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赤泥堆场边坡水力侵蚀分析研究

中国矿业 2006年第11期15卷 56-58页

作者：李小平北京科技大学

指出赤泥堆场边坡存在严重的水力侵蚀和水土流失问题,分析了赤泥坡面侵蚀过程,研究了坡面水力侵蚀的机理与影响因素,并就某赤泥堆场的边坡情况进行了分析研究,认为在该堆场应推广植被护坡技术。

关键词：赤泥边坡水力侵蚀植被护坡

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铁路工程施工期水力侵蚀规律与预测方法研究

铁路工程施工期水力侵蚀规律与预测方法研究

作者：何鑫北京交通大学

学位级别：硕士

铁路工程建设引起的水力侵蚀不仅对生态环境造成一定的危害,而且常常对工程本身造成极大的破坏。但是国内外学者对于铁路工程建设过程中水力侵蚀问题的研究尚处于起步阶段,尚无成熟的理论和预测方法可以应用。因此,为了有效地控制铁路... 详细信息

铁路工程建设引起的水力侵蚀不仅对生态环境造成一定的危害,而且常常对工程本身造成极大的破坏。但是国内外学者对于铁路工程建设过程中水力侵蚀问题的研究尚处于起步阶段,尚无成熟的理论和预测方法可以应用。因此,为了有效地控制铁路工程施工期水力侵蚀,就必须找到一种对铁路工程施工期水力侵蚀行之有效的预测方法。本论文在调研前人研究的基础上,针对铁路工程施工期水力侵蚀强度的预测方法而展开。本论文结合铁道部科技司开发计划课题《铁路建设对生态环境影响评价重点指标的研究》,整理和分析甬台温铁路、王万铁路、北同蒲增建二线改造工程、石太客运专线、西安外环铁路、秦沈客运专线、内昆铁路试验研究区的监测资料,提出了一种基于朴素贝叶斯的水力侵蚀定性预测方法:结合铁路施工期水力侵蚀特点和既有监测数据,首先选取降雨量、坡度、植被覆盖度、工程类型、土壤质地作为主要预测评价指标;其次以径流场小区和侵蚀沟的数据为样本,计算各指标的贝叶斯概率表,然后提取基本预测单元的预测指标参数,根据贝叶斯概率表确定水力侵蚀强度等级。

关键词：铁路工程施工期水力侵蚀预测方法侵蚀强度朴素贝叶斯

红壤坡地水力侵蚀下土壤有机碳迁移分布规律及流失过程模拟研究

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红壤坡地水力侵蚀下土壤有机碳迁移分布规律及流失过程模拟研究

作者：陆银梅湖南大学

学位级别：硕士

土壤侵蚀是我国严重的环境问题之一,它不仅引起水土流失,造成土壤养分含量减少,导致土地生产力下降,使土地资源遭受严重破坏,而且由其引起的土壤有机碳(soil organic carbon,SOC)迁移流失,对SOC固定和区域碳循环产生极大影响,进而改变... 详细信息

