对高填方路基沉陷现象的分析

造成高填方路基沉陷的原因之一是压实度不够。实践证明,路基的压实程度对路基的强度和稳定性影响极大,压实度不够的路基,在自然因素和行车荷载作用下,必然要产生较大的变形或破坏,这是由于未经压实的路基抵抗荷载及暴雨或水流冲刷的能力很低。与此相反,压实紧密的路基,强度提高,透水性降低,变形显著地减小,稳定性得到明显改善,可以避免大规模的破坏。压实度与土质、含水量、压实功能及压实工具和压实方法有关。施工时,应控制好最佳含水量,并根据不同的土质、不同的压实标准,选择不同的压实机具,确定最佳压实厚度、压实遍数,掌握好碾压速度,以获得压实的最大密实度,从而达到高填土路基沉陷的预防。     

典型水蚀区坡耕地黑土质量的空间分异特征及影响因素

[目的] 为明确侵蚀—沉积在黑土坡耕地土壤质量空间分异格局中的塑造作用。[方法] 以东北典型水蚀区坡耕地为研究对象,利用110个样点的土壤属性,采用基于最小数据集的土壤质量指数(SQI)指标,评价坡面尺度土壤质量的空间分异特征,并利用广义线性模型(GLM)明确坡度、坡位、土层深度等因子对土壤质量的贡献。[结果] (1)坡耕地土壤养分含量和空间特征在耕作层和亚表层间呈相反规律。对于大部分养分指标,耕作层的含量显著高于亚表层,但是,其空间异质性及土壤养分含量间的相关性低于亚表层(p＜0.05);(2)侵蚀沉积作用影响坡耕地土壤质量的空间分布特征。SQI在强烈侵蚀的坡中显著低于轻度侵蚀的坡上和沉积区的坡下(p＜0.05),与坡上相比,坡中SQI在耕作层和亚表层分别降低26.2%和31.6%,沉积作用并不一定提高强烈侵蚀坡耕地沉积区的土壤质量,坡下和坡上耕作层的土壤质量无显著差异(p＞0.05);(3)土层深度、坡位和坡度是坡耕地SQI变异的主要影响因素。GLM结果显示,对于同一个土壤层次,坡度、坡位及其交互作用对SQI变异的解释度达95%,其中,坡位和坡度的解释度分别为68%和22%;考虑土壤深度因素,在0—40 cm土层,土层深度、坡位和坡度对SQI变异的解释度分别为39%,31%和10%。[结论] 采用SQI和GLM相结合的方法,明确侵蚀—沉积过程在坡耕地黑土质量空间分异中的塑造作用,研究成果可为典型水蚀区侵蚀退化黑土地质量评价和管理提供技术支撑。     

哈尔滨沙尘天气的源地分析

本文对哈尔滨2002年3月20日的沙尘暴沉积物进行了粒度分析研究。结果表明:沉积物4—8Ф的粉砂占71.18%,>4Ф的砂粒组分占21.7%,<8Ф的粘土组分仅占7.13%;粒度分布呈现三峰态特征,4.85—5.10Ф粒级组成第一主峰,1—1.25Ф粒级为第二主峰,10.25—10.5Ф粒级形成第三主峰;平均粒径Mz为5.14Ф。哈尔滨沙尘暴沉积物是迄今为止有见报道中最粗的,是不同来源沙尘远距离和近距离搬运的混合体。本文认为哈尔滨市沙尘暴的远距离沙源为内蒙古镜内沙地、科尔沁沙地、近距离沙源为松嫩平原和哈尔滨周边地区。     

