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  • 2015年, 33卷, 第01期
    刊出日期：2024-06-19
      
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  • 植被发育斜坡土体大孔隙分布特征的染色示踪法研究
    张家明, 徐则民, 李峰
    2015, 33(01): 1-7. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000001
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    植被发育斜坡土体中广泛存在由各种大孔隙组成的大孔隙网络系统,其分布特征影响斜坡水文行为和孔隙水压力场,对斜坡稳定性有重要影响。运用亚甲基蓝溶液分别在木本植被群落斜坡和草本植被群落斜坡土体进行染色示踪渗透试验。通过对垂直剖面大孔隙分布模式的分析和对整个试验区大孔隙的深度分布的统计分析,研究大孔隙分布的非均匀特征。研究结果表明:1.大孔隙在垂直方向和横坡方向上的分布都表现出非均匀性,顺坡方向表现出明显的变异性;2.大孔隙分布表现出显著的各向异性特征,横坡方向的非均匀性比顺坡方向的非均匀性显著;3.草本植被群落斜坡土体大孔隙分布的非均匀性和变异性比木本植被群落斜坡显著;4.在100 cm×100cm的尺度下研究大孔隙分布特征是合理的。
  • 喀斯特山原红壤退化过程中土壤表层团聚体变化规律
    张磊, 王嘉学, 刘保强, 肖梦景, 程艳芳, 许路艳
    2015, 33(01): 8-15. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000002
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    山原红壤是古气候影响下残存于高原面的古红土,近年来退化严重。为认识山原红壤的退化机理及效应,以滇东喀斯特典型山原红壤发育地带为研究对象,分析了4种不同覆被条件下0~20 cm土壤表层团聚体的特征。结果表明:从草地→灌丛→松林→红裸土,土壤>0.25 mm水稳性团聚体含量(WSAC)和平均重量直径(MWD)逐渐减少,分形维数(FD)显著增大;团聚体破坏率(PAD0.25)则表现为松林<草地<灌丛<红裸土。山原红壤从有植被到无植被(红裸土)退化过程中,表层土壤的团聚体稳定性和其他物理性质劣化,抗水蚀能力变弱,有机质含量减少;草地、灌丛、松林之间的土壤团聚体特征变化不明显,尚不能准确反映植被间的退化过程。研究还表明水稳性团聚体的稳定性指标(WSAC、MWD)与容重呈显著负相关,与土壤密度呈极显著负相关,与孔隙度、通气度呈极显著正相关;有机质对水稳性团聚体的稳定性和其他物理性质具有促进作用,植被的保育是改善山原红壤结构状况的关键。
  • 石林3种喀斯特生态系统的石面有机质和养分含量
    王电杰, 沈有信, 黄金
    2015, 33(01): 16-24. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000003
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    通过实地取样和检测,研究了云南石林三类喀斯特生态系统中岩石附着物的有机质和养分含量及其环境影响因子。结果表明:1.石漠化生态系统的石面气象因子与次生林生态系统间差异显著,人工林生态系统介于二者之间;2.石漠化生态系统每平方米石表面上的平均有机质、氮、磷、钾含量分别为7.65±0.74 g,0.45±0.04 g,0.029±0.003 g和0.07±0.006 g;人工林生态系统中分别为48.38±9.19 g,2.02±0.32 g,0.12±0.021 g和0.85±0.167 g;次生林生态系统中分别为92.21±19.72 g,4.44±0.94 g,0.4±0.074 g和0.59±0.104 g。每平方米石表面上的平均有机质、氮、磷、钾含量均表现为次生林生态系统>人工林生态系统>石漠化生态系统;3.附着物碳酸钙含量、附着物含水量、石表面最低空气湿度显著影响附着物有机质含量。因此,南方喀斯特的不同生态系统,即使是已经石漠化的生态系统,其石面上存在着一定数量的有机物和养分蓄积,蓄积量的高低会受到各种气象因子和基质等的影响。
  • 茶树根际土壤磷吸附动力学研究
    杨威, 周卫军, 胡文敏, 包春红, 杨君
