降雨条件下河流冲刷型滑坡的基本特征及滑动机制分析——以四川宣汉樊哙大桥滑坡为例

以宣汉樊哙大桥滑坡为例,分析降雨条件下河流冲刷型滑坡的滑动机制。在对滑坡区的地质条件、滑坡的基本特征和滑坡的变形过程等综合分析的基础上,探讨了降雨条件下河流冲刷型滑坡发育特征及形成机理。分析表明,降水对降雨条件下河流冲刷型滑坡起到了双重作用:一方面,河水对坡脚的浸泡、冲刷;另一方面,强降雨形成的雨水沿着坡面渗入坡体,在滑体与基岩接触面上形成滞水带,受地下水的浸泡泥岩极易软化,强度大幅降低,促使坡体滑动。深入研究樊哙滑坡的基本特征和成灾机制,对西南地区临河型滑坡的预防与治理提供一定的技术支持和借鉴作用。     

降雨引发玄武岩台地型滑坡的灾变机制及综合防治

玄武岩台地型滑坡是一种较为特殊的且具有非典型性质的滑坡类型。选择嵊州市崇仁镇地雅园滑坡作为研究对象,开展玄武岩台地型滑坡基本特征和成因以及降雨作用激发滑坡稳定性变化的灾变机制研究,并分析了系统截排水工程和远程自动化实时监测相结合的综合手段用于此类滑坡综合防治的可行性。结果表明:降雨入渗引发滑坡体内地下水水位抬升,对玄武岩台地型滑坡稳定性有弱化作用,结合所处上平—中缓—下陡的独特地形条件以及玄武岩及下部硅藻土层分布的特殊滑坡体结构特征,可引发局部差异变形或剪切蠕滑;通过实施系统截排水工程,能促进排水避免渗水,最大限度地消除降雨和地表水入渗对滑坡稳定性的不利影响,维持滑坡体稳定,再加上采取实时监控和动态反馈的远程自动化监测控制措施,使滑坡趋势减缓、灾害风险得到有效控制。由此可见,采用系统截排水和远程自动化监测相结合的综合手段用于降雨引发的玄武岩台地型滑坡的综合防治,不失为一种可行且有效的技术方法。     

华南地区城市道路雨水径流对降雨特征的响应机制——以深圳市为例

合理设计道路面源污染控制设施(如低冲击开发设施)需要深入掌握被治理地区的径流污染特征及其影响因素。通过利用单变量与多变量数据分析相结合的方式对位处华南地区的深圳市道路雨水径流特性进行研究,结果表明道路雨水径流污染与降雨特征和污染物种类有着密切的关系。氮类污染物在小雨强所产生的降雨径流中浓度较高而颗粒物则相反,化学需氧量和磷随降雨特征变化相对较小。这说明不同的污染物种类呈现出对降雨特征不同的响应机制。因此在设计相关径流污染控制措施时,应该选择合适的降雨类型作为设计依据以满足对不同污染物的去除要求。     

堆积体滑坡的成因及稳定性分析——以黟县林川滑坡为例

林川滑坡是较典型的因不合理采石而形成的堆积体碎石土滑坡,其形成明显受人为活动影响。在野外调查和室内研究的基础上,分析了该滑坡的地质结构、形成机制和控制因素。运用不平衡推力法计算天然和久雨状态下滑坡的稳定性。结果表明,天然状态下,A-A′剖面所在区域目前均处于稳定状态,C-C′剖面和D-D′剖面区域均处于基本稳定状态。久雨饱和状态下,滑坡三个剖面区域均处于不稳定状态。通过分析三个剖面各条块的推力计算数据,认为该滑坡失稳时可能不是整体滑动,而是在坡体中部滑面倾角变化较大处开始拉裂,裂缝下部坡体滑动,上部坡体保持局部稳定。根据该滑坡的变形特征提出了相应的防治建议。     

降雨条件下岩溶碳汇的动态变化特征——以桂林毛村地下河为例

2010年6月13日至6月17日期间,对桂林毛村岩溶地下河出口HCO3-与流量对降雨的响应进行了高分辨率的监测,实时监测降雨量和地下河出口河水水位、水温、pH值、电导率、重碳酸根,结合计算地下河水方解石饱和指数(SIc)与二氧化碳分压(pCO2)的基础上,分析了降雨条件下岩溶碳汇的动态变化特征.相关数据表明,(1)岩溶...     

