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2017年海峡两岸水土保持学术研讨会

2017年海峡两岸水土保持学术研讨会

  • 召开年:2017
  • 召开地:成都
  • 出版时间: 2017-11

主办单位:;中国水土保持学会;;

会议文集:2017年海峡两岸水土保持学术研讨会论文集

会议论文
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  • 摘要:为了探讨中国北方土石山区线型生产建设项目水土保持措施体系配置,以代表该地区典型区域的鲁中地区山东天然气管网淄博支线工程为实例,在介绍了项目及项目区概况基础上,分析了该输气管道工程造成水土流失的特点及成因.依据地貌类型和项目组成划分防治分区,并针对不同的防治分区,提出了切实可行的水土保持措施,为输气管道类线型项目水土流失的防治提供科学的参考依据.
  • 摘要:草原矿区尤其是排土场坡面植被恢复是草原露天矿区生态环境恢复和重建的一个重要内容.灌溉是保证坡面植被生长发育所需水分的主要技术手段,而通过研究适宜当地生长的边坡植被的需水规律与需水量,可为选择适宜的灌溉方式、制定合理的灌溉制度以及灌溉管理决策提供科学依据.本文选择3种较为适宜试验区生长的牧草作为边坡植被恢复的优选草种,采用土壤水量平衡法测算3种植被的需水规律与需水量,得出3种牧草不同生育阶段的日耗水强度及全生育期耗水强度,其中披碱草最小为1.6mm/d,最大为4.7mm/d,全生育期耗水强度371.00mm.而且禾本科牧草生长前期及高峰需水强度较豆科牧草略大,全生育期耗水量也较豆科牧草略高.
  • 摘要:根据锡林河流域自然和社会经济状况以及区域可持续发展的要求,以锡林河水库小流域为典型样区,采取梯层结构配置模式,林草措施与工程措施有机结合,制定出研究区小流域不同立地条件下的水土流失综合治理方案,并通过野外试验观测,从改善土壤理化性质、提高保水保土效果等方面,开展丘陵草原区小流域水土流失防治措施不同配置方案的水土保持效果试验研究.研究结果表明:5-15°的坡面,柠条+苜蓿的灌草结合措施配置可使侵蚀模数降低60%以上,林草覆盖度提高到70%以上;15-25°的坡面,由截水沟+柠条带组成的林草与工程相结合的措施配置可使土壤侵蚀模数降低约60%,林草覆盖度大大提高;沟道治理中,谷坊+灌木林结合的防护效果最为明显.该成果可为小流域综合治理提供技术依据.
  • 摘要:选取退化草原常见水土保持植物种柠条为研究对象,对植物不同株行距的林带防风作用进行对比研究.得出以下结论:在两个季相期,植物在四种株距布设方式下林带的防风效能粗糙度均在林带背风面1H处最大,随着林带背风面距林带的距离增大,林带的防护效能逐渐降低.植物林带显著的增大粗糙度,明显大于旷野对照的粗糙度.随着行距的增大,林带背风面的防风效能减小,然后随着林带背风面距离的增大,行距大的林带背风面的防风效能大于行距小的林带,林带背风面的地表粗糙度影响逐渐减小.说明而林带行距大的配置能够延缓林带背风面一定范围内的防风效能衰减.在枝叶旺盛期,林带背风面的防护范围大于无叶期林.
  • 摘要:矿山泥石流是山区矿产资源开发过程中因弃土废石堆放引发形成的人工泥石流.矿产资源开发在促进山区社会经济发展的同时,修筑道路、修建工业场地、露天剥采及井下开采等过程中,排放的弃土废石堆积在山坡及沟谷中,破坏及压占土地植被,在强降雨水动力激发下形成矿山泥石流.云南省昆明市东川区是中国重要铜矿之一,矿产资源开发历史悠久,随着矿山建设规模不断扩大,基建、掘进、剥离等活动都产生大量弃土废石,其速度之快,是天然积累速度所无法比拟的,大量弃土废石堆积于坡面或沟道中,经暴雨冲蚀而形成人为泥石流.东川矿山泥石流具有人为性、频繁性、发展速度快、成灾严重、防治难度大、可控性难等特点,本文以东川黄水箐沟流域矿山泥石流发生及其发展为例,阐述该流域由于支沟矿山泥石流的形成,使该流域主沟由一条清水沟变成一条泥石流沟,且泥石流灾害日趋严重,通过调查分析矿山泥石流形成原因及形成特点,总结出更合理可行的防治对策.
  • 摘要:采用野外定位实测法,对胜利东二号露天矿区及周边草地的盖度、生物量、土壤含水量、地下水位、大气降尘量等进行了研究.结果表明:(1)以煤矿采坑和排土场为中心,随着远离煤矿距离的增加而植被盖度逐渐增高,受此影响,煤矿周边地上生物量比对照区减产13%~36%.(2)受煤矿抽排疏干水的影响,地下水位全年整体呈下降趋势,6~8月下降较快;地下水位变化从2013年到2015年呈下降趋势,降幅从0.24m到0.48m.(3)以煤矿为中心,从周边草地大气降尘总量来看,东南>西南>东北>西北.降尘影响范围比较严重的区域大致在煤矿排土场向外延伸4~6km范围内.
  • 摘要:针对沿海新垦区盐土盐份高、土壤结构差、有机质含量少、没有形成植被等特点,本文对沿海新围垦区沟渠边坡高含盐土壤侵蚀开展试验分析,研究土壤侵蚀变化规律,利用实测数据验证模型,分析RUSLE模型适用性.通过野外径流小区试验分析及模拟结果说明在自然降雨条件下,沿海新垦区径流小区盐碱土侵蚀主要影响因素是雨量、降雨强度及坡度,且均为正相关显著关系.径流小区坡面水土保持耕作方式即植物覆盖措施可有效缓解边坡土壤侵蚀,坡度越大效果越明显.在小于26°的坡度范围内RUSLE模型模拟效果较好,坡度较大时如35°和45°时RUSLE模型不适用,需考虑重力侵蚀的影响.
  • 摘要:采用人工模拟降雨试验,研究了江苏溧水丘陵山区黄泥土的侵蚀规律,在此基础上测定了其侵蚀模数.试验结果表明:等降雨量下,坡度小于20°时入渗量随坡度增大而减小,坡度大于20°时略有上升.不同降雨量产生的侵蚀量随坡度的变化趋势,小于20°时随坡度增加而增加,大于20°后随坡度的增加呈减小的趋势.丘陵山区黄泥土在40mm/h和60mm/h雨强下的临界坡度在20°~26.5°之间,80mm/h雨强下的临界坡度大于26.5°.等降雨量下泥沙侵蚀量随降雨强度增加而增大,并且土壤侵蚀增加速率随降雨强度的增加而增大.
  • 摘要:以金沙江干热河谷区6种典型植物(乔木:新银合欢、苦楝;灌木:坡柳、马桑;草本:扭黄茅、拟金茅)为研究对象,通过水槽模拟试验,研究了不同生长期6种植物的泥沙拦截能力及其与植物地表形态特征的关系.结果表明:(1)在水槽模拟试验下,6种植物初生苗和1年生苗均表现出不同的泥沙拦截能力.在初生苗期,马桑的泥沙拦截能力最强,扭黄茅和拟金茅最弱;在1年生期,马桑仍为泥沙拦截能力最强的植物,两种草本植物次之,两种乔木和坡柳最弱.相同植物在不同生长期的泥沙拦截量均发生不同程度的变化.(2)6种植物在初生和1年生时均表现出不同的地表形态特征.(3)植物贴地叶面积、基部最大冠长、基部最大冠宽、整体地上部分生物量和基部茎干物质密度与泥沙拦截量呈极显著正相关,茎-地面夹角与泥沙拦截量呈极显著负相关,以上参数为影响植物泥沙拦截能力的主要地表形态特征因子.此外,植物基部茎表皮裂隙数、基部茎干物质含量、贴地叶片干物质含量和基部单位体积生物量与泥沙拦截量也具有显著的相关性,在一定程度上可反映植物的泥沙拦截能力.
  • 摘要:采用野外人工放水试验方法,对黄河班多水电站工程区荒草地坡面径流流态进行了试验研究,结果表明:(1)荒草地坡面水流流态判别指标佛汝德数随供水过程的变化,在不同供水流量及不同坡度下都随供水历时的增长而先减小后稳定变化,变化过程皆可用幂函数方程描述;(2)坡面水流平均佛汝徳数随供水流量的增大而先减小后增大,可用三次函数方程来描述,随坡度的增大而增大,可用指数方程来描述;坡面水流平均佛汝徳数随坡度、供水流量的变化可用二元线性方程来描述;(3)在不同供水流量及坡度下,次产流过程的坡面水流平均佛汝德数变化在1.3162-7.4964之间,表明试验条件下工程区荒草地坡面水流流态处于急流状态.坡面水流水力学特征是造成地面土壤流失的直接动力因素,土壤流失的强烈程度与水流水力学特征密切相关。
  • 摘要:本研究利用无人机,在光照条件存在显著差异的三个时相对一个沟头小区进行摄影测量并生数字高程模型(DEM),分析小区沟头、浅沟和平面三个区域在不同光照条件影响下的DEM差异.结果显示,光照条件对沟头小区的影响总体较小,高程的均值差异在0.003-0.006m之间,坡度的均值差异在0.5°以内.从局部区域来看,沟头区域在不同时相光照条件差异最显著,生成的DEM差异相对较大,但高程均值的误差在0.01m左右,这一结果表明了光照条件对基于影像的DEM影响不明显.从DEM单元格误差分布来看,沟头区域误差同样相对偏高,但误差主要集中在±0-0.01m和±0.01-0.02m范围里,占单元格总数的比例在80.8-88.9%.浅沟和平面区域DEM差异在±0-0.01m和±0.01-0.02m的范围内的数量分布分别超过了99%和97%,而大于0.05m的单元格占均低于0.3%.研究结果表明,在沟头小区这一空间尺度上,光照条件对DEM的精度影响非常小,可以满足沟头侵蚀及地形变化的相关研究.