风浪扰动引起湖泊底泥磷释放的模拟实验研究

为研究湖泊沉积物在不同风浪扰动情况下对水体中各形态磷的变化的影响,进行了室内模拟风浪扰动实验。结果表明,水体中总磷(TP)的含量随着扰动频率的增加而升高。在水体其他各形态磷中,溶解性总磷(DTP)、溶解性有机磷(DOP)的含量在模拟风速大于10~12 m/s时保持稳定,并呈下降趋势。溶解性活性磷(SRP)的含量在模拟风速大于8~10 m/s时保持稳定,并随着扰动频率的增加略下降。颗粒磷(PP)的含量随着扰动频率的增加而增加。PP为上覆水中主要形态的磷,占上覆水磷总量的54.55%~67.09%,SRP仅占上覆水磷总量的1.94%~3.19%,PP占TP的百分比随着模拟风速的升高逐渐升高,而DTP,SRP和DOP占TP的百分比随着模拟风速的升高逐渐降低。水体中颗粒物分形维数随着扰动频率的升高呈现先增大后降低的趋势。在模拟风速5~7 m/s时水体中各形态磷的含量出现激增。实验结果表明随着风浪扰动的加强能引起浅水湖泊中颗粒态和溶解态磷的浓度的迅速提高,但是由于水中颗粒物的絮凝作用的加强,悬浮颗粒物对磷的吸附能力也相应提高,因此高频风浪扰动后水体溶解性磷浓度的增幅并不明显,而仅是对浮游生物生长贡献不大的PP增幅明显。     

水蚀风蚀交错区流域景观格局变化及水沙响应关系

为揭示土壤侵蚀最为剧烈的水蚀风蚀交错区下垫面景观格局变化对流域降雨产流、侵蚀产沙的影响程度,以水蚀风蚀交错区典型流域西柳沟为研究对象,根据Landsat TM影像数据和流域长系列水沙实测数据资料,借助GIS和Fragstats平台,分析流域景观格局和水沙变化特征,探讨景观指数与径流输沙的关系.结果表明:1)流域优势景观类型为草地,从斑块数量和面积变化率来分析,1985-2010年间耕地、林地和建设用地稳定性最高,其次为未利用土地.未利用土地、草地和耕地的转化最为剧烈,受人类活动影响最大.2)流域年径流量和年输沙量的年际差异显著;同年输沙量相比,径流量的减小趋势变化更为明显;径流泥沙相关关系显著,相关系数为0.67.3)景观指数与径流量、泥沙量呈显著线性相关,其中径流量与最大斑块指数、斑块结合度、聚集度指标和蔓延度指数均呈负相关,而与景观形态指数、景观分割度呈正相关;而泥沙仅与蔓延度指数、聚集度指标和斑块结合度成负相关,与其他景观指数呈正相关.研究结果表明,随着景观最大斑块指数、斑块结合度以及聚集度指数的提高,流域降雨入渗量明显增加,土壤侵蚀量明显减少;因此,提高流域景观最大斑块指数、斑块结合度以及聚集度指数可以增强水蚀风蚀交错区内流域的蓄水保土功能及生态优化作用,研究结果可为流域生态环境建设和水土资源综合利用提供理论支撑.     

长寿湖水库沉积物有机碳的垂直变化特征

为揭示长寿湖水库沉积物有机碳的垂直变化特征,采用重力采样器采集水库沉积泥沙,测定了沉积物样品的容重、颗粒组成、总有机碳(TOC)等。结果表明:自1956年水库建成后,长寿湖水库采样点沉积物的厚度为92cm,年均沉积深度为1.59cm。沉积物颗粒粒径随深度减小呈现出先变细,再变粗,表层变细的变化趋势。沉积物中TOC平均含量为14.14g/kg,从建库开始,采样点沉积物中TOC的含量变化趋势是先减小;随着人类活动的加剧导致土地利用发生较大变化,如退耕还林、城市化进程加快等,特别是水面上肥水网箱养鱼等活动,使沉积物中TOC含量逐渐增加;在2004年长寿湖水库全面禁止肥水养鱼后,TOC含量逐渐减小。研究长寿湖水库沉积物有机碳的垂直变化,对认识水库沉积物物理性质、沉积历史及沉积物与人类活动的关系有重要的意义。     

微灌用沉沙池泥沙沉降计算方法试验研究

对沉沙池设计中最常用的准静水沉降法和一维流超饱和输沙法进行了比较研究,得到了该两种方法用于微灌沉沙池设计中的参数变化范围,并对其中的紊动修正系数K和恢复饱和系数a进行了专门试验研究,得出了K和a的计算公式和适用条件.试验结果表明:准静水沉降法的计算误差较大,但在一定范围内,可以满足精度要求,用来估算沉沙池池长;一维流超饱和输沙法计算简单并且具有较好的计算精度,可以用于微灌用沉沙池的工程设计计算.     

