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基于Python语言和Abaqus平台的边坡可靠度计算自动化算法开发

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土木与环境工程学报（中英文） 2019年第5期41卷 67-72页

作者：任斌斌苏立君张崇磊谢奇峻中国科学院山地灾害与地表过程重点实验室中国科学院、水利部成都山地灾害与环境研究所成都610041 中国科学院青藏高原地球科学卓越创新中心北京100101 中国科学院大学人工智能学院北京100049

可靠度方法因其更符合边坡岩土体的非均匀性及失稳破坏的不确定性特征,受到科研及工程设计人员的重视。然而,目前没有成熟且能够用于可靠度分析的随机有限元软件,而跨平台的随机场生成和稳定性分析增加了可靠度分析的难度,从而限制了其... 详细信息

可靠度方法因其更符合边坡岩土体的非均匀性及失稳破坏的不确定性特征,受到科研及工程设计人员的重视。然而,目前没有成熟且能够用于可靠度分析的随机有限元软件,而跨平台的随机场生成和稳定性分析增加了可靠度分析的难度,从而限制了其推广应用。基于Python语言和Abaqus平台,开发了一套能自动计算边坡可靠度的随机有限元算法。在给定边坡几何参数及土体抗剪强度参数的均值、相关距离和变异系数前提下,利用该算法可自动实现非平稳随机场的离散及边坡失效概率的计算;该程序有效地解决了多种软件交互使用的稳定对接和子程序编写等难题;与经典的边坡算例进行对比,计算结果验证了该方法的可靠性。

关键词：非平稳随机场自动化程序边坡可靠度失效概率

雅江河谷防沙治沙工程近地表特性——林下植被特性、生物结皮及土壤养分变化特征

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中国环境科学 2021年第9期41卷 4310-4319页

作者：刘琳张宝军熊东红唐永发袁勇中国科学院山地灾害与地表过程重点实验室四川成都610041 中国科学院、水利部成都山地灾害与环境研究所四川成都610041 中国科学院大学北京100049 四川农业大学四川雅安625014

采用对比分析和时空互代法,从植被配置模式(杨树+砂生槐、砂生槐、花棒、藏沙蒿)、工程年限(6,1.,30a)2个方面,研究了雅鲁藏布江(简称雅江)河谷防沙治沙生态工程实施过程中林下植被特性、地表生物结皮及土壤养分等变化特征.结果表明,工... 详细信息

采用对比分析和时空互代法,从植被配置模式(杨树+砂生槐、砂生槐、花棒、藏沙蒿)、工程年限(6,1.,30a)2个方面,研究了雅鲁藏布江(简称雅江)河谷防沙治沙生态工程实施过程中林下植被特性、地表生物结皮及土壤养分等变化特征.结果表明,工程年限为1.a的乔灌(杨树+砂生槐)、灌木(砂生槐、花棒)型样地较草本(藏沙蒿)更有利于提高林下植物多样性,且杨树+砂生槐样地的林下植被地上生物量、枯落物量、地下生物量、土壤有机质、全氮与全磷含量均显著高于其他3种样地.藏沙蒿样地的生物结皮最为发育,花棒样地次之,杨树+砂生槐样地无结皮.随年限延长,杨树+砂生槐样地林下植物多样性、枯落物量、地下生物量、土壤有机质、全氮及全磷含量呈增加趋势,生物结皮仅在6a样地中有发育;砂生槐样地地上生物量、地下生物量、生物结皮逐渐增加,但植物多样性、全氮含量呈下降趋势,枯落物量、有机碳及全氮含量呈先增加后减小规律.不同配置模式中,杨树+砂生槐乔灌型样地各项指标综合表现最佳,并随工程年限延长,对促进河谷沙地植被演替、提高植被生产力、提升沙地肥力等作用愈强.建议该区防沙治沙工程中应推广杨树+砂生槐乔灌型模式为主.