    2015, 33(01): 25-32. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000004
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    茶树具有喜酸聚铝特性,而酸性条件下土壤中的磷很容易被固定。为了弄清茶树根际土壤磷的吸附过程与作用机理,采用外源磷吸附培养方法,研究了不同母质、不同种植年限茶树根际土壤磷的吸附过程与动力学,并用最小二乘法进行Langmuir等温吸附方程拟合磷吸附动力学曲线,探讨了茶树根际土壤的磷吸附特征。结果表明:茶树根际土壤与非根际土壤磷的吸附过程与动力学有明显的差异。与非根际土壤的相比,茶树根际土壤最大吸附量(Xm)值低56 mg/kg,但是最大缓冲容量(MBC)高2.60,磷吸附饱和度(DPS)高1.44,表明根际土壤磷吸附力显著低于非根际土壤,而磷生物有效性高于非根际土壤。3种成土母质发育的茶园根际土壤磷吸附能力强弱依次为第四纪红色粘土>花岗岩风化物>板页岩风化物。随着种植年限的延长,根际土壤磷吸附能力特征值Xm和MBC有所降低,而DPS有所增加。第四纪红色粘土、花岗岩风化物和板页岩风化物3种母质发育的茶树根际土壤DPS值依次提高了0.83、2.83和3.51,而Xm依次降低了91 mg/kg,131 mg/kg和61 mg/kg。
  • 千年桐(Aleurites montana)人工林细根特征及其与细根N、C含量的关系
    巢林, 林晗, 吴承祯, 刘艳艳, 贾兰霞, 洪滔, 谢安强, 陈建忠, 洪伟
    2015, 33(01): 33-41. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000005
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    采用完整土块法,以千年桐(Aleurites montana)人工林为研究对象,测定了1~5级细根的形态、生物量和组织碳(C)、氮(N)含量,分析了不同径级和序级与细根形态指标的差异性,对序级与细根生物量、碳氮含量及它们之间的关系进行探讨。结果表明:直径≤1 mm的细根根尖数、根系累计长度、根系累计表面积分别占据总量的99.66%,88.42%,69.82%;随着根序从1级根到5级根升高,千年桐细根直径由0.86 mm增加到1.35 mm,组织密度由0.11 g/cm3上升到0.47 g/cm3,根表面积密度由0.46 m2/m3降低到0.085 m2/m3,比根长由32.04 m/g减少到16.41 m/g;千年桐细根直径、比根长、根表面积密度、根组织密度及生物量与序级之间回归分析发现它们与序级之间具有二次函数、指数函数、线性函数、三次函数及高斯峰值函数关系;1~5级细根生物量对总生物量的贡献分别为:18.7%,30.9%,27.1%,16.6%,6.7%;N含量随着根序升高由16.73 mg/g下降到11.83 mg/g,C含量则由454.97 mg/g上升到494.43 mg/g;千年桐细根C/N比的变异受根组织N含量的影响程度达到93%,而受C含量的影响程度仅为50%。上述结果证明,千年桐细根的结构特征、生物量和碳氮含量之间存在密切联系,为了解千年桐根系结构与功能提供重要依据。
  • 内蒙古贺兰山自然保护区不同生境下蒙古扁桃种群结构与空间分布
    杨跃文, 季蒙, 刘新前, 曾宇, 任建民, 李银祥, 王志波, 张凤鹤
    2015, 33(01): 42-47. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000006
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    针对贺兰山蒙古扁桃种群分布特点,选择3个典型生境下的种群作为研究对象,以现地实测数据为基础,采用统计学方法对其种群结构和空间分布特征进行了研究,以期为该区域的生物多样性保护和资源合理开发利用提供依据。结果表明:生境异质性会对植物个体生长和种群特征产生直接的影响,处于干旱阳坡种群的密度较大,但是灌丛高和冠幅平均直径较小;位于干河床种群的密度最小,但灌丛高和冠幅平均直径较大。所调查样地内均有蒙古扁桃的实生苗存在,种群更新良好并处于稳定状态。贺兰山蒙古扁桃种群在生境适宜的小尺度范围内呈集群分布,且以幼苗和幼树为主,随着空间尺度的放大,种群呈明显的随机分布特征。
  • 基于NDVI的水电站开发对植被的影响——以澜沧江梯级水电站开发为例
    刘世梁, 安南南, 董世魁, 赵海迪, 邓丽, 赵晨