  • 摘要:坡面等高植物篱技术以生态治理为理念,可以固土保水、拦截径流、阻挡泥沙,从而实现防治小流域水土流失的效果.在盱眙县陡山小流域开展的试验表明:等高植物篱区比坡耕地年径流量减少40%,减沙效率为71%.能够改善土壤墒情,提高土壤肥力.该技术实施后不需机械及人工的情况下,通过自然力量逐步形成梯田,具有较好的生态效益和应用前景.
  • 摘要:为了探索植物根系固土效应的非直接估测,本文以泥沙收集法为参照,引入电容法,分析了黄绵土中不同根系密度处理下根系固土总效应、物理固结效应及生物化学效应等参数.结果表明,线性方程可以较好地拟合土壤电阻抗数值与累积泥沙流失量之间的关系,且产流的前3min电阻抗均值能够较好地反映根系固土效应;根系物理固结效应是强化抗冲性土体构型的关键,平均为66.5%.随着根系密度的增加,电容法得到的根系物理固结效应数值,与泥沙收集法相比,呈显著增加趋势,但数值平均低13.5%.因此,电容法在一定程度上能够非直接性估测根系固土效应.期望为植物根系固土效应估测提供新的技术手段.
  • 摘要:为研究降雨作用下草本护坡植物对河岸边坡稳定性的影响,试验测定了黄河古河道草本植物发育土体的土水特性指标,试验结果表明:狗牙根-土、高羊茅根-土、香根草根-土相比裸地粘聚力分别增长52%、140%、222%;根-土复合体在土水特征曲线中进气值提高,持水性增强;在相同饱和度下,根-土复合体渗透系数比裸地高1~2个数量级.有限元数值模拟结果说明,在降雨作用下,草本植物护坡效应主要表现增强边坡浅层稳定及约束边坡变形,对边坡最大位移的减幅从高到低依次为香根草>高羊茅>狗牙根;草本植物约束边坡变形的能力在降雨条件下被削弱,并随坡度的增加而降低.研究成果可作为黄河古河道生态护坡工程优选草本植物,防治岸坡浅层失稳的依据之一.
  • 摘要:文章以位于晋北风沙区右玉县贾家窑6种人工林地(11a油松林、21a油松林、23a华北落叶松林、17a油松+柠条混交林、柠条林和沙棘林)为研究对象,通过测定土壤含水量及粒度、计算粒度参数等分析比较了不同林地类型的土壤水分、粒度的变化及分布.结果表明:(1)在0~100cm深度,6种林地平均土壤含水量由大到小依次为:沙棘林>11a油松林>柠条林>17a油松+柠条混交林>23a华北落叶松林>21a油松林;0~20cm土层土壤含水量相对较低,较深土层土壤水分受植物蒸腾耗水、根系分布深度及密度等因素影响;(2)6种林地的粒度组成以极细砂和粉粒为主.7个粒级中,柠条林和沙棘林粉粒占比最大,其他林地极细砂含量占比最大;(3)不同林地类型在0~100cm深度土壤平均粒径大小依次为:23a华北落叶松林>11a油松>21a油松林>17a油松+柠条混交林>沙棘林>柠条林;(4)沙棘林有着较强的水土保持能力.加强林下草本和枯落物保护有利于减少晋北风沙区水土流失.
  • 摘要:采用模拟降雨试验的方法,研究秸秆覆盖红壤侵蚀效益及其动力因素.模拟降雨强度2.0mm/min,坡度20°,径流小区(长1.5米,宽0.5米,深0.3米)条件下,供试土壤为赤红壤,结果表明:(1)秸秆覆盖减沙效益达到69.3%,减流效益达到99.2%;明显提高土壤的入渗速率,渗透效益达到了32%,秸秆覆盖有较好的水土保持效益.(2)秸秆覆盖能有效减少径流总氮、径流溶解态氮、径流颗粒态氮、径流总磷、径流溶解态磷、径流颗粒态磷的流失,减少径流中氮流失效益均达到74%以上,减少径流中磷流失效益均达到78%以上,径流中元素的流失均以溶解态氮磷元素大于颗粒态氮磷元素,秸秆覆盖减少径流中磷养分流失的效益大于氮养分的流失效益.(3)建立径流剪切力和单位面积单位时间产沙率、径流总氮、径流溶解态氮、径流颗粒态氮和径流总磷、径流溶解态磷、径流颗粒态磷流失速率的模型,初步推断径流剪切力是土壤侵蚀的主要动力因素.(4)秸秆覆盖和未覆盖的临界启动径流剪切力分别为2.770Nm-2和1.475Nm-2.
  • 摘要:植物根系通过提高土壤的粘聚力达到其加固土壤,抑制浅层滑坡的作用.土壤含水率因受降雨等气候因素影响会发生较大变化,并对根系的固定效果产生较大的影响.土壤本身的抗剪强度受土壤含水率变化而变化,根系增强土壤抗剪强度的效果亦会受土壤含水率影响,而后者的研究还比较匮乏.浅层滑坡等地质灾害多发生在降雨后,如果不针对不同的含水量下的植物固土效果进行分析,适时的评估不同情况下的根系固土效果,现有的量化模型也将很难用于现实的植物固坡工程中.本研究选择北方地区常见灌木种荆条Vitex negundo L作为试验对象,在降雨的不同时期取得原状根土复合体和素土样本,测定其抗剪强度,得到重要力学指标:粘聚力c和内摩擦角Φ.试验中辅以重塑的根土复合体和素土样本作为对比.分析原状根土复合体和素土的粘聚力和内摩擦角的随含水量的变化规律,探索植物根系破坏方式和土壤含水率之间的关系.结果表明:1原状根土复合体和素土的粘聚力随着土壤含水率的增高呈线性下降趋势,重塑根土复合体和素土的粘聚力随含水量的增高呈先增加后减小的趋势,最高值出现在土壤含水量在18%时;2原状样品中的根系增强的土壤粘聚力最高为15kPa,而重塑的样品仅为7.5kPa.直剪试验后,原状根土复合体中的根系样品断裂数量也多于重塑的样品.随着土壤含水率的增高,原状根土复合体的附加粘聚力降低至约5kPa,而重塑的样本降低至2kPa;3植物细根(D<2mm)单根拔出强度随着土壤含水率的增高,以土壤含水率约18%为临界值,呈先增加后减小最后趋近于0的趋势.根土复合体的抗剪强度随含水量的增加而降低,土壤的高含水量将使更多的根系在土壤发生破坏时被拔出,而不是断裂,根系增加土壤的抗剪强度随之降低,根系加固土壤效果变差.
  • 摘要:为探究植物篱措施对工程堆积体边坡的减流减沙效益及其对侵蚀泥沙颗粒分形维数的影响,以堆积体未防护边坡为对照,以不同放水流量,对不同坡度堆积体植物篱防护边坡进行了放水冲刷试验.结果表明:与对照相比,植物篱边坡初始产流时间滞后100~500s,其产流率、产沙率整体均较小,产流率在时间尺度上表现为间歇性波动上升;植物篱减流效益在4%~60%之间,减沙效益范围在15%~50%之间,减流减沙效益均随坡度和放水流量的增加呈幂函数形式减小;各处理侵蚀泥沙颗粒中粉粒均占主导地位,黏粒次之,砂粒含量最少.与对照小区相比,植物篱防护边坡侵蚀泥沙砂粒体积分数降低,黏粒和粉粒体积分数升高;黏粒富集率增加,砂粒富集率减小,泥沙颗粒分形维数增大.分形维数与黏粒和砂粒体积分数之间均呈极显著线性相关,侵蚀泥沙颗粒分形维数主要由黏粒体积分数决定.本研究可为坡面植物篱的优化配置提供一定的理论参考,而分形维数对植物篱措施下土壤侵蚀模型的建立也有重要的科学意义.
  • 摘要:为探讨紫色土区草类根系特征及对土壤抗侵蚀性的影响,本试验选取坡地香根草和马唐为研究对象,分0-10cm、10-20cm和20-30cm土层采集根系和土壤样品,分别采用WinRHIZO(Pro.2004c)根系分析系统、ZJ型应变控制式直剪仪和改进的原状土冲刷水槽测定根系指标、根-土复合体抗剪和抗冲性能,研究了不同土层香根草和马唐的根系特征及与土壤抗侵蚀性之间的关系.结果表明,0~30cm土层范围内,香根草根系的总体指标和径级指标(根长密度、根表面积密度、根体积密度和根重密度)均优于马唐;较之马唐,香根草更有利于降低土壤容重,改善土壤微团聚体组成状况和提高土壤有机碳含量;上述2种草类根-土复合体的抗冲剪性能均表现为:0-10cm土层最优,10-20cm土层次之,20-30cm土层最差,且各土层均表现为香根草的优于马唐的;相关分析表明,1.0<d(直径)≤2.0mm是影响复合体粘聚力和抗冲指数的关键径级,其次是径级d≤1.0mm.本研究结果可为紫色土区水土保持植被构建提供理论依据.
