简介:山洪灾害常造成重大经济损失甚至人员伤亡。以湖南湘江武水流域为例,基于地理信息系统和遥感技术的水文模型集成系统为山洪预报提供了新的思路,在解译了研究流域2010年土地利用类型数据的基础上,采用HEC-HMS水文模型对武水流域各场次洪水进行模拟预报,利用DEM及流域出口信息划分子流域计算单元,利用遥感影像结合GIS技术提取流域信息,采用SCS径流曲线法进行产流计算,采用SCS单位线法计算直接径流,利用马斯京根法进行河道汇流演进,运用指数退水模型模拟流域基流,并以2000—2008年的17场实测洪水数据进行参数的率定,用2009—2014年的10场典型洪水进行验证。结果表明:模型率定期17场洪水洪峰流量相对误差绝对值均〈20%,模拟合格率达到100%,峰现时差均≤1h,绝对平均Nash效率系数为0.816,率定出的水文参数准确有效;验证期的10场洪水,洪峰流量相对误差合格率达90%,峰现时差均〈1h,Nash效率系数均〉0.7。HEC-HMS水文模型在武水流域模拟效果较好,可应用于该流域山洪预报工作,且相较于多峰洪水,单峰洪水的模拟效果更佳。
简介:针对我国温室蔬菜水肥一体化管理水平低下、灌溉施肥制度不完善等问题,本研究以设施花椰菜为研究对象,展开了不同的滴灌施肥处理对花椰菜根系生长和其生长土壤硝态氮分布规律影响的田间试验。试验设置了由不同水肥顺序组成的4种滴灌施肥处理,即T1(1/5N-4/5W)、T2(1/5W-1/5N-3/5W)、T3(2/5W-1/5N-2/5W)、T4(3/5W-1/5N-1/5W),如T2(1/5W-1/5N-3/5W)表示整个灌水过程的前1/5时间灌水,接下来的1/5时间施肥,后3/5时间灌水冲洗管道,其他类同。在花椰菜生育期内对土壤水分状况进行测定,收获后测定花椰菜产量、品质及根长密度等指标。研究结果表明:1)滴灌施肥对设施花椰菜产量、品质和氮素累积量的影响均未达到显著水平。花椰菜氮素累计总量随着滴灌施肥时间的向后推移先减小后增加,其中T4处理的氮素累计量最高,达50.23mg/kg。2)通过对比各处理种植前和收获后的土壤无机氮的变化状况,发现种植前土壤无机氮质量分数呈表层高、深层低的特点,收获后土壤剖面的无机氮分布更为均匀,对比发现T1和T4处理更容易发生硝态氮的淋失。3)灌溉施肥过程中前期施肥处理的根系纵向生长更好,而后期施肥处理的根系横向生长更好,其中T3处理的根长密度最大,为2.54cm/cm~3,根系分布范围最广。4)各根系根长参数与土壤硝态氮质量分数均呈一次线性正相关,其中直径〈2mm根系根长的拟合效果最好(R~2=0.8118)。综合考虑产量、品质和根系生长分布等指标,灌水过程中前2/5时间灌水,接下来1/5时间施肥,后2/5时间冲洗管道的T3方案较优。
简介:常规的水土流失野外调查技术已难以满足现阶段区域水土流失监测工作的需求。为探索高效、精准、高质量的水土流失数据采集技术,作者以山东沂蒙山泰山国家级重点治理区蒙阴县为例,以小流域或公里网格为调查单元,通过分析奥维地图的技术优势,针对区域水土流失监测野外调查工作中导航找点难、信息采集过程繁琐、拍照定位精准度低等系列问题,探索了奥维地图与GIS结合在水土流失野外调查工作中的应用,包括基础数据源处理与导入、路线导航、点位查找、信息采集、位置共享以及内业成果处理等;提出了较为系统高效的"无纸化"水土流失野外调查技术与方法,并结合应用实践,对奥维地图应用中存在的不足提出了建议。研究成果可为区域水土流失监测、水土流失综合治理、生产建设项目水土保持监测及监督管理等野外调查环节提供技术参考。