    2015, 33(01): 48-57. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000007
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    基于RS和GIS技术,利用1998—2012年SPOT NDVI数据建立近15 a澜沧江流域NDVI时序数据集,在收集该流域水电站建设概况资料的基础上,利用空间分析与统计方法、最大值合成法、一元趋势方法分析流域水电站周边植被覆盖的时空变化及其与土地利用的关系。结果表明:1998—2012年间,水电站的年最大NDVI值均保持在0.78~0.92之间;通过对比已建水电站在建设前、中、后期的年最大NDVI值随上下游距离梯度的变化趋势,水电站上、下游在建设前、建设中和建设后呈现出基本一致的波动变化;横向分析NDVI随岸边距离不同的变化情况,小湾水电站附近10 km范围内,随着岸边距离的增加,NDVI值缓慢增加,建设中的NDVI值要低于建设前后。上述结果表明,NDVI变化可以指示大坝建设对植被的影响。趋势分析表明,整个缓冲区内得到改善的面积占63%左右。Zonal Statistics结果表明,耕地、林地、草地的NDVI有所增加。本研究为探索多时段态NDVI监测水电站效应的可能性及水电开发的生态环境保护与恢复提供了一定的科学依据。
  • 大渡河双家坪古平推式滑坡堆积特征及形成机制
    赵勇, 许模, 郭健, 康小兵, 汪亚莉
    2015, 33(01): 58-64. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000008
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    大渡河沿岸分布的大量古滑坡堆积体,是流域内水电能源开发及山区城镇建设的重大隐患,双家坪古滑坡堆积体就是其中的典型案例。2010年8月以来,随着瀑布沟电站库区水位升高淹没堆积体前缘,堆积体西侧区域地面及房屋出现了较大规模的变形迹象。调查表明,出现变形的区域仅是一个古老滑坡堆积体的一部分。根据现场调查和钻探手段,从地貌、物质结构特征查明了该古滑坡堆积体的边界条件、各分区的堆积特征,认为该滑坡堆积体可分为4个区,其中A、C区为主要崩落堆积区,以大块石堆积为主,块石直径1~3 m,甚至更大;B区为残留岩体堆积区,岩层保留原岩层序;D区为细颗粒物质堆积区。初步认为古滑坡堆积体为平推式滑动→推出悬空→重力折断→散落堆积→表生改造等过程的形成机制。
  • 云南鲁甸“8·03”地震地表破裂与大型地震滑坡
    陈兴长, 胡凯衡, 葛永刚, 汪阳春
    2015, 33(01): 65-71. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000009
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    云南鲁甸"8·03"地震造成重大的人员伤亡和财产损失,诱发大量次生山地灾害。根据实地考察和遥感解译,在地震烈度Ⅸ度区内发现一条地震地表破裂带,沿破裂带发育有4个(特)大型滑坡和一个高危堰塞湖。该破裂带具有典型的右旋走滑特征,系右旋走滑断层活动的结果。根据其发育特征,该断层应为"包谷垴-小河断裂"沿小河-乐红镇方向的延伸部分,对地震灾区次生山地灾害的分布起着重要的控制作用,也是4个大型滑坡形成的重要动力来源。综合分析断层的位置特征和大型地震灾害的分布情况,推断该断层为本次地震的发震断层。建议进一步加强该发震断层诱发次生山地灾害的调查与分析,防止次生山地灾害造成新的危害。
  • 抗滑桩与桩顶弧形连系梁协同作用机理及计算分析
    张志伟, 邓荣贵, 钟志彬
    2015, 33(01): 72-80. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000010
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    桩顶弧形连系梁通过约束桩顶位移,能够优化桩身的受力状态,且能提高抗滑桩的整体稳定性。与直线型连系梁相比,弧形连系梁的受力性能与拱形结构相似,以受压为主,能够充分发挥混凝土较高的抗压能力,通过抗滑桩及连系梁可将部分滑坡推力传递至滑体两侧稳定岩土体,降低了对滑床岩土体强度及抗滑桩桩身强度的要求。根据抗滑桩与连系梁之间的协同作用及变形协调,利用力法原理,建立柔度方程,求解桩顶与连系梁之间的约束冗力,进而计算连系梁及抗滑桩的内力和位移。通过算例表明,弧形连系梁较直线型连系梁内力分布均匀,与单桩及桩顶受直线型连系梁约束的排桩相比,弧形连系梁对抗滑桩的约束效果明显,而且约束效果随弧形连系梁矢跨比的增加而增强。
