虽存在显著的多项式函数关系,但相关度较低。研究结果可为紫色土区水土流失评价、土壤侵蚀预报提供科学依据。     

宁夏银北灌区排水暗管土工布外包料透水与防淤堵性能

有效地阻止排水暗管被淤堵又能保持其稳定的透水性,是暗管排水应用中亟需解决的问题。为了深入理解排水暗管土工布外包料透水与防淤堵性能,该研究选取了常用的7种土工布,其中3种纺黏聚丙烯(Polypropylene,PP)无纺布,4种热熔纺黏丝无纺布,并对其中一种布进行亲水剂浸泡处理。以宁夏银北灌区土壤为例,基于室内土柱试验,依据达西定律,分析不同土工布防护措施下系统的流量衰减过程、土工布的保土能力以及防淤堵性能,并对比分析了亲水处理后土工布的反滤效果。结果表明,在排水初期,土体和土工布的渗透性下降,导致系统的排水流量持续变小,土体渗透性的变化会成为影响流量变化的主导因素,对流量衰减有75%以上的贡献度。土工布在亲水处理后,整体排流量提高了15%左右,其保土能力和防淤堵效果处理前后变化不大。针对该土质,热熔纺黏丝无纺布的反滤效果要明显好于纺黏PP无纺布。试验筛选出了适合该地区土壤特性的土工布,为相似土质地区暗管外包料的选择和处理方式提供了理论依据与技术支撑。     

利用高分立体影像构建东北黑土山地丘陵区切沟体积估算模型

分析侵蚀沟形态特征并构建体积估算模型,对大空间尺度探究切沟侵蚀具有重要意义。该研究选取位于东北黑土山地丘陵区穆棱市的典型样区,基于WorldView-2高分立体像对影像(0.5m分辨率),利用ENVI5.3提取同分辨率DEM,选择45条切沟,在ArcGIS10.3中提取并计算切沟顶宽(TW)、底宽(BW)、沟深(D)、断面面积(CSA)、沟长(L)、面积(A)及体积(V)等参数,分析形态特征及相互关系,构建切沟体积估算模型。结果表明:1)切沟TW、BW、D、CSA、L、A及V均值分别为5.63 m、2.82 m、1.05 m、4.94 m~2、81.90 m、470.54 m~2、428.53 m~3。断面BW/TW均值为0.48,切沟以V～U型为主。TW/D全部大于1,均值为5.95,表明沟道横向侵蚀较下切侵蚀速率更快;2)切沟体积与沟长(V-L)、面积(V-A)间均有极显著幂函数关系,相比V-L关系模型,V-A关系模型具有更小的平均相对误差和更大的纳什系数,可更准确有效预测切沟体积,建议将其作为东北山地丘陵区切沟体积估算模型;3)与黄土高原及干热河谷地区相比,东北黑土区切沟体积与面积幂函数关系的指数更小,而区内山地丘陵区较漫川漫岗区更大,反映出山地丘陵区更加强烈的切沟发育状况;切沟形态特征影响V-A模型构建的精度,建议将狭长度(L/TW)作为切沟分类指标构建切沟体估算模型。研究结果可为东北黑土山地丘陵区大空间尺度切沟侵蚀的定量模拟提供方法和依据。     

四大家鱼产卵水文水动力特性研究综述

四大家鱼是中国重要的经济鱼类,长江是四大家鱼的天然种质库,长江四大家鱼的自然繁殖数量对四大家鱼的资源保护意义重大.四大家鱼产卵与河流水文水动力关系密切.较为全面的阐述了四大家鱼产卵与水温、涨水过程的关系,并对四大家鱼产卵场的分布和水动力特性进行了简要描述.本工作将为针对四大家鱼产卵的水库生态凋度和四大家鱼产卵场修复提供一定技术支持.     

复合植被根系作用对生态岸坡稳定性的影响

生态护岸中植被根系的固土护岸效果缺乏可测性和可控性,为了确定植物根系存在对岸坡稳定性提升的量化作用,以北京市永定河莲石湖段生态岸坡为试验区,测定生态岸坡上种植典型"草-灌-乔"植被根系的形态分布及特征参数,在根系参数测定结果的基础上分析生态岸坡稳定性。通过建立根系加筋作用的力学模型,并采用基于加筋理论的极限平衡法,对岸坡浅层稳定性进行分析计算,岸坡整体稳定性采用基于强度折减原理的ABAQUS有限元模型计算法。结果表明,草本和灌木根系的加筋作用有助于提升岸坡浅层土体的粘聚力、抗剪强度和稳定性;草本和灌木根系的加筋作用对岸坡整体稳定性的影响远小于乔木根系的锚固作用,乔木种植于坡脚处对岸坡稳定性的提高最有利,岸坡安全系数可提升5.16%;乔木根系长度是岸坡整体稳定性重要的影响因素,乔木根系长度由1 m增加至3 m,生态岸坡整体稳定安全系数较素土岸坡分别增加了1.25%和14.2%,且增强速率逐渐变大;在水位变动时,生态岸坡与素土岸坡相比,其稳定安全系数最高可提升7.87%。根据岸坡浅层稳定性及整体稳定性计算结果,可以明确植被根系浅根加筋作用及深根锚固作用对岸坡土体的稳固效果,从而确定各类植被的配置方式,为生态护岸工程设计与应用提供参考。     