土壤侵蚀是我国严重的环境问题之一,它不仅引起水土流失,造成土壤养分含量减少,导致土地生产力下降,使土地资源遭受严重破坏,而且由其引起的土壤有机碳(soil organic carbon,SOC)迁移流失,对SOC固定和区域碳循环产生极大影响,进而改变全球气候状况。南方红壤丘陵区是水力侵蚀严重的地区,由土壤侵蚀造成的SOC迁移再分布是生态环境研究的热点问题。本研究通过在2 m(宽)×5 m(长)野外径流小区进行的模拟降雨试验获得数据,试验共设计6场降雨,翻耕4场降雨(100,80,40和30 mm/h),免耕2场降雨(80和30 mm/h),分析小区尺度水力侵蚀影响下径流、泥沙、SOC迁移流失特征及其相互之间的关系和降雨前后SOC坡面与剖面分布差异,以探究水力侵蚀对SOC迁移再分布的影响,同时结合坡面输沙模型与SOC流失计算理论对SOC流失过程进行模拟。研究结果表明:(1)模拟降雨后,表层SOC坡面分布格局发生了显著变化,坡中SOC含量减少,坡下SOC含量增加。同时,水力侵蚀改变SOC的剖面分布格局,SOC发生垂向迁移,表层00 cm SOC含量减少,深层200 cm SOC含量增加。雨强和耕作方式影响SOC的再分布,雨强越大,SOC再分布越显著。翻耕方式下SOC再分布比免耕方式下明显。(2)坡面产流过程对泥沙态有机碳流失过程具有明显影响,除大雨强条件下泥沙态有机碳流失速率在100 min呈现短时间峰值外,各径流小区泥沙态有机碳流失过程与坡面产流过程总体变化趋势基本一致,均表现为产流开始后,其流失率随降雨历时延长而增加,而后逐步趋于平稳,但坡面产流过程对径流有机碳流失过程无明显影响;坡面径流率大小影响SOC流失,坡面径流率变化能解释80%SOC流失的变化,坡面径流率与SOC流失呈线性正相关关系,且坡面径流率对泥沙态有机碳流失的影响比其对径流有机碳流失的影响更明显。泥沙态有机碳含量与泥沙流失量之间呈显著立方拟合关系(除大雨强翻耕与小雨强免耕);泥沙态有机碳流失量与泥沙流失量呈显著线性相关关系。(3)坡面SOC流失模型能够有效地应用于南方红壤丘陵区次降雨过程中坡面SOC流失的模拟中,且具有较好模拟效果,SOC流失率模拟平均误差在30%左右,决定系数在0.85以上;同时模拟结果表明泥沙和SOC流失过程在坡面径流侵蚀影响下呈现波动状态,表现为产流开始后10 min泥沙和SOC流失呈增加趋势,其后在波动中逐渐趋于平稳;通过比较翻耕和免耕条件坡面径流输沙和SOC流失模型,结果表明,翻耕导致的泥沙和SOC流失率大于免耕。

关键词：南方红壤丘陵区水力侵蚀土壤有机碳迁移再分布模拟

基于WebGIS的流域水力侵蚀评价系统研发

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基于WebGIS的流域水力侵蚀评价系统研发

作者：马克新疆农业大学

学位级别：硕士

在漫长的地质过程中,地球的土地表面正在持续或缓慢或快速地发生土壤侵蚀。随着全球人口以及粮食需求的增加,生活条件和生活水平的要求不断提高,土壤侵蚀率进一步提高,带来了一系列环境问题,严重威胁着资源-环境-社会经济的可持续发展现... 详细信息

在漫长的地质过程中,地球的土地表面正在持续或缓慢或快速地发生土壤侵蚀。随着全球人口以及粮食需求的增加,生活条件和生活水平的要求不断提高,土壤侵蚀率进一步提高,带来了一系列环境问题,严重威胁着资源-环境-社会经济的可持续发展现状,逐渐引起了各国政府的高度重视。中国是世界土壤侵蚀最严重的国家之一,新疆地处中国西北边陲,自然环境恶劣,干燥少雨,加剧水力侵蚀危害。其特点是原因复杂,分布范围广,侵蚀量大,侵蚀强度大,危害严重等。防治水力侵蚀、保护生态环境、促进边疆地区经济生态可持续发展是长期而艰巨的任务。本文以小流域为单元,基于气象站点数据、多时序的遥感数据、土壤数据和生态环境背景数据,依据水土流失学、地貌学、遥感学、WebGIS（网络地理信息系统）技术、数据库（Microsoft SQL Server）技术等多门学科理论知识与技术方法,建立水力侵蚀数据库。并在流域尺度下,以中国土壤流失方程CSLE（Chinese Soil Loss Equation）修正模型为指导,应用MyEclipse与ArcGIS Server软件平台,完成基于WebGIS的流域水力侵蚀评价系统研发。以下为本文主要研究内容:（1）收集整理基础地理数据等水力侵蚀相关数据,以国家及行业标准对其进行统一编码和规范性检查,借助ArcGIS与SQL Server技术完成了对水力侵蚀相关数据的进行集中、分层、分类管理和入库。（2）利用水土流失学理论方法,借助CSLE模型计算土壤侵蚀模数,使用Java、JavaScript等面向对象编程语言实现水力侵蚀评价模型,为模型各因子单独实现计算模块,并以小流域为单元,集成优化各个功能模块,实现各个专题模块的功能结合,达到了系统高度耦合。（3）基于WebGIS技术,完成水力侵蚀空间数据和属性数据的在线查询、上传下载功能,有效管理水力侵蚀数据,实现水力侵蚀数据的网络共享。最后,本文详细介绍了对系统的实现过程,包括系统设计和主要功能模块的实现流程和系统运行效果图的展示,并对系统进行了测试和总结。