  • 摘要:为探讨PAM(聚丙烯酰胺)和草类根系对荒坡紫色土物理性质与抗剪性能的影响,本试验选取荒坡紫色土为研究对象,制备了单施PAM、单植草类和“草类+PAM”等试验处理,采用WinRHIZO(Pro.2004c)根系分析系统和ZJ型应变控制式直剪仪分别测定根系指标和土壤/根-土复合体抗剪强度,结合土壤基本物理性质指标,分析了各处理中PAM、草类根系、土壤物理性质及抗剪性能间的关系.结果表明:1)上述处理均能够显著提高土壤通气持水能力,其中“草类+PAM”对土壤孔隙度和含水率的改善效果最好,其次是单植草类;2)各处理的大粒级范围(1~0.25mm、0.25~0.05mm)微团聚体含量增加,小粒级范围(<0.01mm)的则减少;3)较之CK,单植草类和“草类+PAM”可使土壤内摩擦角Φ平均值分别提高37.12%和36.59%,粘聚力c平均值分别提高69.47%和83.64%,且根表面积密度(RSAD)和0.7<d≤0.9mm(d为根系直径,单位:mm)分别是影响土壤抗剪性能的主要因子和关键径级;4)PAM对草类根系生长有较明显的促进作用,液施PAM能够使狗牙根的平均根长密度(RLD)/根表面积密度(RSAD)/根体积密度(RVD)/根重密度(RWD)增大15.57~53.16%,三叶草的增大23.02~80.00%.
  • 摘要:为了解坡面稳定程度对土壤有机碳分布的影响效应,以干热河谷区典型失稳性坡面不同部位(稳定区、失稳区、堆积区)为研究对象,通过实地调查和室内分析测定失稳性坡面不同部位的土壤容重、pH及有机碳(Soil organic carbon,SOC)含量,分析有机碳和有机碳密度(Soil organic carbon density,SOCD)的分布特征.结果表明:1)土壤有机碳含量随坡面稳定程度下降呈递减趋势,稳定区、失稳区、堆积区平均有机碳含量分别为25.4g·kg-1,11.37g·kg-1,4.99g·kg-1,差异均达显著水平(P<0.05).2)有机碳密度变化趋势与有机碳含量一致,稳定区、失稳区、堆积区平均有机碳密度分别为1.86kg·m-2,0.84kg·m-2,0.38kg·m-2,差异均达显著水平(P<0.05).3)稳定区、失稳区、堆积区土壤容重平均值为1.48g·cm-3、1.50g·cm-3、1.55g·cm-3,pH平均值分别为7.97、8.62、8.97,土壤均呈弱碱性.研究表明,随坡面稳定程度下降,土体蓄水保肥能力变弱,有机碳逐步释放加剧干热河谷区植被退化程度,明确坡面稳定程度与土壤有机碳之间的关系可为生态脆弱区植被恢复提供理论参考.
  • 摘要:为探讨泥石流频发流域物源区坡面的植被特征和物种多样性,以蒋家沟流域沟谷南坡、北坡坡面为研究对象,对不同坡位植被群落的结构特征和数量组成进行样方调查,统计分析了不同坡位群落的物种组成、重要值、物种多样性、地上地下生物量,并将地上地下生物量与多样性指数进行了相关性分析.结果表明:调查样地共发现植物49种,以草本植物为主,各坡位物种组成、重要值之间存在显著差异,主要受到演替初期先锋性草本植物的影响;扭黄茅、拟金茅、荩草、鬼针草、田菁对泥石流频发流域物源区有较强的适应能力,可作为后期生态修复中的主要配置物种.不同坡位的群落特征和物种多样性存在差异,沟谷南坡香浓维纳多样性指数稳定区>失稳区>堆积区,北坡香浓维纳多样性指数堆积区>稳定区>失稳区.生物量表现为稳定区>失稳区>堆积区,总体则为北坡高于南坡.基于以上分析结果,本文认为泥石流频发流域物源区坡面植被恢复应注重对坡面失稳区的防治与保护,对堆积区进行合理的整治,后期可以通过人工引种乡土乔灌植物丰富物种组成,促进植被恢复和植物群落垂直结构的发展.
  • 摘要:以5°、10°、20°的紫色土坡耕地为研究对象,分别均进行5次、10次和15次强度的模拟耕作试验,在此基础上采用60L/min的流量进行三轮放水冲刷试验,采用近景摄影测量技术监测试验前后紫色土坡耕地小区的地形变化,通过生成高精度DEM数据计算土壤流失体积,进而推算不同坡度条件下的紫色土坡耕地耕作侵蚀侵蚀速率和水力侵蚀侵蚀速率.研究结果表明:(1)采用近景摄影测量技术能够准确监测地形变化,通过计算土壤流失体积进而推算土壤侵蚀速率的方法比较可靠,精度较高;(2)通过模拟耕作试验,紫色土坡耕地在坡度为5°、10°、20°条件下平均耕作侵蚀速率分别为69.85、131.45、155.34t/(hm2.tillage pass),耕作侵蚀速率随坡度增加呈增加趋势,随着耕作次数增加则呈逐渐减小的趋势;(3)通过放水冲刷试验,紫色土坡耕地在坡度为5°、10°和20°条件下平均水力侵蚀速率分别为1892.52、2961.76、4405.93t/(hm2·h),水力侵蚀速率与坡度呈正相关关系,与此同时,随着耕作强度的增加,水蚀也呈逐渐增大的趋势,表明耕作侵蚀对水力侵蚀有加速作用.
  • 摘要:本文系统地阐述了黄土高原地区淤地坝的历史起源、工程建设、和使用运行三个部分,并相应的分析和总结了该工程在不同过程演变中取得的进展、存在的不足和与之相对应的修复措施,简要介绍了当今国内外相关淤地坝工程的研究历史.最后总结了淤地坝工程对区域性水土流失的调控作用机理和对水沙调控的意义等有关问题,进而对淤地坝工程与水土保持科学研究在今后的研究方向提出见解,也指出了加强对淤地坝建设及运行过程的快速监测、检测和预报方法等亟待解决问题的研究深入性和长远性.
  • 摘要:为了解干排铁尾矿砂水分变化特征及持水特性,使用张力计法对三种容重下的铁尾矿砂脱湿过程中的水分特征曲线进行测定,并选择尾矿周边三种容重的农田土壤作为对照,运用RETC软件对不同容重下铁尾矿砂和土壤水分特征曲线VG模型进行了拟合,探讨VG模型的适用性.结果表明,模拟值与实测值相关系数均在0.97以上,均方差均小于0.09,残差平方和均小于0.005,说明VG模型可应用于铁尾矿砂和土壤水分特征曲线的模拟,尾矿砂拟合效果优于土壤.尾矿砂持水性能表现为1.6g/cm3>1.55g/cm3>1.65g/cm3,1.65g/cm3尾矿砂主要通过增加土体内0.006-0.01mm中大当量孔径体积使透水性增强,保水性减弱.1.6g/cm3尾矿砂通过增加0.0045-0.005mm小空隙体积增强了对水分的保蓄能力.土壤持水性为:1.4g/cm3>1.35g/cm3>1.3g/cm3,高饱和导水率可加速土壤失水,降低对水分的保蓄能力.尾矿砂和土壤水分特征曲线形态各异,从变化幅度上反映出土壤的储水量大于尾矿砂,释水速度较慢,更有利于植物吸收利用.
  • 摘要:坡地通常由渗透能力较差的岩盘及覆盖在其上方具有良好入渗能力的土壤所组成.在这个环境条件下,降雨所产生的水分入渗通过土壤层后便会因为两个介质(土壤和岩盘)水力传导度的不同,在交界面上形成一个饱和层,这个饱和层的发展决定了漫地流发生的位置与时间,影响了迳流到达河道的时间,同时也会改变土壤内部的孔隙压力而进一步造成崩塌的发生.当降雨入渗至土体的水分在到达饱和层之前需要经过一段未饱和的区域,故水分在此未饱和层的传输行为控制了迳流的、污染传输,以及边坡破坏的发生及过程.本研究以Rivedell study site,US为研究区域,蒐集该区域的雨量资料以及土层与风化岩层内时域反射器(time-domain reflectometry,TDR)的资料(时间为2014年9月到12月),探讨降雨入渗下水分在未饱和层中的传递机制.在降雨入渗的条件下,土壤和风化岩层内水分的传递以垂直入渗的方式为主且传递速度相当快,并且含水量的反应时间平均约比湿锋到达时间快了10倍及17倍,同时也比入渗时间快了20倍和46倍.结果显示降雨入渗所产生的新水进入土壤,迫使原先储存在土体内部的旧水向下传递,此种的传递方式比较接近于动态压力波模型,原先储存在土体内的水分受动态压力波的影响而向下传递,在遭遇介值改变后便会将水分累积于交界面.