关键词：沙地生态工程植被特性生物结皮雅鲁藏布江

苹果园施用高效氯氰菊酯对施药人员的暴露量及健康风险评估

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农药 2021年第1期60卷 38-41,65页

作者：高越赵劲宇张鹏九刘中芳史高川范仁俊山西农业大学植物保护学院太原030031 山西农业大学棉花研究所山西运城044000

[目的]研究苹果园施用高效氯氰菊酯对施药人员的暴露水平及健康风险评估。[方法]采用担架柱塞泵式喷雾器进行人工喷雾,在苹果树果园中施用高效氯氰菊酯乳油,通过全身整体取样方法对施药者的外部与内部实验服等暴露量进行分析,研究苹果... 详细信息

[目的]研究苹果园施用高效氯氰菊酯对施药人员的暴露水平及健康风险评估。[方法]采用担架柱塞泵式喷雾器进行人工喷雾,在苹果树果园中施用高效氯氰菊酯乳油,通过全身整体取样方法对施药者的外部与内部实验服等暴露量进行分析,研究苹果园施用高效氯氰菊酯对操作人员的暴露风险。[结果]施药者的下裤外部的单位暴露量最高为396.60 mg/kg,手套内部的暴露量最低为5.38 mg/kg,外衣前胸、外衣下裤和手套3个部位是最主要的暴露部位,约占暴露总量的60%以上。施药人员的健康风险系数超出正常风险值4倍,表明健康风险不可接受。[结论]在多年生的苹果园采用担架柱塞泵式喷雾器进行人工喷施高效氯氰菊酯乳油时,人体暴露量较高,存在一定的安全隐患,在施药时应注意对器械进行检查以及穿戴好防护措施,最终降低暴露风险。

关键词：担架柱塞泵式喷雾器高效氯氰菊酯暴露量风险评估

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耕作引起的紫色土母岩破碎运动定量分析

农业工程学报 2020年第7期36卷 166-172页

作者：许海超张建辉戴佳栋王勇王恒向军中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所成都610041 中国科学院大学北京100049 四川农业大学水利水电学院雅安625014

紫色土区存在耕作破碎母岩补充土壤的现象,尤其是在土层浅薄且岩性松软的泥页岩区,然而目前鲜有相关方面报道。为定量评估不同自然条件和耕作方式下母岩破碎运动特征,以裸露泥岩为研究对象,在野外模拟耕作试验中使用物理示踪法追踪2种... 详细信息

紫色土区存在耕作破碎母岩补充土壤的现象,尤其是在土层浅薄且岩性松软的泥页岩区,然而目前鲜有相关方面报道。为定量评估不同自然条件和耕作方式下母岩破碎运动特征,以裸露泥岩为研究对象,在野外模拟耕作试验中使用物理示踪法追踪2种含水率(7.44%和1..77%)和5个坡度(5°、1.°、1.°、20°、25°)条件下,不同深度(2、4、6 cm)耕作引起的母岩破碎运动情况。结果表明:1.含水率是影响母岩破碎运动的重要因素,且耕作深度越小其影响越大;2)随着耕作深度的增大,岩屑的平均位移呈逐渐减小的变化趋势,2 cm深度耕作引起的岩屑位移最大;3)岩屑位移随着深度的增加快速减小,且岩石含水率高的坡面减小幅度更大;4)母岩含水率较高(1..77%)时,坡度对坡面岩屑运动没有显著影响(P>0.1.,但母岩含水率较低(7.44%)时,坡度与坡面岩屑位移存在显著正相关关系(P1.。可见,耕作破碎母岩过程受到岩石含水率、耕作深度和坡度的共同影响,且各因子在不同深度的作用机制不同。该研究为揭示母岩人为风化成土和侵蚀机制初步提供了技术支撑和依据。

关键词：坡度侵蚀含水率紫色泥页岩岩屑运动耕作深度

甘肃省狼娃山金多金属矿控矿条件及找矿标志分析

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世界有色金属 2018年第21期43卷 54-56页

作者：任军强金鹏张玉明杨彦义甘肃省有色金属地质勘查局张掖矿产勘查院甘肃张掖734012

甘肃省狼娃山金多金属矿位于红石山—六陀山裂谷缝合带南侧狼娃山-白梁复背斜的南翼,通过区域背景、工作区成矿地质特征,分析了该工作区的控矿条件,认为金多金属矿受石炭系下统白山群的酸性火山岩、近EW向、NW向、NNW向断裂、石英脉、... 详细信息

甘肃省狼娃山金多金属矿位于红石山—六陀山裂谷缝合带南侧狼娃山-白梁复背斜的南翼,通过区域背景、工作区成矿地质特征,分析了该工作区的控矿条件,认为金多金属矿受石炭系下统白山群的酸性火山岩、近EW向、NW向、NNW向断裂、石英脉、矽卡岩控制,其成因为中低温热液型成因的金多金属矿。主要找矿标志为构造蚀变带+石英脉+地层岩性。