关键词： WebGIS 水力侵蚀 CSLE 评价系统流域

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我国水力侵蚀抽样调查方法

中国水土保持科学 2012年第1期10卷 77-81页

作者：李智广符素华刘宝元水利部水土保持监测中心北京100053 北京师范大学北京100875

水力侵蚀普查是2010—2012年第1次全国水利普查水土保持情况普查的重要内容之一,抽样调查是本次水力侵蚀普查的主要方法。野外抽样调查单元依据不同侵蚀类型区和各省份实际情况相结合的原则布设:在全国按统一网格布局,按一定密度抽样,... 详细信息

水力侵蚀普查是2010—2012年第1次全国水利普查水土保持情况普查的重要内容之一,抽样调查是本次水力侵蚀普查的主要方法。野外抽样调查单元依据不同侵蚀类型区和各省份实际情况相结合的原则布设:在全国按统一网格布局,按一定密度抽样,获得野外调查单元的位置;以第4层网格(1 km×1 km)为基础,在平原区以1 km×1 km网格、在丘陵区和山区以0.2～3.0 km2的小流域作为野外调查单元。综合分析降雨、地形、土地利用和水土保持措施等影响水力侵蚀的因子,利用中国土壤流失方程来评价水力侵蚀强度,获得水力侵蚀的分布、面积与强度,为国家水土保持与生态建设提供决策依据。水力侵蚀抽样调查方法研究对全面调查和科学评价水力侵蚀现状、发展趋势和预测预报具有重要意义。

关键词：水利普查水力侵蚀抽样调查方案

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基于改进的水力侵蚀算法的腐蚀化地形生成

计算机应用与软件 2009年第3期26卷 82-84页

作者：陈显军湛永松杨明浩石民勇中国传媒大学数字技术与艺术研发中心北京100024 香港城市大学深圳研究院广东深圳518058 中国科学院自动化研究所数字互动媒体实验室北京100080

提出一种新颖的计算机游戏场景地形生成技术。通过引入水量图和沉积物图来改进传统的水力侵蚀算法,以仿真自然地形因风化因素造成的腐蚀化现象,从而增强地形模拟真实感;为了保证游戏实时性,采取四种加速策略进行整体算法优化。实验结果... 详细信息

提出一种新颖的计算机游戏场景地形生成技术。通过引入水量图和沉积物图来改进传统的水力侵蚀算法,以仿真自然地形因风化因素造成的腐蚀化现象,从而增强地形模拟真实感;为了保证游戏实时性,采取四种加速策略进行整体算法优化。实验结果证明,算法适用于为计算机游戏和动画生成实时的真实感地形效果。

关键词：水量图沉积物图水力侵蚀腐蚀化地形计算机游戏

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真实感地形水力侵蚀现象的物理模拟技术研究

真实感地形水力侵蚀现象的物理模拟技术研究

作者：张萌华北电力大学

学位级别：硕士

计算机图形学的研究难点和热点之一就是自然现象真实感模拟。水力侵蚀地形是现实生活及虚拟场景中常见的一种自然现象,其中泥石流最为典型。由于泥石流对人与自然的危害巨大,因此真实感水力侵蚀地形的模拟在影视特效、灾害科普教育、虚... 详细信息