中心支轴式喷灌机喷头配置方法及其数学模型

以中心支轴式喷灌机结构尺寸为约束条件,以单位时间灌水深度和机组运行角速度为初始参数,对喷头配置方法进行了系统研究,建立了喷头配置数学模型,并开发出喷头配置软件。利用该方法和数学模型可确定中心支轴式喷灌机的最佳喷头配置方案,同时得出与该方案相匹配的机组入机流量和入机压力。该喷头配置模型和软件通用性强,可方便地用于各种长度的中心支轴式喷灌机,对于提高中心支轴式喷灌机的灌水均匀度,发挥机组及配套水泵的最佳性能具有重要意义。     

基于能量平衡的喷灌作物冠层净截留损失估算

为了定量评价喷灌作物冠层截留损失,以地面灌为对照,利用热平衡茎流计对喷灌冬小麦和夏玉米冠层截留水量蒸发产生的蒸腾抑制效应进行了连续两年的田间观测,结果表明：各次灌水,喷灌冠层截留水量的蒸发明显影响田间小气候进而抑制作物蒸腾。喷灌冬小麦和夏玉米蒸腾抑制量变化范围分别为1.65～4.09 mm和0.50～2.75 mm。在此基础上,基于能量平衡原理,结合波文比能量平衡系统,计算出的冬小麦冠层净截留损失不足0.1 mm;夏玉米净截留损失变化范围在1～2 mm之间,占灌水量的4.3%～6.5%。     

微灌系统压差式施肥罐施肥性能试验研究

压差式施肥罐是中国应用最多的微灌施肥装置,但尚未形成明确的运行操作规程。该文对不同施肥量和压差条件下施肥罐出口肥料溶液浓度的动态变化进行了测试和分析。试验中施肥量选用13、26 kg两个水平,通过施肥罐的压差选用0.05、0.10、0.15、0.20、0.25、0.30 MPa 6个水平,而所有试验中施肥罐出口压力固定为0.10 MPa。研究结果表明：通过施肥罐的流量随压差的增大呈幂函数关系增加,施肥罐出口肥液浓度随时间持续减小,施肥开始阶段尤为明显;由于压差是影响肥液浓度变化的最主要因子,为了在微灌系统内获得均匀的肥料分布,保证施肥开始后和施肥过程中压差稳定至关重要。该文还建立了可用于估算肥液浓度动态变化和肥液浓度衰减为零时的回归模型。     

近59a锡林郭勒草原旱灾驱动气候因子分析

锡林郭勒草原是我国北方典型的干旱半干旱牧区,利用1959—2017年研究区不同地理位置逐日气温和降水数据,通过计算潜在蒸散量和水分盈亏量,结合趋势分析和R/S极差分析等方法,研究干旱半干旱牧区气候因子的时空分布特征及变化趋势,为北方牧区干旱的监测和预测提供科学支撑.研究表明:过去59 a,锡林郭勒草原气温呈显著增加趋势...     

应用DRAINMOD农田排水模型对地下水位和排水量的模拟

农田排水工程在防御涝渍灾害、促进农作物正常生长和改善田间耕作管理等方面起着积极的作用,合理的排水系统设计是保证排水系统正常运行、作物正常生长的关键。以水平衡理论为基础建立的DRAINMOD模型,可用于研究排水系统对作物生长和各水文要素的影响,适用于浅地下水位和较湿润地区。该文对模型的基本原理和参数输入要求进行了详细描述,采用加拿大安大略省南部Eugene F. Whelan试验站自由排水和控制排水-地下灌溉两种水位管理条件下,1992～1994年6～8月地下水埋深观测值、3年地表径流和地下排水水量观测值对模型进行了模拟验证。图形显示和统计参数指标分析表明,模拟值与观测值拟合较好,表明模型具有良好的水文模拟性能,可用于预测地下水埋深、地表和地下排水量,是农田排水工程设计和水管理的有效工具。