  • 摘要:雨滴的粒径与速度是计算降雨动能、模拟降雨试验及土壤冲蚀估算的重要参数依据.因此本研究藉由雷射雨滴谱仪(LPM)观测2014~2015年屏东台风、梅雨、对流雨等不同降雨型态之雨滴粒径及速度,分析雨滴粒径与速度的特性,并计算降雨动能,期间观测之雨滴粒径在8.5mm以内,雨滴速度在11m/s以下;各降雨强度的平均体积中值粒径(Medium volumedrop diameter,D50)介於1.07mm至3.86mm,而体积中值粒径、最大雨滴粒径及最大雨滴速度皆与降雨强度呈乘幂关系,其判定系数R2分别为0.7034、0.8208、0.7098.不同降雨强度产生的单位时间动能(MJ/ha-mm/min)变化可以E=0.0036(I)-0.0021之线性回归式描述,判定系数R2高达0.91,各回归式在相同强度下产生之动能由大至小依序为USLE、对流雨、梅雨、台风.
  • 摘要:近年来台湾所发生之天然灾害,从原本的单一灾害转为复合式天然灾害,如原本单纯之土砂灾害中若同时搬运巨量的漂流木,漂流木移动会撞击桥墩而破坏桥梁结构.因此了解漂流木堆积在河道之型态、特性及不同水文条件,对於防治漂流木灾害是很重要的关键.本研究为了了解漂流木在河道中的运动机制,利用渠槽试验模拟单根漂流木在动床渠道中之影响及启动情形,使用不同漂流木之长度、直径及与水流方向夹角之条件,并探讨漂流木影响地形变化及运动机制.漂流木长度增加会提升水平方向漂流木之稳固性,而漂流木倾斜与垂直时,漂流木长度增加淘刷深度、堆积高度及体积量有正向关系,但对淘刷堆积范围则是负向关系.漂流木与水流方向平行、倾斜及垂直时,直径是影响地形变化的重要因子,本研究之结果可提供未来模拟漂流木在动床上对河道影响之参考依据.
  • 摘要:基于南方4省4个小流域2014~2015年自然降雨观测资料,使用流域地形、降雨、土地利用类型3类因子18个自变量,建立了小流域次降雨径流量(RV)和泥沙量(SY)偏最小二乘回归方程;使用2016年观测数据,基上述回归方程模拟了4个小流域2016年次降雨RV和SY值.结果表明:(1)流域地形是影响RV和SY主导性因子,地形因子中9个自变量对二者影响作用累积贡献率最大,分别为66.5%和49.3%;降雨因子中5个自变量对二者累积贡献率次之,分别为22.3%和42.6%;土地利用类型因子中4个自变量对二者累积贡献率最小.(2)地形因子中“坡度>25°流域面积比例”对RV影响作用最大贡献率为12.8%;降雨因子中“次降雨量”对RV影响作用最大贡献率为10.1%;土地利用类型因子中“园地面积”对RV影响作用最大贡献率为4.9%.(3)降雨因子中“次降雨量”对SY影响作用最大贡献率为18.6%,地形因子中“主沟道比降”对SY影响作用最大贡献率为9.7%,土地利用类型因子中“园地面积”对SY影响作用最大贡献率为3.8%.(4)小流域次降雨RV、SY偏最小二乘回归方程模拟结果良好.RV模拟值与观测值约60%数据点相对误差分布在30%以内,纳什效率系数大于0.85;SY模拟值与观测值约50%数据点相对误差分布在30%以内,纳什效率系数大于0.82.
  • 摘要:鄂尔多斯市是中国重要的能源化工基地,作为内蒙古转型升级发展的代表之一,鄂尔多斯市通过煤炭资源转化、非煤资源开发和承接产业转移等先后建立了18个重点经济开发区(园区).根据鄂尔多斯市水蚀严重、风蚀强烈、水蚀风蚀并重的水土流失特点,针对经济开发区(园区)开发建设过程中水土流失主要成因与危害,因地制宜的提出不同水土流失治理模式,通过水土保持工程措施与植物措施相结合,形成综合防治体系,以期实现区域经济建设与环境保护的协同发展.
  • 摘要:菌草是国家菌草工程技术研究中心,经过多年试验研究引进并培育,可作为食用菌栽培基质的草种.地处黄土高原沟壑区腹地的甘肃庆阳,植被稀少,水土流失危害十分严重,生态环境日益恶化.引进适宜当地气候环境的植物资源是既能改善生态环境又能增加经济收入最好途径.黄河上中游管理局从国家菌草工程技术研究中心菌草种苗繁育基地海南儋洲牧春绿色生态农业开发有限公司引进菌草——巨菌草,从陕西杨陵引进菌草——高丹草、苏丹草,2016在黄土高原沟壑区南小河沟种植,经过试验研究和示范应用,证明菌草在甘肃庆阳生长速度快,分蘖能力强,产草量高,品质优、适口性好,既是高蛋白的饲料,又是菌类基质;其根系发达,覆盖度高,保持水土效果好,适应性广,栽培技术简单.在治理水土流失,改善生态环境、发展草产业、调整农业结构中具有广阔的发展前景.
  • 摘要:以内蒙古四子王旗境内荒漠草地为研究区域,针对其退化草地特点、水土流失特征,结合自然气候、立地条件等因素,立足研究区现有主要植被恢复技术措施,通过围栏封育、草场补播、天然草地施肥复壮、灌溉人工草地和灌溉饲料地多种措施作用下植物生长状况、土壤水分保持作用、抗风蚀能力试验研究,分析草地水土保持措施的适宜性,研究结果表明,围栏封育、草场补播和天然草地施肥复壮在荒漠化草地生态生产力修复方面效果显著,是主要的草地水土保持生态修复措施;适地实施灌溉人工草地和灌溉饲料地面积各1hm2,可置换出退化草地面积分别为20hm2和95hm2;通过灰色关联度进行效益评价,各种植被恢复措施之间的综合效益差异不明显,植被恢复措施实施后,综合效益均达到较高水平.
  • 摘要:为解决黄河上中游地区严重的水土流失带来的严重的生态环境问题,针对黄河上中游地区水土保持现状和特点,提出了黄河上中游水土保持发展思路、目标、战略布局和关键措施,以期为推进黄河上中游水土保持生态建设和经济社会可持续发展提供参考.
  • 摘要:2016年,黄河上中游管理局从国家菌草工程技术研究中心海南儋洲菌草种苗繁育基地引进巨菌草,在黄土高原沟壑区进行种植试验,试验表明巨菌草栽培技术简单,生长速度快,分蘖能力强,产草量高,抗干旱、耐盐碱,粗蛋白含量高、适口性好,是很好的提高土地利用率、促进畜牧业发展的优良植物品种,在区域改善生态环境、调整农业结构、促进社会经济发展中具有广阔的前景.
  • 摘要:喀斯特石漠化地区特殊的地质地貌条件,岩石裸露,土壤由地表和地下双重空间流失,导致可利用土壤资源少,生态环境恶劣,农业综合开发水土保持科技推广示范中,人地矛盾尖锐、水资源匮乏,土壤贫瘠等一系列问题,因此将农业综合开发水土保持工作与旅游资源的发展结合起来,在水土保持基础上挖掘农业的旅游优势,结合地方特色,打造自给自足的休闲农业旅游,转变产业生产方式,寻找可持续发展之路,促进区域的可持续发展.
  • 摘要:为了解决渤海湾滨海盐碱地植被构建成本高、可持续性差的问题,开展了一个大田试验,研究滴灌条件下不同覆盖方式对灌溉水量,土壤盐分控制、柳树生长和成本控制的影响.覆盖方式包括野草(自然生长)覆盖,黑色遮阳网覆盖和芦苇覆盖.此外,为了很好淋洗土壤盐分,采用埋设在20cm深度处的负压计指导灌溉,土壤基质势(SMP)在早期阶段,控制在-5kPa,在第一年年末之前控制在-10kPa,第二年控制在-20kPa.结果显示:(1)芦苇覆盖条件下,灌溉水量最少,其次是遮阳网覆盖,而野草覆盖消耗灌溉水量最多.相对于野草覆盖,芦苇覆盖的灌溉量在2012年占比为88%,2013年占比为73%.(2)在两年的种植期后,所有处理土壤盐分和钠吸附比(SAR)值都显著降低.(3)盐分减少主要与采用的滴灌灌溉制度有关,而覆盖特别是芦苇覆盖能够降低春季积盐的风险.此外,随着盐分淋洗阶段的不同而降低土壤基质势的灌溉策略和芦苇覆盖都能够达到节水的效果.因此,从节水、土壤盐分变化和植被生长情况的角度考虑,滴灌条件下使用芦苇覆盖,能够解决中国北方滨海盐碱地植被构建成本高、可持续性差的问题.