玄武岩台地型滑坡灾害动态风险综合评价及防灾控制——以嵊州市剡湖街道南山塘滑坡为例

嵊州市剡湖街道南山塘滑坡是典型的玄武岩台地型滑坡,结合该滑坡特征和成因机制分析,采用非饱和渗流和极限平衡分析理论,通过流固耦合数值计算和蒙特卡洛模拟手段,以风险评价技术为指导,建立降雨作用下滑坡稳定性-危险性-动态风险综合评价体系,并以不同降雨强度下滑坡灾害动态风险水平为准则,开展滑坡综合防灾决策研究,分析系统截排水和远程自动化监测预警等技术体系用于玄武岩台地型滑坡综合防治的可行性及效果。结果表明：该滑坡所处台地地貌、玄武岩间夹硅藻土分布以及潜在滑移面缓倾状产出构成特殊的滑坡地质结构特征,降雨及地表水入渗对滑坡体稳定性具有弱化和劣化作用,可引发坡体局部差异变形或剪切蠕滑,滑坡变形破坏模式属于蠕滑-拉裂式;在暴雨直至大暴雨和特大暴雨的作用下,滑坡由基本稳定发展为欠稳定,滑坡危险性渐变为中等危险性,滑坡危险区内综合风险等级为高和极高的范围相应扩大,动态风险水平变高则有必要加强滑坡风险管控;结合滑坡地质结构特征、动态风险水平以及场区环境和治理投入,采用系统截排水和远程自动化监测预警相结合的技术体系对南山塘滑坡进行综合防治,经监测分析和效果评价,治理工程的防治效果显著,滑坡目前处于稳定状态且危...     

海绵城市的降雨径流控制分析——以聊城市为例

为解决中小城镇发展海绵城市的水问题,基于聊城市日降雨资料,采用滑动平均与长序列计算法,分析了聊城市降雨控制目标以及年径流总量控制率,结果表明:聊城市降雨集中在汛期,降雨强度对年降雨量贡献较大。以聊城市综合径流系数为0.33所产生的最佳经济效益为依据,该市年均径流控制率可定为91.04%;降雨场次控制率可定为95%,其与降雨量呈对数关系。由于强降雨雨量占总降雨量的比例增大,导致相同设计降雨量对应的年径流总量控制率随时间的增长呈递增趋势,因此,聊城市的年径流总量控制率应为75%~85%,此范围的控制率可满足55~83 mm的设计降雨量,达到效益最大化。     

降雨-径流与非点源污染物浓度及流失量关系分析——以铁岭市柴河水库上游流域为例

以铁岭市柴河水库上游集水区域为研究对象,利用铁岭市柴河堡水文站降雨时节实测的暴雨径流数据、泥沙数据、污染物浓度数据进行分析,侧重研究降雨时节暴雨径流量与主要污染物浓度及污染物瞬时流失量之间的关系,以期为柴河流域农业非点源污染控制提供参考。研究结果表明:暴雨期内,非点源污染物浓度及瞬时流失量与径流峰值几乎同步出现,它们之间存在着非常密切的关系。     

基于GIS的断层构造对滑坡灾害发育控制作用分析——以雅安市雨城区为例

断层是滑坡发育的影响因素之一。选择雅安市雨城区和区域内232处滑坡作为研究的基础资料,通过地理信息系统空间分析技术及作者提出的滑坡影响因子贡献率的方法,得到了研究区内断层100m和200m缓冲区对滑坡的贡献率,定量研究了断层对研究区域滑坡发育的关系。研究结果表明,研究区域断层对滑坡敏感性不大,100m断层缓冲区较200m断层缓冲区贡献率值较大,为下一步研究区域滑坡危险度区划奠定了基础,同时为区域防灾提供了科学依据。     

滑坡位移的时序分析——以楚勐公路K64+200～K64+228路基滑坡为例

基于楚勐公路K64+200～K64+228路基滑坡位移观测资料,运用分形几何中的时间序列分析方法对滑坡位移变化规律进行深入研究,发现滑坡位移的赫斯特指数H与时间相关函数C(t)随着滑坡失稳程度的加剧呈现明显的下降趋势.研究表明:①2010年1月至7月,ZK2、ZK10和 ZK11的月均位移处于递增状态,位移的H与C(t...     