  • 西北某坝肩变形体成因机制的离散元数值模拟
    吴龙科, 任光明, 郑秀红, 陈超, 沈启香, 王飞, 王海涛
    2015, 33(01): 81-87. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000011
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    通过对西北某坝肩边坡勘探平硐的现场调查,综合分析边坡的基本特征、岩体结构特征、坡体结构特征、变形破坏特征,认为坡体为形成年代比较久远的变形体,在自重的作用下坡体发生缓慢的变形,地震的作用加速了坡体的变形,从而形成了现今的变形体,但坡体未发生整体的失稳。由于坡体变形年代比较久远,故采用离散元数值模拟对其成因机制进行研究。研究结果表明:自重作用下坡体有沿缓倾坡外层面缓慢滑移变形的趋势,在地震荷载的作用下最终诱发边坡发生比较大的变形。坡体在变形过程中经历了启动、高速变形和自稳3个阶段,在启动阶段坡肩位置首先出现拉张裂缝,然后坡体中部出现变形,最后坡脚位置剪出。通过坡体中监测点加速度、速度的研究发现随着高程的增加坡体的加速度、速度放大系数明显增加。
  • 降雨影响下堆积体边坡的空间变异性
    阮永芬, 王飞, 申林方, 黄兴周, 王熙东
    2015, 33(01): 88-93. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000012
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    利用空间变异理论对堆积体边坡降雨引起变形的特点进行分析后,拟合出变异函数理论模型。因模型参数确定非常困难,利用遗传算法在求解非线性问题时具有全局寻优的特点,结合遗传算法拟合出变异函数理论模型参数。依据降雨时监测的小湾水电站左岸堆积体边坡的变形数据,进行降雨条件下的时间及空间变异性分析,得出边坡的变形特点。为能充分反映降雨引起堆积体边坡变形的空间方向变异性,构造出方向综合变异指标Ov,对其进行定量描述。最后通过实例验证了降雨条件下堆积体的时间及空间变异性分析及综合变异指标Ov理论的正确性。这种研究方法对堆积体边坡的相关研究提供了一种新的分析方法和思路。
  • 基于非连续变形分析的贵州典型崩塌研究
    刘宇, 刘明鑫, 徐湘涛
    2015, 33(01): 94-99. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000013
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    非连续变形分析(DDA)方法考虑了岩体结构面对稳定的影响,融入了变形的不连续性和时间概念,更加符合崩塌体变形破坏的复杂过程。应用DDA对贵州山区典型的软硬岩互层构造+不合理采矿形成的崩塌进行了模拟,效果非常接近真实情况。结果表明,研究区崩塌体变形破坏演化过程分为山体下陷,拉裂缝扩展和失稳倾倒3个阶段,山体破坏形态与张拉裂缝相互影响,共同作用,是具有代表性的"拉裂-倾倒式"崩塌;根据模拟测点的数据,给出崩塌体变形破坏各阶段的变形量化参考值,可为该类崩塌体监测与预警指标体系研究提供重要参考依据。
  • 天水市“7·25”群发性地质灾害特征及成因
    郭富赟, 孟兴民, 黎志恒, 谢正团, 陈冠, 何云峰
    2015, 33(01): 100-107. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000014
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    2013-07-25天水市遭遇罕见暴雨,引发群发性地质灾害(简称"7·25"群发性地质灾害),造成严重损失。基于实际调查数据,论述了本次地质灾害的类型、分布和成灾特征,并对成因进了分析。降水引发地质灾害708处,其中滑坡415处,崩塌102处,不稳定斜坡86处,泥石流100处,地裂缝3处,地面塌陷2处。地质灾害分布,在空间上具有不均性、流域集中性、群发性等特征,并受降雨范围控制;成灾特点表现为崩塌-滑坡-泥石流、滑坡-堰塞湖链式特征。研究表明,自2013-06-20以来,降水日数为24~26 d,降水日数较往年同期偏多10~15 d;同时,7月以来降水量是常年同期的2.2~3.4倍;7月25日观测到的16 h最大降水量达152.2 mm。降水表现出前期丰富、当期降强度大的特点,是此次群发性灾害的主要促发因素;"5·12"汶川地震在研究区的烈度为VI~VII度,特别是南部属于VII度区,一定程度上导致山体松动,岩层破碎,因此在降水叠加条件下引发大量的滑坡;易滑岩土及其结构组合、地形条件奠定了群发性地质灾害形成的物质基础。