关键词：狼娃山金多金属矿控矿条件找矿标志甘肃省

大渡河中游干暖河谷区生境对植物群落分布格局和多样性的影响

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生物多样性 2020年第2期28卷 117-127页

作者：李霞朱万泽孙守琴舒树淼盛哲良张军刘亭张志才中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所成都610041 中国科学院大学北京100049 四川省石棉县林业局四川石棉625400

大渡河中游干暖河谷区滑坡和泥石流灾害频发,对该区域坡面植物群落的研究有助于揭示植被演替的方向,为坡面植被生态恢复提供基本依据。本研究沿大渡河中游河谷区每隔约5km设置典型样地,调查了植被的物种组成和分布以及样地的地形、土壤... 详细信息

大渡河中游干暖河谷区滑坡和泥石流灾害频发,对该区域坡面植物群落的研究有助于揭示植被演替的方向,为坡面植被生态恢复提供基本依据。本研究沿大渡河中游河谷区每隔约5km设置典型样地,调查了植被的物种组成和分布以及样地的地形、土壤等1.个生境因子,探讨河谷区植被的连续性变化,并通过多元回归树(multivariate regression trees, MRT)、多样性指数和典范对应分析(canonical correspondence analysis, CCA)等方法对植物群落进行分类、比较和排序。结果表明:大渡河中游干暖河谷植被以土壤碳含量、pH值和C:N等3个因子为节点,可划分为多花胡枝子(Lespedezafloribunda)–荩草(Arthraxonhispidus)–香薷(Elsholtziaciliate)(群落A)、地果(Ficustikoua)–车桑子(Dodonaeaviscosa)–川滇薹草(Carexschneideri)(群落B)、云南松(Pinusyunnanensis)–栓皮栎(Quercus variabilis)(群落C)和荩草–扭黄茅(Heteropogon contortus)(群落D)等4种群落。该区域以灌木和草本为主要植被类型(群落A、B、C),间或有裸地分布,易成为泥石流灾害产生的物源区;以多花胡枝子为主的灌草群落A的物种丰富度、优势度与多样性表现一致,均高于以乔木和草本为主的群落C和D,但物种多样性优势并不显著,灌草群落分布广而结构单一,外来物种占比为8.33%,是生态系统脆弱和不稳定的表现。多元回归树和典范对应分析结果表明, pH值、C:N、坡向和土壤容重等4个因子对植物群落组成和分布影响最大,且土壤因子的影响大于地形因子。

关键词：大渡河干暖河谷多元回归树物种多样性典范对应分析

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兰州市北山削山造地的土壤质量变化评价

水土保持通报 2023年第4期43卷 61-67,82页

作者：任秀子王龙徐学选张连科西北农林科技大学草业与草原学院陕西杨凌712100 北京良乡蓝鑫水利工程设计有限公司北京102488 中国科学院水利部水土保持研究所陕西杨凌712100 甘肃省科学院地质自然灾害防治研究所甘肃兰州730000

[目的]评价兰州市北山削山造地引起的土壤质量变化,旨在为该区削山造地工程和生态效益评价提供科学依据和建议。[方法]选择兰州市城关区北山原有耕地、林地、草地、削山产生的新造地4种土地利用方式,采集土壤物理性质、化学性质和根系... 详细信息

[目的]评价兰州市北山削山造地引起的土壤质量变化,旨在为该区削山造地工程和生态效益评价提供科学依据和建议。[方法]选择兰州市城关区北山原有耕地、林地、草地、削山产生的新造地4种土地利用方式,采集土壤物理性质、化学性质和根系生物量样品,基于主成分分析法(principal component analysis,PCA)筛选出最小数据集(minimum data set,MDS),通过土壤质量指数对兰州市北山土壤质量进行评价。[结果]①基于包括1.项理化指标的土壤质量全数据集(total data set,TDS)的主成分分析,构建了由容重、速效磷、速效钾、全氮、pH值组成的最小数据集。②兰州市北山4种土地利用方式下土壤质量指数排序为:耕地>林地>新造地>草地,削山造地显著影响了土壤的水分保持、有机质积累、全氮、速效钾含量等。③最小数据集和全数据集之间相关性系数为0.66,最小数据集能够较好地进行土壤质量评价(p1.。[结论]兰州市北山的耕地和林地具有更好的土壤质量,新造地土壤的持水与积累养分能力低于原有耕地和林地,是未来植被恢复和重建的重点区域。削山造地时应尽量安排在草地上进行,注意对原有耕地和林地的保护。