简介:采用黄土、石英砂尾矿、硅藻土等无机粉体对生活污泥进行固化,制备可用于花卉生长的轻质颗粒。采用单一变量控制法探究各无机试剂的最佳添加量和工艺条件为:污泥50%、黄土30%、石英砂尾矿10%、高岭土5%、硅藻土2%、Al2(SO4)33%、烧成温度930℃、和焙烧时间50min。相关性能测试结果表明:黄土添加量从0~100%变化,轻质颗粒的抗压强度逐渐增加到7.35MPa后开始下降。石英砂尾矿用来提高产品抗压强度,当含量为30%~40%时制得的轻质颗粒抗压强度、吸水性等达到最佳性能。硅藻土的多孔结构以及污泥中有机质挥发,使产品具有高孔隙度和吸附性,吸水率为50%。通过对轻质颗粒的X衍射与SEM形貌分析,结果显示采用生活污泥为主原料制备用于花卉生长的轻质颗粒性能优越,符合GB/T17431—1998。
简介:随着人类活动的加剧和气候变化,黄河流域水沙特性也发生了变化。为了解黄河流域产流和产沙的变化过程,通过引入区域径流深和区域输沙模数等参数,根据黄河流域主要水文站1950—2015年以来的实测水沙资料,利用Mann-Kendall统计检验法和水文量累积曲线法,深入研究黄河流域产流侵蚀过程和空间分布的变异特点。结果显示:黄河流域除唐乃亥站无明显趋势变化外,其他干流水文站和11条支流水文站的径流深和输沙模数大都以指数形式呈显著减少趋势,表明黄河流域产流产沙能力减弱。黄河上游水文站多年平均径流深和区域径流深较大,为主要产流区;中游水文站多年平均输沙模数和区域输沙模数较大,为主要产沙区;下游多年平均区域径流深和输沙模数均为负值,为水沙主要消耗区。黄河流域水沙异源现象仍然存在,但有减弱趋势。
简介:为了有效对高速公路工程建设损毁临时用地进行复垦利用和生态重建,利用t检验和主成分分析法,对施工营地、施工便道、弃土场、拌和站和取土场5类临时用地土壤质量的变化,以及5类临时用地之间土壤质量差异进行研究。结果表明:取土场土壤有机质、全氮、碱解氮、速效磷质量分数和酶活性最低,土壤酸化严重;施工营地土壤有机质、全氮、碱解氮和速效磷质量分数和酶活性最高;拌和站土壤密度和紧实度最大,田间持水量最小;弃土场土壤密度和紧实度最小,速效钾养分质量分数最高;施工便道土壤各指标在5类用地中,均处于中间水平(P〈0.05)。土壤有机质、速效磷以及氮素等养分缺乏,土壤酶活性降低,是引发弃土场、取土场的土壤质量下降的主要原因;土壤紧实度、密度增大,孔隙度减小及田间持水量的降低是导致施工便道、拌和站和施工营地土壤质量下降的主要因素。不同类型临时用地土壤质量差异极显著(P〈0.001),在临时用地复垦和生态重建中,应采取针对性的土壤改良措施。主成分分析是损毁土地土壤综合质量诊断分析的有效研究方法。该研究可为工程建设损毁土地的复垦利用、生态重建及水土流失治理提供理论依据。
简介:为研究石漠化喀斯特皆伐迹地自然恢复过程中土壤侵蚀的量、变化规律和发生机理,在贵州省普定县设置喀斯特石漠化皆伐样地,采用测钎法(均匀布点)径流场法2种方法,对该样地恢复过程中土壤侵蚀进行持续的监测,对比2种监测方法的结果及以确定其适用性。结果显示:在皆伐后的4年半恢复过程中,测钎法结果显示总体呈侵蚀趋势,累积侵蚀深度达1.46cm(折合侵蚀模数为2066.7t/(km2·a));自然恢复1年内土壤侵蚀量波动较大,在1年之后则波动减小(除2015年4月(约恢复3年)),3.5年后趋于稳定;径流场法得出的侵蚀模数为0.78t/(km2·a),与测钎法得出的土壤侵蚀结果相差巨大,分析认为这可能是由喀斯特特殊的地表岩土结构和2种监测方法具有不同的观测侧重点及性质共同造成的,2种方法观测结果不具有普遍的可比性(如喀斯特特殊地表、地下状况等不可比),测钎法由于能通过原位监测土壤蠕滑及地下漏失而更适用于该地区。此研究对喀斯特石漠化皆伐迹地的土壤侵蚀量和变化规律有一些认识,但是对于其影响因素还只限于推测,有待开展进一步的研究确认。