无机碳源对生物絮团降氮及沉降性能的影响

利用异位生物絮团反应器,分别在有机碳源存在(第Ⅰ阶段,持续21 d)和有机碳源缺失(第Ⅱ阶段,持续21 d)阶段,比较研究了无机碳源(NaHCO_3)浓度为0.0 (对照组),0.5,1.0和1.5 g/L的模拟养殖废水对反应器生物絮团降氮及沉降性能的影响。结果显示,第Ⅰ阶段对照组出水氨氮浓度显著高于其他处理组,但总体上呈先下降后稳定的趋势,各组亚硝态氮和硝态氮均有少量积累;生物絮团生物量及沉降速度对照组显著低于处理组,处理组之间差异不显著。第Ⅱ阶段各组出水的氨氮、亚硝态氮浓度无显著差异,对照组硝态氮浓度高于各处理组,氨氮浓度迅速下降;此阶段生物絮团的生物量、沉降速度有所下降,NaHCO_3浓度为1.0 g/L处理组表现出较好的沉降效果;粒径分布也趋向均匀。整个实验阶段,不同浓度无机碳源处理条件下,氨氮的去除效率均达到97.8%以上,亚硝态氮无显著积累,处理组生物絮团沉降速度和生物量显著高于对照组。研究表明,添加无机碳源可提高生物絮团降氮性能,增强其沉降速度;移除有机碳源后,生物絮团反应器可维持氨氮去除能力,但引起硝态氮积累,生物絮团生物量减少;有机碳源缺失时,无机碳源(≥0.5 g/L)有助于生物絮团反应器保持其氨氮去除能力。     

Subsystems,flowpaths, and the spatial variability of nitrogen in a fluvial ecosystem

Nutrient dynamics in rivers affect biogeochemical fluxes from land to oceans and the atmosphere. Fluvial ecosystems are thus important environments for understanding spatial variability in nutrient concentrations. At the San Pedro River in semi-arid Arizona, USA, we investigated how variability in dissolved inorganic nitrogen (DIN) was regulated by subsystem type and hydrological flowpaths. The three subsystems we compared were the riparian zone, parafluvial (gravel bar) zone, and surface stream. DIN concentration was greater in the riparian zone than in the surface stream, suggesting that the riparian zone retains DIN and is a source of N for the surface stream. Parafluvial zones were too variable to generalize how they regulate DIN. Our hypothesis that subsystem type regulates DIN oxidation was too simple. The riparian and parafluvial zones host a mosaic of oxidizing and reducing conditions, as they exhibited highly variable ammonium to nitrate (NH₄⁺:NO₃⁻) ratios. Surface stream DIN was dominated by NO₃⁻. Along a subsurface flowpath in the riparian zone, we did not observe spatial covariation among the N forms and transformations involved in mineralization. We also compared spatial variability in solute concentrations between flowpaths and non-flowpath reference areas. Our mixed results suggest that spatial variability is regulated in part by flowpaths, but also by solute-specific processing length along a flowpath. To understand the distribution of N in fluvial ecosystems, subsystem type and flowpaths are readily discernable guides, but they should be coupled with other mechanistic factors such as biota and soil type.     

商丘地区河道淤积综合防治措施及其效果

商丘地区地处豫东黄河冲积平原,地势平坦,土质松散,排水河道极易淤积,治理后,十年左右就严重淤积.排水能力大大降低,影响了防洪除涝效益的正常发挥。为此,采取了生物防治和工程防治相结合的综合防治措施,加强工程管理,有效地控制了河道泥沙来源,减少了河道淤积,取得显著的工程效益、经济效益和社会效益,达到了以河养河、减少国家管理投资的目的。