库水位下降和降雨影响下李家湾滑坡的稳定性计算

采用包辛涅斯克(Boussinesq)非稳定渗流微分方程,以巴东李家湾滑坡为例,求解库水位不同降速、不同降雨强度和降雨历时工况下地下水浸润线的位置,并采用传递系数法对各种工况下滑坡的稳定性进行计算,结果表明:在无降雨条件下,滑坡的稳定性随着库水位下降速度的增大逐渐变差;在有降雨条件下,随着降雨强度的增大、降雨持续时间的增长,滑坡的稳定性逐渐变差,尤其是遇到特大暴雨天气或降雨持续3 d以上,有可能发生整体失稳。     

岩溶地下河水文地球化学对降雨的响应：以重庆雪玉洞地下河系统为例

通过对降雨条件下重庆雪玉洞地下河水文地球化学指标的监测,发现各种指标对降雨响应迅速,且存在相关性.采用主成分分析对各指标数据进行处理,提取能代表82.761%信息量的3个主成分,来分析降雨条件下岩溶地下河水文地球化学的特征及其成因.结果表明,以全Fe、全Mn、Al3+等浓度升高为代表的土壤淋失和以K+、Na+、Sr2+浓度降低、EC下降为代表的稀释效应,对水文地球化学特征变化的贡献率为41.718%,降雨加剧了岩溶区土壤的侵蚀,同时危及饮用水的安全,应引起相关部门的足够重视;岩溶水对白云岩的溶解和补给区农业活动、洞穴生物对水文地球化学特征变化的贡献率为29.958%;以Ca2+浓度升高为代表的岩溶水对灰岩的溶蚀作用对水文地球化学特征的贡献率为11.084%.     

陕北无定河流域土壤侵蚀时空演变

为了深入认识陕北无定河流域土壤侵蚀时空演变过程及其与降雨和植被NDVI变化的关系,采用基于RUSLE(修正通用土壤流失方程)的土壤侵蚀评估方法,开展流域土壤侵蚀时空分布及其与降雨、植被NDVI的关系研究.结果表明:① 2000—2014年无定河流域多年均土壤侵蚀模数为457.90 t/(km2·a),呈波动增加过程.流域土壤侵蚀以微度侵蚀为主,占流域总面积的88.35%,其他土壤侵蚀等级面积比例随等级升高而减少.研究时段内除微度侵蚀面积比例减少外,其他土壤侵蚀等级面积比例均呈增加过程,并且侵蚀面积年变化速率也由微度侵蚀的0.52%降至剧烈侵蚀的0.01%. ② 无定河流域西北部土壤侵蚀程度最低,西南部其次,东南部最高,与其地貌类型及降水量沿东南—西北方向递减有关,但均反映出流域2000—2014年土壤侵蚀的增加过程.研究时段内流域不同土壤侵蚀等级间面积及比例转移主要由低等级土壤侵蚀类型转为相邻高等级土壤侵蚀类型. ③ 无定河流域土壤侵蚀与降水量、侵蚀性降雨量、降雨侵蚀力呈显著正相关(P < 0.01),相关系数分别为0.90、0.95和0.98,而与植被NDVI的关系不显著.研究显示,降雨变化尤其是侵蚀性降雨(≥12 mm/d)增加是陕北无定河流域土壤侵蚀增强的主要原因.      

1960—2014年松花江流域降雨侵蚀力时空变化研究

基于松花江流域及其邻近61个气象站1960—2014年逐日降雨数据,采用Mann-Kendall非参数趋势检验、小波周期分析和地统计插值方法,分析流域内不同地形区和子流域年降雨侵蚀力时空分异特征及其影响因素。结果表明：1）松花江流域多年平均降雨侵蚀力为1 717.6 MJ·mm·hm^-2·h^-1·a^-1,呈波动变化趋势,存在以15.2 a为主周期和4.7 a为小周期的周期性变化特征,且在1982和1998年发生显著突变;2）松花江流域降雨侵蚀力空间分布特征与降雨量分布特征基本一致,自东南向西北递减,与东南季风的影响区域相吻合;流域年降雨侵蚀力变化趋势呈现明显的区域分异,在流域西北地区年降雨侵蚀力呈增加趋势,而在中部平原区的东北部和西南部呈现下降趋势;3）年降雨侵蚀力随地形的变化表现为东部丘陵山地区>中部平原区>西部山地区。在东部丘陵山地区年降雨侵蚀力与经度、纬度显著相关（P<0.01）,而在中部平原区和西部山地区降雨侵蚀力与海拔、经度和纬度关系不甚明显;4）流域内各子流域年降雨侵蚀力存在明显分异,年降雨侵蚀力在各子流域的变化趋势表现为从第二松花江流域到流域中游再到嫩江流域呈依次降低趋势,其分布特征与降雨量的分布一致,各子流域年降雨侵蚀力均呈不显著的降低趋势。     