关键词：土壤质量最小数据集主成分分析削山造地兰州市

海螺沟冰川退缩区原生演替序列植被物种多样性与生物量的关系

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应用与环境生物学报 2022年第5期28卷 1129-1136页

作者：陈彭祯霓任亮晶罗辑孙守琴刘巧张伟戴巡中国科学院、水利部成都山地灾害与环境研究所成都610041 四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室成都610065 四川大学水利水电学院成都610065 四川师范大学生命科学学院成都610101 四川省农业农村厅植物保护站成都610041 四川省甘孜州海螺沟景区管理局甘孜626000 中国科学院大学北京100049

生物量-物种多样性关系是生态学研究的热点之一,其具体模式目前还未形成共识,背后机制也存在较大争议.在川西贡嘎山海螺沟冰川退缩区原生演替序列上建立样地,以空间代替时间的方法,对冰川退缩后第6、27、37、47、53、59、87、1.7、1.7... 详细信息

生物量-物种多样性关系是生态学研究的热点之一,其具体模式目前还未形成共识,背后机制也存在较大争议.在川西贡嘎山海螺沟冰川退缩区原生演替序列上建立样地,以空间代替时间的方法,对冰川退缩后第6、27、37、47、53、59、87、1.7、1.7年期间9个演替阶段(T1.T9)进行生物量和物种多样性调查,分析冰川退缩区植被原生演替过程中物种多样性演化格局及与植被生物量的关系.结果显示:(1.海螺沟冰川退缩区物种丰富,共记录植物27目31.58属68种,但不同演替阶段植物物种组成差异较大;(2)群落尺度上植物物种丰富度、Shannon-Wiener指数和E. Pielou指数呈“单峰”型,峰值分别出现在59年(29.00±2.00)、87年(2.68±0.21.和87年(0.88±0.07);(3)植物群落生物量介于0.95-207.80 t/hm^(2)之间,呈波动上升,在87年达到峰值;(4)群落尺度上生物量与物种多样性具有长期正线性相关关系,而乔、灌、草不同层次生物量-物种多样性关系无显著相关,仅少数呈负相关.本研究为生物量-物种多样性关系假说提供了一个实例,并表明不同演替阶段物种组成差异大,群落生物量-物种多样性关系存在正相关,但各层次内部无统一趋势.

关键词：原生演替生物多样性生物量物种组成冰川退缩区

猪粪源DOM对三峡消落带土壤吸附Cd的影响

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农业环境科学学报 2020年第6期39卷 1240-1248页

作者：方宇潇张维崔俊芳张建强唐翔宇周启刚西南交通大学地球科学与环境工程学院成都611756 中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所山地表生过程与生态调控重点实验室成都610000 重庆工商大学旅游与国土资源学院重庆400067 生态环境空间信息数据挖掘与大数据集成重庆市重点实验室重庆400067

由于周期性的淹水-排干交替作用导致三峡库区消落带土壤理化性质和孔隙性质产生较大空间差异进而影响重金属的吸附和迁移行为。本研究以库区非消落带(1.7 m)和消落带(1.0、1.1.m)不同淹水时长土壤为对象,通过吸附动力学试验和等温吸附... 详细信息

由于周期性的淹水-排干交替作用导致三峡库区消落带土壤理化性质和孔隙性质产生较大空间差异进而影响重金属的吸附和迁移行为。本研究以库区非消落带(1.7 m)和消落带(1.0、1.1.m)不同淹水时长土壤为对象,通过吸附动力学试验和等温吸附平衡试验研究猪粪源溶解性有机质(DOM)添加对库区土壤吸附Cd的影响。结果表明,Elovich方程能较好地描述库区土壤对Cd的动态吸附(R2>0.886),而Langmuir和Freundlich模型均能较好地拟合Cd的吸附等温线。库区土壤对Cd的吸附为化学吸附且表现出强烈的非线性(1.n≤0.45)。在梯度上,库区土壤对Cd的吸附强度(Qe、Qm及Kf):消落带1.0 m>非消落带1.7 m>消落带1.1.,土壤pH是最关键的内在影响因素。猪粪DOM的添加能有效抑制库区土壤对Cd的吸附,尤其对消落带下部(1.1.m)土壤Cd吸附的抑制效果最明显。库区土壤对Cd的吸附量对猪粪DOM初始添加浓度梯度的响应呈现先快速降低(DOM添加浓度1.再平稳缓慢增加的特点。在"后三峡"时代消落带管理过程中应特别注意消落带下部土壤中外源DOM输入对Cd动态的影响。

关键词：吸附 Cd 溶解性有机物消落带