简介:土壤水分是陕北半干旱黄土区植被生长最主要的限制因子,然而受坡面微地形的影响,黄土坡面土壤水分存在异质性,从而影响林草植被精准配置。为此,本研究通过对黄土高原5类陡坡微地形土壤含水量(0~180cm土层)的定位监测数据,分析研究不同降水年型条件下土壤水分的变化特征及其对微地形的响应。结果表明:1)降水年型对微地形土壤水分时空变化均有影响,枯水年切沟底土壤含水率季节变化平缓,雨季前下降趋势缓慢,雨季后增长趋势滞后;而丰水年切沟底土壤水分的变化呈V型变化;缓台、浅沟、塌陷和陡坎4种微地形枯水年土壤水分季节变化一致,呈M型变化;而丰水年土壤水分季节变化呈w型,2个最低值出现在5月和11月。2)垂直方向上塌陷、原状坡、陡坎土壤水分自上而下呈先减小后增大的趋势,缓台、浅沟、缓坡呈先增大后减小的趋势,黄土陡坡中的切沟底土壤水分含量最高。3)缓台、陡坎、原状坡的土壤水分速变层和活跃层在丰水年消失,在枯水年深度下移;塌陷、切沟、浅沟、和缓坡土壤水分速变层和活跃层在枯水年均下移。
简介:分析退耕还林以来黄土高原气候的时间变化特征和空间分布特征,研究黄土高原局域气候变化的时空差异性及其与植被恢复的相关性,旨在探讨区域气候是否会对植被覆盖变化做出响应。使用GIS和统计学方法,基于黄土高原区1981年以来的气象数据和2000—2013年的MODIS/NDVI数据,使用趋势分析和Kriging插值,分析气候要素的时空变化特征,结合线性相关性,分析植被恢复和区域气候变化的关系。研究结果表明:1)近30年来黄土高原的气候变化总体趋势是气温上升,而其他气候要素无显著变化;退耕还林以后表现为降水增加、气温不再升高、风速降低、湿度减小。2)2000年以来,黄土高原最高气温变化率、最小相对湿度变化率空间特征表现为条带状,且与夏季NDVI变化率具有相似的空间分布特征。3)植被NDVI与1—4月份的最低气温正相关性显著,与7月份的最高气温负相关性显著,与5—9月份风速负相关性显著,与5月和7月的相对湿度正相关性显著。4)南温带植被NDVI与年均最大风速的负相关性显著,中温带植被NDVI与年均最小相对湿度的正相关性显著,还与春、秋季平均最小相对湿度的正相关性显著。总之,黄土高原的气候变化受到全球气候变化的影响,但是植被覆盖变化也是局地气候变化的1个因素,在温度、风速和湿度方面表现比较明显。
简介:通过外业调查,结合实验室分析法对南京近郊8种人工林地表枯落物累积量及持水性进行研究。结果表明:森林枯落物特性受林分组成的影响大,不同群落枯落物厚度、累积量呈现显著差异(P〈0.05)。枯落物厚度变化区间为2.105.24cm,大小顺序依次为香樟林(Ⅰ)、乐昌含笑林(Ⅱ)、女贞林(Ⅲ)、马褂木林(Ⅳ)、淡竹林(Ⅷ)、朴树林(Ⅴ)、榉树林(Ⅶ)、槭树林(Ⅵ),总累积量也呈现类似的变化趋势。相关分析表明:1)枯落物累积量(M)和其厚度(d)存在显著的正相关关系,其线性方程为M=1.4054d+0.6654(R2=0.8234,P〈0.05)。2)不同群落枯落物的持水量随浸水时间的变化动态一致,即随着浸水时间的延长,持水量依次增加,并呈现出倒"J"型曲线,持水量(W)与浸泡时间(t)的拟合方程为W=alnt+b。