计算机图形学的研究难点和热点之一就是自然现象真实感模拟。水力侵蚀地形是现实生活及虚拟场景中常见的一种自然现象,其中泥石流最为典型。由于泥石流对人与自然的危害巨大,因此真实感水力侵蚀地形的模拟在影视特效、灾害科普教育、虚拟现实等领域有重要研究意义。本文为了实现水力侵蚀地形真实感模拟,以自然界的客观物理规律为基础展开研究,利用计算机图形学模拟水力侵蚀地形的现象。首先,综合分析水力侵蚀地形研究中的相关技术、理论与研究现状。其次,分析各类流体模拟方法的基本理论与优缺点,并详细研究本文采用光滑粒子流体动力学(Smoothed Particle Hydrodynamics,SPH)方法。接着,为了增强水力侵蚀地形的真实感,提出一种基于达西定律的地形湿润模型来刻画地形对水分吸收、产生积水与水分在地形表面扩散的现象,基于达西定律的计算方法保证水分传输的真实物理性。随后,围绕现有研究模拟侵蚀种类单一的问题,对自然水力侵蚀现象进行合理简化,提出一种包含溅蚀过程的水力侵蚀模型,并利用材料力学中弹丸冲击平面靶材变形模型描述溅蚀对地形的形变量。此外,为了解决侵蚀模型中未考虑湿润因素这一问题,提出一种基于湿润因素的侵蚀计算方法。最后,为了验证本文提出模型与方法的可行性,分别模拟出湿润现象,侵蚀现象,泥石流与山体以及房屋交互的过程。模拟结果表明,本文提出方法与模型能够逼真模拟出水力侵蚀地形过程中所产生湿润与侵蚀现象。

关键词：计算机图形学水力侵蚀光滑粒子流体动力学溅蚀湿润扩散

黄土高原区铁路边坡工程施工期水力侵蚀规律研究

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黄土高原区铁路边坡工程施工期水力侵蚀规律研究

作者：李冰北京交通大学

学位级别：硕士

国内外学者对于水土流失方面的研究已经取得了很大的成就,黄土高原区作为土壤侵蚀比较严重的地区,也一直是水土流失重点研究和治理地区,但是对于黄土高原地区铁路工程建设过程中水力侵蚀问题的研究尚处于起步阶段,尤其是对于铁路边坡的... 详细信息

国内外学者对于水土流失方面的研究已经取得了很大的成就,黄土高原区作为土壤侵蚀比较严重的地区,也一直是水土流失重点研究和治理地区,但是对于黄土高原地区铁路工程建设过程中水力侵蚀问题的研究尚处于起步阶段,尤其是对于铁路边坡的土壤侵蚀模数还没有系统的研究。本文结合铁路边坡工程的基本特点和黄土高原区土壤侵蚀的基本特征,在石太客运专线路堑边坡和施工便道边坡上进行了水力侵蚀的现场调查,在西安北环铁路的路堤边坡上进行了水力侵蚀小区试验,对北同蒲河庄弃土场数据进行了分析,研究了黄土高原区铁路边坡工程施工期水力侵蚀强度规律,明确了铁路填方路堤、路堑边坡、弃土场边坡等工程类型施工期的土壤侵蚀模数,探讨了铁路边坡工程施工对工程所在地区水土流失的促进作用,以此为基础,研究了黄土高原区铁路工程施工期水力侵蚀强度的区域分布特征。

关键词：黄土高原水土流失土壤侵蚀模数水力侵蚀路堑边坡路堤边坡弃土场边坡

基于RS-GIS的湖北丹江库区土壤水力侵蚀定量分析

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生态环境 2006年第6期15卷 1319-1323页

作者：张利华梁俊蒋金龙陈于中国地质大学地球科学学院湖北武汉430074

湖北丹江库区是南水北调中线工程的主要淹没区和水源区,土壤水力侵蚀是影响水质安全和工程实施的重要因素。以1998年和2003年的TM遥感影像为主要信息源,建立了以植被覆盖度、坡度和土地利用为指标的水力侵蚀遥感分析方法,将水力侵蚀强... 详细信息

湖北丹江库区是南水北调中线工程的主要淹没区和水源区,土壤水力侵蚀是影响水质安全和工程实施的重要因素。以1998年和2003年的TM遥感影像为主要信息源,建立了以植被覆盖度、坡度和土地利用为指标的水力侵蚀遥感分析方法,将水力侵蚀强度分为六级,并结合GIS的空间分析功能对1998年和2003年库区水力侵蚀强度变化及空间分布进行了划分。结果表明五年间库区微度侵蚀、中度侵蚀和强度侵蚀面积呈增加趋势,而轻度侵蚀和极强度侵蚀面积呈减少趋势;并将库区水力侵蚀空间分布划分为北部中低山丘陵中强度侵蚀区和中部河谷城区轻度流失区。分析结果对库区土壤侵蚀的治理和生态环境的改善具有指导意义。

关键词： RS技术湖北丹江库区水力侵蚀