  • 摘要:稀土尾矿水土流失严重,目前稀土尾矿水土流失规律的研究较少,且研究多以野外调查为主.稻草覆盖和降雨强度是影响坡面产流产沙的重要因素.有关降雨强度和稻草覆盖对稀土尾渣产流产沙影响的研究还鲜有报道.本文采用人工模拟降雨试验,对比研究不同降雨强度(60和90mm/h)和不同稻草覆盖度(0%、50%和100%)条件下稀土尾矿地表产流、产沙情况.结果表明:雨强大小为60mm/h时,50%和100%稻草覆盖度处理坡面径流开始时间分别比0%稻草覆盖度坡面延迟46%和91%;而雨强大小为90mm/h时,延迟幅度分别为3和4.8倍.0%、50%和100%稻草覆盖条件下稀土矿渣坡面单位时间产流量分别在产流开始后6min、31min和41min达到稳定值.60mm/h雨强条件下稀土矿渣坡面1h总产流量呈现0%稻草覆盖度>100%稻草覆盖度>50%稻草覆盖度(p<0.05),而90mm/h雨强条件下则为0%稻草覆盖度>50%稻草覆盖度>100%稻草覆盖度(p<0.01).雨强大小为60mm/h时,50%和100%稻草覆盖稀土矿渣坡面土壤侵蚀量分别比0%稻草覆盖坡面降低73.4%和84.5%;而雨强大小为90mm/h时两种措施土壤侵蚀量降低幅度分别为54.8%和72.0%.以上研究结果可以为稀土尾矿水土流失治理提供科学依据.
  • 摘要:在调查江西省水生态文明村多元参与建设主要成效的基础上,分析了江西省水生态文明村建设政府参与特点、村民参与机制,指出了存在的主要问题和不足,为今后江西省水生态文明建设多元参与模式的发展提供有益参考.
  • 摘要:针对黄土丘陵沟壑区沟道土地整治工程对水资源和水环境的影响难以评价的突出问题和现实需要,通过不同雨强和不同沟道土地整治比例的模拟降雨试验,研究了沟道土地整治工程对地表和地下径流过程的影响,分析了地表和地下径流氮素排放对沟道土地整治工程的响应,探讨了沟道土地整治工程对降水分配和氮素排放的作用机制.结果表明:1)沟道土地整治能调节降水分配,拦截地表径流,促进降水向地下径流的转化,降水分配的调节程度随沟道土地整治比例的增加而增加.与无整治工况相比,在不同的降水强度下,30%和60%的沟道整治平均将降水的地表径流、土壤持留和地下径流比例从62∶21∶17分别调整为45∶22∶33和27∶23∶50.沟道土地整治减少地表径流中泥沙、硝态氮和铵态氮的输出,却有增加地下径流中硝态氮输出的风险;60%的沟道土地整治分别降低地表径流泥沙输出69%~82%、铵态氮输出63%~74%、硝态氮输出31%~48%,增加地下径流中硝态氮输出160%~337%,对地下径流铵态氮输出无影响.
  • 摘要:自建国以来,中国采取了很多水土保持技术对水土流失问题进行治理和修复.水土保持技术分类是为了从不同角度清晰地认识适应性技术,以进一步进行技术识别、评价和筛选.本文在已有研究的基础上,分别从技术所处的地位、人为干预的深度、技术实施的流程、技术发展进程、技术作用机制、应用范围等角度对水土保持技术进行分类.对水土保持技术的精细分类,为技术筛选、集成和效果评价提供支撑,有利于技术高效开展和技术体系构建.
  • 摘要:黄土塬塬坡的水土流失一直是一个重要热点问题而得到广泛关注.本文以长武塬边坡的刺槐、侧柏和草地三种植被类型为研究对象,测定了三类样地0~30cm土壤的水稳性团聚体组成、有机碳含量(SOC)及土壤稳定入渗率(SIR)等土壤物理性质,探讨了不同植被类型下土壤效应的差异性.三种植被下0~30cm土层水稳性团聚体的平均重量直径(MWD)、分形维数(D)、有机碳含量(SOC)及土壤稳定入渗率(SIR)的测定结果为:刺槐林地分别为2.63mm、2.60、5.62g/kg和10.40mm/min;侧柏林地分别为3.67mm、2.60、4.87g/kg和5.41mm/min;草地分别为2.44mm、2.58、6.07g/kg和12.45mm/min.分析表明:草地和刺槐林地的土壤结构性状相对优良,有机碳含量高且入渗能力强,有利于长武塬边坡地区的水土保持,侧柏林地虽具有一定的景观改善能力和大团聚体塑造能力,但其土壤有机碳含量和入渗能力相对较低,不利于降水的就地入渗.因此建议坚持以林草结合的方式,适度种植常绿性(侧柏)树种,合理配置该地区退耕还林还草植被类型.
  • 摘要:随着城市化进程加快,城市景观格局与水土流失防治愈来愈得到社会及科技界的关注.针对城市河湖植物群落景观格局水土保持效应研究薄弱的问题,采用层次分析法,从生态、景观、服务三个大方面研究了西安汉城湖水保示范园植物群落景观格局的水保效应,将定性与定量指标相结合,对景观的水保效应做出综合评价并提出建议,为提升景观质量,巩固水保效益,营造良好城市生态环境提供技术支持.
  • 摘要:坡面薄层水流水动力学特性一直是坡面水蚀的研究重点和热点.本文通过定床阻力放水冲刷试验,系统研究了不同下垫面、坡度和流量下坡面水流的平均流速、水深、雷诺数、弗汝德数和阻力系数等水力学特性参数的变化规律,研究结果表明:坡面薄层水流流型为过渡流或紊流,流态属于急流.类比与蔡克士大的明渠水流阻力系数曲线图,坡面薄层水流的阻力系数在层流区范围内符合蔡克士大曲线规律,并且其阻力系数所在范围高于明渠水流的阻力系数所分布的范围.这表明坡面薄层水流在坡面汇流过程中,通过下垫面阻力耗散了大量的能量,使宝贵的表层土壤资源被剥蚀、搬运.
  • 摘要:针对黄土丘陵沟壑区山地果园面临的干旱与水土流失严重,坡地水土保持治理标准低,基础设施差,生产力低下,农业资源短缺、危及区域水土资源安全、严重影响区域可持续发展等问题,通过野外调查及定位监测,探讨了黄土丘陵沟壑区水土资源利用模式,提出以坡地整治,修筑梯田,提高坡地土地利用率为主的黄土丘陵沟壑区山地果园利用模式.该模式的主要技术为雨水集蓄利用、改进耕作灌溉,提高雨水资源利用率、水肥耦合等.
  • 摘要:针对城市建设项目对流域水环境影响研究薄弱的问题,采用嵌套梯田模块的SWAT2009(第488版)模型,研究杨凌地区建设项目及城市发展对小韦河流域水环境的影响,初步构建了基于水文循环的小韦河水沙模型数据库并开始模型的调试.上述工作为分析城市建设与小流域水土流失的相互影响提供了技术基础.
  • 摘要:针对延安平山造城引起的下垫面剧烈变化,导致产汇流条件改变,对延河产流产沙研究不足问题,采用嵌入梯田模块2009-488版SWAT模型,对平山造城对延河流域水沙影响进行研究,初步验证结果表明:该模型对延河流域月平均流量和月平均输沙量可以进行模拟.为下一步加入延安新城部分使用嵌入梯田模块SWAT模型模拟打下基础.
  • 摘要:本研究的目的是探讨天然阔叶林叶面积指数与降雨截留之相关性.研究样区位于台湾垦丁国家公园内的一个热带雨林中.以20公尺的距离间隔,在2.1ha的样区内设置了30个自制的雨量筒.以1到3个月的时间间隔,收集雨水及拍摄雨量筒上方的树冠照片.在2016年1月到2017年4月期间,共收集了8组资料.透过电脑软体分析树冠照片得到叶面积指数.研究结果发现,此森林的截留率远高于台湾其他低海拔阔叶林.虽然叶面积指数与截留率的相关程度不如预测,但结果仍可看出:1)以120°的视角分析照片最能得到与截留率相关的叶面积指数;2)这两者的关系不是传统所认为的线性关系,而是二次式关系.针对单场降雨事件收集资料,可以降低其他因子的干扰,将更能找出叶面积指数与截留率的相关关系.
  • 摘要:锁固型岩质边坡内部锁固段岩体破坏机制复杂,易受降雨、水库蓄水影响.基于锁固段中的岩体,开展不同渗透水压下完整砂岩的剪切-渗流耦合试验,分析渗透水压对砂岩强度特性、变形特征、应力-渗流耦合特征及表面裂纹特征的影响,结果表明:在恒定法向荷载下,渗透水压越大,砂岩抗剪强度越低,峰值剪切变形越小,导水裂隙形成越早,破坏前剪应力降出现次数越少,剪切破坏时间越短;出口流量的产生对应着第1次剪应力降的出现,非稳定破裂阶段内的每1次应力降对应着出口流量的陡增,说明新导水裂隙形成或原导水裂隙扩展;低渗透水压下试件表面主裂纹较为曲折,次级裂纹较多,高渗透水压下反之,两种模式对锁固型岩质边坡失稳破坏都有着重大的影响.本文研究得出的结论可为锁固型岩质边坡受短期大暴雨及水库蓄水影响下的破坏机制及变形特征提供理论支撑.