不同群落枯落物吸水速率(v)呈现出"L"型递减变化,即随着浸水时间(t)的延长,吸水速率(v)依次减小,并符合如下关系式:v=atb。3)榉树林(Ⅶ)、槭树林(Ⅵ)、朴树林(Ⅴ)3种人工林群落的持水能力较高,其最大持水率(Rmax)均值分别为667.56%、462.90%、341.18%;相对的,马褂木林(Ⅳ)、香樟林群落(Ⅰ)群落的持水能力较低,其Rmax均值分别为191.38%、271.99%;其余几种群落的Rmax均值中等。4)比较不同群落的有效拦蓄量(WSV)以榉树林群落(Ⅶ)最大,达26.32t/hm2;槭树林(Ⅵ)、女贞林(Ⅲ)群落的WSV较大,分别为16.64t/hm2、16.44t/hm2;马褂木群落(Ⅳ)的WSV较小,仅为9.55t/hm2。不同人工林群落水分拦蓄能力有明显差别,城市人工林建设中树种组成及群落类型的选择对成林后林地的持水拦蓄和水源涵养能力有重要影响。榉树林表现为较强的水分拦蓄能力,是当前南京城市森林建设较为合理的发展方向。
简介:为科学评估不同水土保持措施对石漠化地区的治理效果,进一步探索和完善石漠化地区水土流失治理工作,以云南沾益石漠化地区官麦地小流域为研究对象,分析水保林、坡耕地+巨菌草、坡改梯耕地和经果林等不同的水土保持措施对石漠化径流小区土壤改良和产流产沙的影响。结果表明:1)在相同降雨条件下,坡耕地产流量最多,水保林产流量最少。不同水土保持措施下,土壤侵蚀量由高到低分别为荒山草地、坡耕地、梯地、经果林和水保林,其土壤侵蚀量分别占总侵蚀量的65.00%、56.13%、52.43%、50.35%和46.03%;2)水保林、经果林、梯地和坡耕地可有效降低土壤密度、增大孔隙度以及改善土壤结构;3)治理后坡耕地土壤全氮全磷质量分数最高,经果林和水保林次之,荒山草地的全氮质量分数最低,坡耕地、经果林、水保林和梯地土壤全氮量分别较荒山草地高90.63%、74.48%、26.56%和22.4%,全磷质量分数分别较荒山草地高123.64%、96.36%、67.27%和16.64%。综合分析表明:水保林、坡耕地+巨菌草、坡改梯耕地、经果林等水土保持措施能减少水土流失,有效改善土壤理化性质;其中,水保林效果最好,经果林、梯地和坡耕地次之。该研究为解决西南地区石漠化问题,提供理论依据和技术支撑。
简介:根据脱钩理论的基本内涵,利用2005~2015年水资源利用增长率与GDP增长率数据,计算得到2005~2015年云南省经济发展与水资源压力的脱钩弹性系数D,并根据经济发展与水资源压力的脱钩状态划分标准对研究时段内水资源利用与经济发展的脱钩状态进行划分,进而在此基础上分析2012、2015年两个时段经济发展与水资源压力的脱钩状态的空间格局及其变化特征。研究表明:脱钩状态类型组成减少,云南各地州脱钩状态较为复杂,差异较大,但这种差异性呈现缩小的趋势;从脱钩状态类型数量组成看,云南省各地州水资源利用与经济发展的脱钩态势总体呈现弱脱钩态势,其总体上经济总量与水资源使用量均在增加,但经济增长速度高于水资源增长率;从脱钩弹性系数D值看,云南省各地州总体上经济增长与水资源利用呈现脱钩态势,有由弱脱钩向强脱钩转变的趋势;从脱钩状态类型的空间分布变化看,经济发展程度较低的滇西等地区主要呈现强脱钩态势,协调性良好;经济发展程度较高的滇中、滇东等地区,主要呈现弱脱钩态势。