四川安宁河流域水化学特征及物源探讨

安宁河河谷地区是四川省第二大粮仓,区内人口较多、矿业发达。查明流域水化学特征及物质来源,对于探讨地质背景与人为活动对河流水化学特征的影响具有重要意义。研究显示,安宁河河水整体偏弱碱性,pH均值为8.18,TDS值高于世界河流平均值。河水中阳离子浓度平均值顺序为Ca²⁺ > Na⁺ > Mg²⁺ > K⁺,阴离子浓度平均值顺序为HCO₃^- > Cl^- > SO₄^2- > NO₃^-。空间上,自上游至下游,安宁河河水的TDS值和阴阳离子含量呈整体上升的趋势,SO₄^2-、NO₃^-浓度波动较大。控制流域水化学特征的主要因素是硅酸盐岩的风化,其次是碳酸盐岩的风化。流域内的NO₃^-主要来源于农业活动和土壤有机氮,矿业活动对安宁河河水中SO₄^2-浓度的影响较大,人为活动对安宁河流域水化学的影响不可忽视。     

云南昭通市坡地聚落空间特征及其成因机制研究

坡地聚落是我国山区聚落的重要类型,多处于生态条件差、经济落后的山区。随着国家主体功能区规划进入实施阶段,充分认知坡地聚落面临的生态、贫困、聚落重组、人口迁居等问题具有重要的现实意义。论文以云南省昭通市为研究地区,运用GIS方法详尽探讨其坡地聚落的空间特征,并从区域发展视角分析坡地聚落空间特征的成因机制。研究表明:昭通市具有坡地聚落比例高、聚落密度突出、聚落分散布局、人类活动强度高、民族聚落垂直分异等显著特点。特殊的区位、人口基数和高人口增长率导致了高密度的聚落分布;生态脆弱、贫困和单一的农业生产方式加剧了人类活动强度;低城镇化工业化水平、有限的城市集聚力与欠发达的商品经济是聚落分散态势的重要成因。     

黄河三角洲浅层地下水化学特征及形成作用

黄河三角洲高效生态经济区开发建设和黄河下游生态调度均需要了解当地地下水化学特征.在沉积环境分区和补-径-排系统分区的基础上,采用数理统计与地统计、Piper三线图和离子比例系数等方法,对黄河三角洲浅层地下水化学特征及成因进行了系统研究.结果表明,①主要水化学参数Na+、Mg2+、Ca2+、Cl-、SO24-、HCO3-和TDS的质量浓度分别介于0.1～25.0g.L-1、3.6～3 815.0 mg.L-1、5.6～3 377.0 mg.L-1、0.1～45.1 g.L-1、24.2～4 947.0 mg.L-1、62.6～850.0 mg.L-1和0.4～80.7 g.L-1之间,各离子质量浓度均值进一步表明区域内Cl-、Na+和TDS质量浓度很高,而HCO 3-、CO23-和K+质量浓度很低.②Cl-和TDS质量浓度沿地下水流向逐渐增大,二者均呈现显著的方向性空间变异和空间分布一致性,揭示了Cl-是浅层地下水水质的主控离子.③从补给区到排泄区,浅层地下水水化学类型由Na+-Mg2+-Ca2+-Cl--SO42-等复杂类型快速过渡到Na+-Mg2+-Ca2+-Cl-(或Mg2+-Na+-Ca2+-Cl-)及Na+-Mg2+-Cl-型,并在海岸滩涂区演化成Na+-Cl-这一简单类型的水.④混合、蒸发浓缩、溶滤、阳离子交替吸附作用及人类活动的影响是黄河三角洲地区浅层地下水化学成分形成的主要作用.该地区浅层地下水化学特征形成的关键驱动因素是黄河入海流路的变迁和海水入侵.     