  • 摘要:泥石流是暴发在山区小流域内的特殊地质灾害,泥石流危险程度评价是泥石流灾害风险预测、评价和防治的前提.本文以白龙江流域为研究区,利用数字高程模型(DEM)数据,进行子流域提取,生成流域单元.并结合遥感影像,提取150条泥石流沟作为评价对象.选取沟床比降、泥石流总量和堵江程度三个指标,构建危险性评价模型,实现危险性评价.在此基础上,应用GIS技术,绘制泥石流危险性评价图.研究结果表明:泥石流沟大部分处于中度危险以上,中度危险、高度危险与极高度危险的沟谷占78%,其中极高度危险的沟谷占25.3%.预测结果与实际灾情吻合,可为白龙江流域防灾减灾提供参考依据.
  • 摘要:2001年7月29日桃芝台风侵袭台湾,最大降雨强度为156公厘/小时,总雨量507公厘,造成花莲县光复乡大兴村全村184户,近150户遭土石流掩埋,下移土方量约150万立方公顷,17人死亡、39人失踪.虽然水土保持局于1994年公布南清水溪为土石流危险溪流,而且水土保持局、林务局和花莲县政府已经进行一系列防灾整治工程,但921大地震造成土石松动,遂造成此次严重灾情.本整体治理规划工程系针对花莲县光复乡大兴村桃芝台风灾后影响范围,透过蒐集集水区各项基本资料,配合现地勘查及测量,提出整合防灾工程、生态工法及环境教育之大兴社区土石防治整体治理规划,以快速重建社区.16年来,历经利奇马、南玛都、凤凰、芭玛和麦德姆等总雨量接近或超过500公厘总雨量之台风豪雨考验,都发挥治理规划效益.
  • 摘要:近年来全球气候变迁,造成更多的天然灾害,而台湾因地质环境属活动较频繁之板块交界带,容易产生地震,因地理位置较特殊,容易受到台风之影响,造成崩塌事件频传.崩塌所产生之大量土砂会造成水库淤积更迅速,也会减少水库的寿命,更对人民的生命财产造成威胁.因此,本研究针对2009年到2012年间多次台风降雨事件对石门水库集水区所产生之崩塌地进行探讨.利用地理资讯系统针对不同时期空载光达制作的数值高程(DEM)进行地表高变化分析,利用地理资讯系统(GIS)的空间分析模组自动判释冲刷与堆积区,并以冲刷区体积作为崩塌地的体积,冲刷区面积为崩塌面积,建立崩塌面积与体积的回归公式,作为崩塌土方量推估的评估公式.研究结果显示,崩塌面积与崩塌体积存在某种自相似性,而崩塌体积在大型崩塌地时,会有明显高估的现象产生.本研究将崩塌面积以1000m2分段,并区分深层崩塌(平均滑动深度超过2m)与浅层崩塌再分别进行分析,可以更准确的回归出崩塌面积与崩塌体积之关系式,在判释出崩塌面积后可利用所建立之崩塌面积与体积之关系式,评估出较准确的集水区因崩塌所造成的土砂生产量.
  • 摘要:台湾土石流灾害由来已久,然而土石流之好发性主要受地形与土石堆积物所影响,且土石堆积物又受到集水区所在地质区位及岩层种类而有不同,进而造成土石流启动之动能条件之差异.本研究首先将乌溪、浊水溪小集水区岩石种类进行分类,并汇整三个地文因子包含:地形因子(相对高度、溪床坡度、边坡坡度比)、流量因子(集水面积、主流长度、形状系数、水系密度)、材料因子(残土率、台风事件前后崩塌地面积及崩塌面积比),以及雨量诱发因子(RTI值)等因子,由桃芝台风事件资料以逻辑式回归建立全因子土石流判别模式,再由敏督利台风事件资料验证模式正确性.本研究之模式可在台风事件前代入所有地文系数值後,再由台风事件及时最大降雨强度,可利用本研究建立之判别模式计算累积雨量,再配合地理资讯系统,由此作为动态监测集水区状况之依据.另外可采用通用土石流判别模式,以判别值于设定值(例如0.5)视为发生门槛值,在不同最大降雨强度情况下,得到累积雨量值,建立小集水区警戒累积雨量,并绘制成小集水区警戒累积雨量分布图.
  • 摘要:台湾山坡地占全国73%以上面积,每逢台风豪雨期间易因强降雨引致坡地发生崩塌.坡地易损性曲面表达坡地因降雨因子引致某种程度崩塌发生之机率,可进一步应用于坡地崩塌的灾害分析.本研究以陈有兰溪流域、荖浓溪流域、旗山溪流域等三集水区为例,利用辛乐克台风(2008年9月)和莫拉克台风(2009年8月)时期的卫星影像建置崩塌致灾数据库,并建立坡地易损性曲面.最后,则以真实台风事件进行易损性曲面模式验证.在坡地易损性分析中以双变量建立坡地易损性曲面,包括二种雨量致灾因子(最大小时降雨和总有效累积雨量),易损性分析中并考虑环境因子将集水区中的坡面单元分为48类.验证结果显示,以辛乐克台风之崩塌事件随机取样训练及验证资料各75%和25%的比例,可得到76%之总体准确率.研究结果显示,坡地易损性曲面能够合理地描述集水区之崩塌特性,未来可有效地应用于台风期间的坡地崩塌评估.
  • 摘要:2015年8月苏迪勒台风造成新北市新店区与乌来区多处崩塌,联络道路中断、通讯失联、上百位居民受困.本研究于灾后蒐集邻近雨量站资料,包括福山站、大桶山站及屈尺站,套用中央地质调查所「强化豪雨引致山崩之即时动态潜势评估与警戒模式发展(4/4)」浅层岩屑崩滑型山崩在台湾北部地区降雨警戒门槛成果.初步结果显示,苏迪勒台风的实测3小时平均降雨强度70(mm/hr)及24小时累积雨量700(mm)可做为新店区与乌来区山崩雨量警戒值之参考.该警戒值已应用于2016年的梅姬台风,可为新北市山崩预警系统之参考.
  • 摘要:本研究针对台湾山区由土石流引致堰塞湖之溃坝事件,提出一简易模型:以扩散方程式为基础的河道土砂运移模式,模拟堰塞湖之形成与溃堤之完整历程,并进行演算往下游的洪水波对下游断面之影响.在考虑溃坝模型之研究中,上游入流历线在前人研究中常将其忽略,但本研究发现在坡陡水急的台湾,上游入流历线是影响下游安危的关键因子,因此在本研究终将针对此点进行修正,最後以莫拉克风灾时荖浓溪与布唐布那斯溪汇流口生成之堰塞湖作为现地案例,进行验证.并藉由针对汇流口之下游村落(勤合、宝来、六龟)进行灾害评估.
  • 摘要:本研究整合高精度数值地形并萃取平广溪集水区诱发崩塌及土石流重要地文参数﹐与历史灾害之微地形判释成果及崩塌目录套叠﹐了解集水区内土砂灾害发生之料源、型态、溢流点、规模及影响范围等关系﹐并以苏迪勒风灾引发该区之土砂灾害进行现勘调查验证.成果显示平广溪河流级序以一级与二级河流为主(约81.2%).平广溪主流线型走向於应力最大集中区域-屈尺断层线上.地质构造与浅层崩塌目录范围坐落位置对於本集水区内微水系发展息息相关﹐其崩塌的机制多为降雨诱发.平广溪各子集水区地貌参数以流域长(L<2.7km)与流域险峻值(MR>0.5)来判定土石流潜势溪流具有可行性.现勘调查显示苏迪勒风灾于本区域诱发之土石流灾害多为浅层岩屑崩滑所致﹐其皆有屈尺、信贤、或忠治等断层经过﹐显示断层位置对於脆弱地质及崩塌区位及提供土石流的土砂料源有重大效应.
  • 摘要:台湾约四分之三的面积都是山坡地,并且地表地质脆弱,加上台湾常常面临豪雨及台风的侵袭,导致时常发生坡地崩塌灾害.近年来由於极端气候的影响,因降雨引致的坡地崩塌变得频繁,已为成一项重大防灾议题.为了解降雨引致崩塌的潜势及风险,本研究利用易损性曲线模式,针对浅层崩塌的影响因子及事件进行研究,利用不同时期的卫星影像判释及崩塌因子分类,建立浅层崩塌易损性经验模式.本研究改良单参数模式作法(Lei et al.,2014)成为双参数崩塌易损性经验模式,进而提高灾害预测准确性.此外分别利用历史降雨资料(hazard)及崩塌易损性(vulnerability)来评估崩塌风险.本研究以台湾南投县信义乡神木村为研究案例,以及辛乐克台风(2008)及莫拉克台风(2009)事件,来推导浅层崩塌易损性经验模式.研究结果显示易损性经验模式可以有效评估浅层崩塌发生潜势,并且在实务上,可以协助崩塌的预警作业.
  • 摘要:台湾本岛土地资源极为有限且自然环境条件特殊,地形分布以高山为主,平地面积少,致使河川短促且湍急,山势陡峭、地质破碎以及地震频繁,使得山区极易产生土石流灾害危急民众生命财产安全;因此,加强土石流各相关课题之研发,以提升土石流防范能力,有其急迫性.其中土石流观测系统因具有即时掌握土石流发生时之流动动态,不仅有助於土石流各项学理之发展,在防灾应变方面,尤能即时获得现场变异资讯,可以大幅提升防灾应变之减灾避灾能力.农委会水土保持局自2002年起,完成19处土石流观测站建置工作,2009年八月初莫拉克台风侵袭台湾期间,神木观测站爱玉子溪观测到土石流发生的事件,其中八月六日至十日之五天累积雨量高达1596.5毫米,豪大雨并引发爱玉子溪上游大规模的崩塌.同一地点2011年0713和1110两次豪雨虽然未达到雨量警戒,却发生土石流事件.本文特针对神木观测站现地观测系统所蒐集之各项观测资讯进行分析,比较莫拉克台风过后的两场事件,透过降雨和地声观测资料,可以判断土石流事件规模,作为後续调整神木观测站的雨量警戒值之参考,以符合紧急应变需求.