  • 四川德昌茨达“8·24”群发性滑坡型泥石流之地形条件
    朱云波, 余斌, 王治兵, 马敏, 亓星, 朱渊
    2015, 33(01): 108-115. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000015
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    2004-08-24,四川省德昌县茨达乡暴发了群发性滑坡型泥石流,给当地居民生活和生产造成了严重的损失。此次群发性泥石流范围较小,地质和水文条件比较接近,由此认为地形条件是控制泥石流发育的关键因素。在分析地形条件对滑坡型泥石流形成的影响基础上,从其形成机理出发,选取研究区各沟谷流域面积A,沟床比降J,沟谷两侧斜坡25°~45°坡度所占百分比S等3个重要地形因子进行研究,对比相互关系,建立起此次泥石流暴发的临界曲线和综合地形因子G,G=S×(A/A0)0.15×J0.8,得出在地质和降雨条件都相近似的情况下,地形因子G越大,地形条件越好,越容易暴发泥石流。因此可用G因子划分区域内沟谷泥石流的易发等级,并为滑坡型泥石流的危险性评价和预警预报提供了新的研究思路。
  • 封面照片:克柳切夫火山
    胡凯衡
    2015, 33(01): 115.
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    <正>克柳切夫火山(英文名klyuchevskoy,Kliuchevskoi或klyuchevskaya)位于俄罗斯远东地区的勘察加半岛中东部,北纬56.057°,东经160.638°,主火山最高海拔4 835 m,是勘察加半岛最高的火山。整个克柳切夫火山群形成于大约30万年前,包括克柳切夫、托尔巴奇克、卡缅、贝兹莫内和卡亚布利日尼亚亚等火山,覆盖了大约5 500 km2的面积。克柳切夫火山相对年轻,主体形成于7 000多年前。它在最近的时期非常活跃,
  • 鱼脊型泥石流水石分离结构的关键参数确定
    谢涛, 韦方强, 杨红娟, 谢湘平
    2015, 33(01): 116-122. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000016
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    鱼脊型水石分离结构是一种新型泥石流防治结构,该结构能有效解决现有水石分离结构不能持续发挥水石分离功能的问题。在工程设计中,为了使其具有最佳的运行效果,必须确定结构的设计参数,给出合理修建尺寸,其中水石分离格栅坡度θ和肋梁与脊梁夹角γ是两个影响水石分离效果的关键参数。通过开展室内模型试验,模拟泥石流在不同格栅坡度和肋梁与脊梁夹角下的水石分离过程;通过对比试验,探讨上述两个参数对水石分离的影响,从而确定其合理取值。试验结果表明:当格栅坡度θ为35°~38.7°、肋梁与脊梁夹角γ为70°~80°时,不仅结构能有分选地将粗颗粒分离出来,而且被分离的粗颗粒在重力下自动滑落到停积场,不堵塞格栅开口。根据一般砾石或卵石的天然休止角,以及结构的理想运行效果可知,实际应用中水石分离格栅坡度可以取为泥石流固体颗粒的天然休止角,肋梁与脊梁夹角的合理取值为70°~80°。
  • 勘察加半岛中部的火山泥石流
    胡凯衡, 马超, 柳金峰, 张少杰, Sergey Chernomorets
    2015, 33(01): 123-128. https://doi.org/10.16089/j.cnki.1008-2786.000017
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    勘察加半岛是世界著名的火山区,与火山相关的熔岩流、碎屑流和泥石流现象非常普遍,其形成、运动特征以及基本物质组成也与我国暴雨泥石流有很大差别。作者于2013年8月实地考察了该区中东部Shiveluch、Klyuchevskoy和Tolbachik三座活火山的泥流、火山碎屑流和熔岩流灾害。通过考察获得的第一手资料,结合研究区地形、地质、气象等背景信息,对火山泥石流形成的基本控制条件、物质组成和堆积特征进行了简要介绍和分析,希望对我国火山泥石流研究有所帮助。