简介:基于全球公顷和国家公顷的生态足迹模型,对元阳县2003~2012年的生态足迹和生态承载力以及生态盈余/赤字进行测算。研究表明,元阳县2003~2012年人均生态足迹呈逐年上升趋势,人均生态承载力呈下降趋势;全球公顷模型中,2004年出现生态赤字,人均生态赤字为0.027hm~2,2011年人均生态赤字达到最大值,为1.313hm~2;国家公顷模型中,2012年出现生态赤字,人均生态赤字为0.091hm~2。影响元阳县生态足迹变化因素的分析表明,耕地是元阳县生态足迹的重要组成部分,生产方式较单一,且生态赤字量呈现出递增趋势;建设用地处于盈余状态,草地处于赤字状态,其余土地类型出现不同程度的赤字现象。据此,提出严格保护耕地资源,优化产业结构,控制人口数量,提高人口素质的元阳县可持续发展对策。
简介:小流域是水土流失综合防治的基本单元,开展小流域划分并确定其防治方向对县域水土保持规划布局具有重要意义。作者以国家级重点治理区沂源县为对象,通过遥感调查、模型计算、资料收集和统计分析等方法,掌握区域现状和水土保持需求,以小流域为单元,提出县域水土保持布局及措施配置。主要结果如下:1)全县水土流失面积为765.99km~2,占46.83%,以轻度侵蚀为主,主要分布在县域东南部、西南部以及东北部等区域;2)全县划分小流域68条,平均面积为24.06km~2,沟道密度1.87~2.99km/km~2,45%的小流域水土流失严重,水土流失面积比高于50%;3)根据小流域特征和水土保持需求,全县划分为4个水土保持分区,提出了"三带三片"重点布局;4)建设生态清洁型小流域21条,以封禁治理为主,占55%;建设生态经济型小流域47条,其中东北部以封禁治理为主(45%),东南部以经济林果为主(60%),西南部以封禁治理(35%)和梯田工程(30%)为主。以小流域为单元,开展县级水土保持布局和措施配置研究,可为县域尺度水土流失防治和水土保持管理提供技术支撑和科学依据。
简介:利用长汀县2000年和2016年LandsatTM影像的土地利用类型解译结果,用马尔可夫的转移矩阵法分析长汀县的土地利用结构时空变化,并重点分析耕地、林地和园地在不同高程、坡度上的分布状况和动态变化。结果表明,2000~2016年,林地面积增加,耕地面积减少,未利用地大量减少,园地面积增加。未利用地主要转变为林地、园地和建设用地,耕地主要转变为林地和园地。未利用地和耕地转变速率最快。随着海拔升高,林地面积先增加后减少,在800~1000m高程带变化较大;耕地和园地面积随着海拔的升高而减少,主要分布在小于600m的区域。林地在6~15°内面积增加最多;耕地在15~25°坡度范围内变化最大;园地在高海拔和高坡度地区出现面积增加趋势,需加强对山地开发的监督。
简介:为准确评价土壤有机碳的尺度效应,分析其多尺度的变异特征并找到控制土壤有机碳空间分布的主导因素,选取内蒙古赤峰市敖汉旗为研究区,以实地调查数据为基础,对研究区进行多尺度采样,采用经典统计学与地统计学相结合的方式分析敖汉旗表层(0~20cm深度)土壤有机碳空间变异的尺度效应。结果表明:县域、中等区域和小流域尺度上表层土壤有机碳平均质量分数分别为7.49,7.57和7.54g/kg。3种研究尺度上土壤有机碳均具有中等强度的空间相关性,变程在980~2100m之间,随着研究尺度的缩小,土壤有机碳的空间自相关距离逐渐缩小。不同研究尺度上各影响因子与土壤有机碳质量分数的相关关系存在较大差异,县域尺度上土壤和植被因子对土壤有机碳质量分数的影响最大,中等区域尺度上植被和海拔因子对土壤有机碳质量分数的影响最大,小流域尺度上海拔和坡度对土壤有机碳质量分数的影响最大。