  • 摘要:本研究利用GIS配合灾前后两期5m×5m数值高程模型与遥测影像作为崩塌地判释及分析工具.研究中采用绘制灾前后地形剖面,推算崩塌平均深度,再进一步探讨其与平均坡度、平均坡向、崩塌面积等因子之关系,最后与崩塌最大斜面深度进行比较.研究结果显示,崩塌地之平均深度多集中在1m到5m之间,比例达60%,最小者为0.34m,最大者为11.99m.崩塌平均坡度多集中在30°到50°之间,而坡向主要为东及东南两个方向,崩塌面积则多集中在0.1ha到0.5ha之间.总平均深度与平均坡度随着平均坡度上升而增加,直到60°后开始下降.崩塌地平均深度与最大深度关系呈现正相关趋势,日后可藉由关系来推估最大深度.
  • 摘要:通过实时监测宜宾市高县沙河镇白庙村滑坡位移与降雨的关系,详细讨论了降雨诱发滑坡的内在机制,并深入探讨了滑坡与降雨的关系,其中包括:滑坡空间位移与降雨之间的函数关系、滑坡与降雨在时间以及空间上的关系等.结果表明:滑坡发生位移速度及位移总量与降雨量的大小具有相关关系,而且与滑坡产生的位移具有时间的滞后性.
  • 摘要:危岩滑坡泥石流等重力地貌过程的力学描述是地貌过程精细演化研究的关键科学问题.论文以危岩滑动破坏为例,针对巫峡望霞危岩的地质模型,构建了危岩滑动破坏力学模型.将危岩滑动破坏模式分解为三种基本断裂力学模型,即弯矩模型、剪应力模型和压应力模型.采用断裂力学方法求解所建立的断裂力学模型,得到危岩联合断裂应力强度因子计算方法,据此提出了危岩断裂稳定性分析方法.望霞危岩破坏实例证实了本文计算方法的科学性和实用性.研究结果表明,将断裂力学、损伤力学等工程力学引入地貌学研究,解决重力地貌过程本质特征描述这一关键科学问题,可望实现传统地貌学研究的重大突破.
  • 摘要:崩岗是南方最严重的侵蚀类型,通过分析了崩岗侵蚀空间上的分布和成因,研究结果表明:崩岗主要分布在淮河以南亚热带湿润地带,在地区上主要集中分布在花岗岩母质区,垂直空间上分布在海拔100m~500m丘陵地区.崩岗的形成和分布特征主要与以下3点有关:①亚热带湿润地区高温多雨的气候为崩岗发育提供了深厚的风化壳和侵蚀动力;②崩岗侵蚀发育与风化壳物理性质密切相关,风化壳颗粒组成决定着其物理性质,是影响崩岗发育的最根本因素之一,花岗岩地区风化壳颗粒组成的特殊性质导致其抗剪强度低,从而容易失稳崩塌;③丘陵地区土体深厚,同时高强度径流冲刷和重力能量容易引起崩塌形成崩岗.
  • 摘要:来社溪集水区于民国98年莫拉克台风,造成坡面崩塌土砂并使河道土砂淤积约1,056万m3.本文蒐集来社溪集水区之人文、地文、水文、土地利用以及历史灾害及整治情形等,以及集水区内之河道土砂变迁资料,以了解集水区变异情形,并进行集水区调查规划.并藉由整体治理规划工作,拟定保育治理计画,作为尔后整治之参考依据.来社溪集水区利用历年河道数值地形资料进行土砂变迁分析,结果显示于2010年~2011年9月期间呈现堆积状态,每年平均堆积约26.29万m3;2011年9月後迄今五年期间均呈现冲蚀状态,每年平均冲刷约43.27万m3;2016年河道共减少了62.53万m3之土砂量.从卫星影像探讨集水区上游历年坡面之崩塌与裸露地复育,以植生指标分析,结果显示目前集水区崩塌面积约226公顷(崩塌率约5.12%),相较莫拉克台风时造成324公顷(崩塌率7.7%)来得低,显示集水区近8年时间,坡面已有植生逐渐复育趋势.现地调查评估结果显示,集水区内既有治山防灾构造物尚属良好;坡面冲蚀问题因近年坡面裸露面积逐渐减少而降低;集水区内之崩塌地均位于较高海拔林班地,无直接影响保全,建议以自然复育为宜.本集水区现况调查後范围内主要有4个重点治理区,由上游至下游分别为:(一)、重点区04-前期评估坝址01区位、(二)、重点区03-来社溪-内社溪汇流口、(三)、重点区02-来义西部落土石流潜势溪流、(四)、重点区01-义林桥义林部落等.重点区04河段之土砂变迁量大,河床仍不稳定故暂不建议设置横向构造物;重点区03及重点区01河段应办理清疏,而重点区03设置护岸以保护东部落安全;重点区02应加强土石流防灾疏散避难宣导,与评估调整土石流警戒基准值.可调控式坝体设置效益与结构分析方面,因历年河床变异分析结果显示现阶段河床仍属不稳定且变动量大情形,经评估暂不适合施作横向构造物,待河床变动较稳定再依河床情况与需求再次评估;本研究发想规模尺寸之可调控式坝,其经结构计算属不稳定,横梁需考量实际吊挂机具承载重量亦不适合再加大尺寸,因此,本研究评估之坝体型式与尺寸其强度仍不宜采用施作于河道.来义东部落属高致灾区位,且本区曾受河床土砂淤积河床受灾,而近年因清疏与自然排砂使河床淤砂高程降低4~5公尺,显示清疏可明显舒缓保全受土砂灾害压力.义林桥至西部落隘口,应宜办理清疏,并采直线清疏效益最大.而本研究向当地居民说明河道清疏效益,并针对河道后续建议对策说明.根据本研究综合崩塌地三维运动模式及河道输砂分析可知,DS32崩塌地关键块体模拟情境,显示大部分堆积之崩塌量体位于南侧坡趾边坡,最大崩塌量体堆积高度可达45公尺;另DS32崩塌地全区模拟崩塌情境时,大部分堆积之崩塌量体将堆积于南侧来社溪河道内,最大崩塌量体堆积高度可达60公尺;此外,位于编号DS32之BH-3钻孔于此段监测期间最大位移量约5.58mm,日平均位移量约0.21mm,而BH-6所测得到之最大位移量约4.87mm,日平均量约0.10mm.从边坡稳定性判断表可知目前DS32潜在崩塌区已处于准确定变动状态,崩塌地之活动性判断暂属缓慢运动中.而DS32上游潜在崩塌区现阶段暂处于潜在变动状态,待持续观察其活动性.故研究经数值模拟分析显示,降雨确实会造成来义DS32及其上游潜在崩塌地的水位抬升,且以诱发趾部崩滑的潜势为最高.经评估,DS32及其上游潜在崩塌地的临界雨量分别为720及1400mm,惟考量防灾作为时须具备紧急应变时间,故管理基准值建议采用对应安全系数为1.1的累积雨量,分别为440及670mm.
  • 摘要:集水区边坡常因坡脚受野溪侵蚀淘刷而造成崩塌,加以野溪河道属间歇性河川,流量丰枯悬殊,台洪豪雨期间河床剧烈变动,洪峰附近河床之冲刷深度相当可观;溪流冲刷触及边坡坡脚,容易造成边坡不稳定、进而引发快速滑动,因此大规模崩塌潜势区野溪河道冲刷深度观测是山坡地防灾及预警的重要课题.本研究蒐集并分析野溪河道冲刷类型、影响因子、深度评估及观测技术等相关资料,汇整并筛选出Lacey、Blench、Holmes、水规所、Blodgett J.C.及生态工法分析模式及设计要点研究等6种适用于野溪河道冲刷深度推估之经验公式,并用于观测结果推估比较分析.而为了改善现有观测仪器於野溪河道观测上之困难,蒐集现有冲刷观测仪器之文献,分析评估後采用“无线追踪粒子冲刷观测技术”进行野溪河道一般冲刷观测,并透过试验渠槽进行室内试验,针对观测仪器操作特性及讯号传输稳定度进行测试,2016年5月31日及6月1日于南投县仁爱乡眉溪完成两处冲刷观测站建置,蒐集研究样区汛期期间之现场水文水理及现地冲刷资料,成功于2016年6月13日观测到暴雨事件之冲刷过程,显示无线追踪粒子可成功于野溪河道观测冲刷深度,后续透过河道相关水文水理资料进行冲刷深度推估,并与现地实测结果比较,分析结果显示以Blench(1969)之冲刷深度推估经验公式之误差最小.