碧水岩地下河中微量金属元素对降雨的响应特征及来源分析

在降雨条件下,利用自动采样器对广西碧水岩地下河出口进行高频采样,分析了碧水岩地下河出口水体中Cu、Pb、Zn、Cd等微量金属元素的水化学动态变化特征,探讨了地下河水中微量金属来源及其对降雨的响应机制.结果表明,地下河水化学组分表现出了较明显的规律,其中主要元素Ca~(2+)、Mg~(2+)、HCO-3等在降雨过程中稀释作用明显,而Al、Mn、TFe、Cu、Pb、Zn、Cd等金属元素对降雨响应敏感,其质量浓度在降雨过程中有所升高,相应质量浓度曲线均表现出多峰值特点,且在最大降雨发生后第9 h达到最大峰值.推断水岩作用、河底沉积物再释放和水土流失是导致河水金属元素浓度增高的原因,金属元素不同来源及地下河双入口的结构特征是形成金属元素质量浓度曲线多峰值的原因,其中水岩作用引起的水化学变化较河底沉积物再释放和水土流失更敏感,而后者是导致河水重金属元素增加的主要原因.监测期间,溶质在地下河中的平均迁移速度约为0.47 km·h~(-1),污染物运移速度较快,因此,通过对岩溶地下河水化学动态的监测,掌握微量金属组分来源及迁移特性,对于地下河水环境污染治理具有重要意义.     

陕北水蚀风蚀交错区生物结皮的形成过程与发育特征

生物结皮的形成发育具有明显的时空分异性,荒漠地区的诸多研究结果不能直接推演至黄土高原地区。研究黄土高原生物结皮的形成过程与发育特征,是对全球生物结皮认知的重要补充,也是揭示其生态功能的基础。论文选择陕北黄土高原水蚀风蚀交错区的典型小流域,通过定位动态观察和全面调查测算,探讨生物结皮的发育过程。结果表明：①流域内生物结皮经历了由退耕裸地—物理结皮—生物结皮的发育阶段。退耕撂荒的第1 年,物理结皮便迅速形成;第2 年,土表颜色明显变深,藓结皮开始发育。流域内藓结皮占绝对优势,发育稳定后（15 a）覆盖度可达90%。②不同发育年限生物结皮的物种组成及种数差异很大。发育初期（<6 a）发现苔藓植物2 科4 属5 种,其中芦荟藓（Aloina rigida (Hedw.) Limpr.）和短喙芦荟藓（A. brevirostris (Hook. & Grev.) Kindb.）为先锋优势种。发育稳定的生物结皮（15 a）鉴定出苔藓植物2 科8 属13 种。其中,丛藓科占6 属8 种,以对齿藓属（Didymodon）的尖叶对齿藓（D. constrictus (Mitt.) Saito）、黑对齿藓（D. nigrescens (Mitt.) Saito）、硬叶对齿藓尖叶变种（D. rigidulus Headw. var. ditrichoides (Hedw.) Zand.）所占种数最多。不同阶段的藓结皮均有藻类伴生,发育初期（<6 a）的藓结皮中鉴定出藻类植物26 科35 属50 种。③水热同期的雨季是生物结皮形成的关键时期。发育2 a 的生物结皮厚度达到6.3 mm,超过稳定结皮厚度（9.8~11.8 mm）的50%,抗剪强度约30 kPa。发育初期（<6 a）,容重无明显变化（1.40~1.43 g·cm^-3）,发育稳定（15 a）后容重下降到1.0~1.3 g·cm^-3。该区生物结皮的形成过程同荒漠区类似,但表现出发育速度快、稳定周期短的特点;藻类、苔藓组成及其优势种[坑形细鞘丝藻（Leptolyngbya foveolara）、尖叶对齿藓]与荒漠区明显不同。     

雅砻江中游老里沟坡面型泥石流成因机制及危险度评价

坡面泥石流是山地分布最广,出现频率最高的灾害现象。基于野外现场调查及室内实验分析,阐述了老里沟坡面型泥石流的基本特征及形成机制,并结合泥石流动力特征参数进行了危险度评价。研究结果表明:滑坡体上坡面侵蚀沟道发育,为坡面型泥石流的形成提供了强有力的条件;降雨是诱发老里沟坡面流的主要因素;老里沟泥石流类型为高中频、小规模、粘性、暴雨型泥石流,属于中度危险泥石流沟。