  • 摘要:随着山坡地开发渐增,山坡地因土地利用不当和台风豪雨影响,常发生坡地灾害,而土壤深度为坡地灾害中浅层崩塌之重要参数,台湾更将土壤深度视为山坡地土地可利用限度查定之因子,显示土壤深度于山坡地灾害与土地管理占有重要地位.本研究以苗栗县後龙溪流域上游集水区为研究区域,利用环境因子结合地理资讯系统推估土壤有效深度,依其深度范围不同分为甚深层、深层、浅层及甚浅层,利用多项式罗吉斯回归方法,选取坡度、坡向、高程、地形曲率及常态化差异植生指标为因子,进行土壤有效深度推估,并以分类误差矩阵与Kappa指数进行模式结果评估,其中建模组之整体准确率为76.6%,Kappa指数为0.65(高吻合度),验证组之整体准确率为70.5%,Kappa指数为0.57(中等吻合度),模式预测结果良好,本研究建立之土壤有效深度推估方法应可供查定相关人员及浅层崩塌研究参考.
  • 摘要:本研究结合崩塌空间机率、时间机率及崩塌规模机率,来建立崩塌危害机率模型,除可了解不同降雨事件下集水区可能崩塌量外,亦可得知其空间发生区位,藉此进行更细部的集水区整体治理规划.首先,筛选与崩塌潜势相关之内在地形因子及外在降雨因子,以建立崩塌空间机率模型.再者,崩塌规模分析则先建立崩塌体积与非累积个数之幂次关系,再以机率密度函数将其转为崩塌体积累积机率.进而以不同重现期降雨之超越机率来做为该事件之时间机率,用以估算集水区发生崩塌体积大于一定规模之机率.最后利用三者结合之崩塌危害机率模型,来推估不同重现期降雨事件下集水区之可能崩塌体积.
  • 摘要:瀑布与迁急点的研究,多聚焦在侵蚀作用与後退速率方面,较少提及土砂堆积作用对瀑布形貌的影响.本文探究南山溪梦谷双层瀑布的河床地形演变,利用历史相片比对与UAV地形测量,分析梦谷瀑布的地貌变迁与历年来的河床高程变化.研究结果显示,河床面於研究期间(2004-2016)经历了两次大幅度的淤积与下刷,其中2004年的敏督利台风以及2008年的辛乐克台风,均造成河床高达13m的堆积,下层瀑布遭巨量土砂掩埋.2009年于下游处兴建了防砂坝,土砂淤满后抬高了侵蚀基准,使得上游河段下切能力减缓,下层瀑布恐无机会再现.
  • 摘要:川藏铁路加查至朗县段地处西藏自治区东南部,该区新构造活动强烈,地质构造复杂且历史强震频发,一系列大型~巨型滑坡在该区密集分布.本文基于滑坡遥感解译和野外调查验证,建立了川藏铁路加查-朗县段的滑坡空间数据库,选取高程、坡度、坡向、平面曲率、地层岩性、距河流距离、距断裂带距离、距道路距离和NDVI以及年平均降雨量等10个滑坡影响因子,基于ArcGIS软件平台,采用证据权模型,进行滑坡易发性评价.根据滑坡易发性指数(LSI)的分布特征,结合野外地质调查的认识,按滑坡易发程度将研究区划分为4个级别,即极高易发区、高易发区、中易发区、低易发区,分别占研究区总面积的17.43%、22.64%、32.21%、27.72%.研究表明,极高易发区、高易发区主要分布在人类工程活动较多的西南部,沿着雅鲁藏布江及其支流呈带状分布,中、低易发区主要分布在植被覆盖率较高、人类工程活动相对较少的东北部.极高易发区和高易发区内发育的滑坡数量约占滑坡总数的88%,研究结果与已知滑坡的分布情况较吻合,采用成功率曲线对易发性评价结果进行检验,正确率达到了83%,具有较高的精度.易发性评价结果较好地反映了研究区内滑坡发育分布现状,可以为该区重大工程规划建设和防灾减灾提供理论指导和参考依据.
  • 摘要:受地质环境条件复杂、极端气候频发及人为活动加剧的影响,北京山洪泥石流灾害频发,影响了北京的城市和生态安全,严重地制约着北京市经济社会的可持续发展,已经成为当前防灾减灾中的突出问题.2014年在北京市科委的支持下,开展了“北京山洪泥石流预测预警关键技术研究与示范”项目,项目从全市山洪泥石流自然和社会经济属性调查、危险度评价入手,重点攻关山洪、泥石流预警降水精细化预报,基于多指标的山洪、泥石流临灾预警指标及其阈值,泥石流灾害早期预测等技术,建立山洪泥石流监测预警平台,实现降水预报与山洪泥石流预警的有效融合,研究成果可以为政府防灾减灾决策提供科学依据与参考.
  • 摘要:甘肃天水麦积区位于陇西黄土高原,受强降雨和历史地震的影响,地表沟壑纵横,滑坡分布广泛.如何判断不同成因滑坡的敏感性与地貌演化阶段的对应关系是值得深入研究的问题.本文通过详细的野外调查,总结滑坡的形态特征,将区内滑坡分为降雨诱发型和地震诱发型.基于地貌演化理论,利用面积-高程曲线参数HI值和K值判断各小流域发育阶段与侵蚀程度,开展研究区滑坡敏感性分区.结合野外实地调查获得的滑坡分布数据,计算各个不同敏感区的地震滑坡和降雨滑坡面积比例,探讨不同成因形成的滑坡的分布趋势与地貌演化阶段的对应关系,并对敏感性分区结果进行验证.分析结果表明,高敏感区HI值为0.35-0.6,占全区总面积的67.87%,中敏感区HI值为0.6-1,占全区总面积的21.33%,低敏感(老年期)区HI值为0-0.35,占全区总面积的10.8%.K值与HI值整体呈正相关关系.总滑坡数量的分布与敏感性分区结果一致,降雨滑坡在中敏感(幼年期)区中分布比例最高,多为黄土浅表层滑坡,地震诱发滑坡在高敏感区(壮年期)中分布比例最高.研究结果可为潜在强震区黄土滑坡的理论研究及防灾减灾作参考.
  • 摘要:强震后的泥石流活跃期是关系到山区人民生命财产安全和灾后恢复重建的重要科学问题之一.本文以台湾集集地震和汶川地震后泥石流为对象,对比分析两个地区震后泥石流活动环境的相似性和侵蚀率的年际变化规律.研究结果表明:强震后大规模群发性泥石流发生在第三年;泥石流侵蚀率主要受物源条件控制,其次是降雨;台湾和汶川地震后泥石流侵蚀率起初大致一致,随后发生明显的衰减,且这种衰减关系可以用幂函数或对数函数来描述;利用台湾集集地震后泥石流侵蚀率随时间的对数函数衰减关系估计汶川地震灾区泥石流活动期可能为21年.
  • 摘要:三峡库区广泛分布着堆积层滑坡,开展其位移特征及预测研究对三峡库区及相似区域滑坡预测预警、保护人民群众生命和财产安全具有重要意义.以重庆奉节县下瓦渣坪滑坡作为典型堆积层滑坡,基于地质条件及位移监测资料分析,总结了该滑坡的位移特征及主控因素.提出了基于库水运行工况概化,通过有限元渗流计算程序获取各工况下的滑坡渗流场,并将其依次导入有限差分程序,获取滑坡位移场的位移预测方法.该方法考虑了滑坡稳定性主控因素,能得到滑坡变形破坏全过程特征,且无需校核计算时步与真实时间的关系.数值计算结果表明,滑坡计算位移与实测位移较为吻合,预测效果较好,表明提出的滑坡位移预测方法是可行、可靠的.研究结论可为水库型堆积层滑坡灾害预测预警提供关键的理论支撑.
  • 摘要:工程堆积体是生产建设项目水土流失最为严重的地貌单元,本文采用因子分析法对紫色丘陵区工程堆积体土壤侵蚀模数进行预测,并分析堆放坡面在扰动前后植被覆盖率、坡度等影响因素的作用特征.结果表明:(1)不同植被覆盖条件工程堆积体土壤侵蚀模数变化范围为7690~25343t/km2·a,土壤侵蚀模数随扰动前植被覆盖率增大而下降42.86%,随扰动后植被覆盖率增加呈先减小后增大趋势;当工程堆积体堆放前后植被覆盖率为10%、0%时,土壤侵蚀模数达最大值(21148t/km2·a);当工程堆积体堆放前后植被覆盖率为30%、30%时,土壤侵蚀模数达最小值(9164t/km2·a).(2)不同坡度条件工程堆积体土壤侵蚀模数变化范围为7901~18627t/km2·a,在5°堆放坡面和45°堆积体边坡情景下,工程堆积体土壤侵蚀模数变化量最大(分别为40%和22%);当工程堆积体堆放在35°坡面、边坡为60°时,土壤侵蚀模数达最大值(15544t/km2·a);当工程堆积体堆放在5°坡面、边坡为30°时,土壤侵蚀模数达最小值(9416t/km2·a).(3)人工压实条件下工程堆积体土壤侵蚀模数在6464-20735t/km2·a之间变化,是自然堆放条件下土壤侵蚀模数的0.82倍.(4)相同堆放条件下,土质工程堆积体比土石混合质工程堆积体扰动后土壤侵蚀土壤侵蚀模数大.研究结果可为生产建设项目水土流失预测、水土保持措施布设提供理论依据.
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