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连续降雨条件下晋西黄绵土坡面径流路径及微地形变化
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作者 陈红 付兴涛 《水土保持学报》 北大核心 2025年第3期78-87,96,共11页
[目的]为阐明连续降雨条件下坡面径流路径与微地形变化特征及其对侵蚀产沙的影响。[方法]以具有典型代表性的晋西黄绵土坡面为研究对象,开展室内人工模拟降雨试验,降雨强度为30、60、90 mm/h,坡长3 m,宽1 m,坡度15°。[结果]坡面产... [目的]为阐明连续降雨条件下坡面径流路径与微地形变化特征及其对侵蚀产沙的影响。[方法]以具有典型代表性的晋西黄绵土坡面为研究对象,开展室内人工模拟降雨试验,降雨强度为30、60、90 mm/h,坡长3 m,宽1 m,坡度15°。[结果]坡面产流速率随着雨强的增大由144.84 mL/(min·m^(2))增至978.02 mL/(min·m^(2)),并且随降雨场次的增加增速加快,达到稳定的时间由24 min减小到15 min。产沙方面,不同降雨强度下产沙速率的变化趋势呈显著差异,30 mm/h的雨强下,场降雨平均产沙速率由最初的0.08 g/(min·m^(2))随产流历时延长逐渐增加后趋于稳定为0.13~0.42 g/(min·m^(2));而在60、90 mm/h雨强下,场降雨平均产沙速率随产流历时分别由2.02、2.76 g/(min·m^(2))逐渐减少,后分别稳定在0.55~0.99、0.50~0.83 g/(min·m^(2))。30 mm/h条件下,坡面径流路径分布相对随机,而在90 mm/h条件下的第4场降雨后,形成1条长4.45 m的主要流路,并贯穿整个坡面,径流连通程度增加,流路稳定发展。地表粗糙度、切割度的值由坡面上部至下部依次增大,并且随着降雨强度的增加,高值区面积占比由33.09%、18.74%增至53.63%、30.80%。[结论]研究结果为连续降雨条件下晋西黄绵土坡面径流连通过程及微地形变化的深入理解及水土流失治理提供科学依据。 展开更多
关键词 黄绵土坡面 连续降雨 径流路径 地表地形 土壤侵蚀
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不同降雨条件下垄作坡面地表微地形及土壤侵蚀变化特征 被引量:17
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作者 林艺 秦凤 +5 位作者 郑子成 张林 刘麟翔 徐巍 吴春柳 李廷轩 《中国水土保持科学》 CSCD 北大核心 2015年第3期32-38,共7页
为了弄清垄作坡面地表微地形的变化及土壤侵蚀特征,以期有效防控紫色土区坡耕地水土流失,通过室内人工模拟降雨试验,分析递增和递减降雨系列下,紫色土区横坡垄作坡面地表微地形的空间变化特征,探讨其对地表产流和侵蚀产沙的影响。结果... 为了弄清垄作坡面地表微地形的变化及土壤侵蚀特征,以期有效防控紫色土区坡耕地水土流失,通过室内人工模拟降雨试验,分析递增和递减降雨系列下,紫色土区横坡垄作坡面地表微地形的空间变化特征,探讨其对地表产流和侵蚀产沙的影响。结果表明:1)在不同降雨条件下,地表高程变化均以减小为主,变化量主要集中在-2~0cm之间。2)递增降雨条件下,地表糙度在前2场降雨中无明显变化,到第3场降雨后明显增大;递减降雨条件下则先增大后减小。3)不同降雨条件侵蚀产沙量差异不大,递增降雨条件下产沙量比递减条件下大3.9%;但产流量比递减条件下小14.8%。4)递增降雨较递减降雨产流、产沙时间更晚。5)横坡垄作在小降雨强度时可有效地减少土壤侵蚀,但当降雨强度增大到1.5 mm/min时,则易发生断垄现象,反而会增大土壤侵蚀。 展开更多
关键词 降雨条件 横坡垄作 地表地形 土壤侵蚀
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降雨类型对地表微地形空间变化及产流、产沙的影响 被引量:7
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作者 秦凤 郑子成 +2 位作者 何淑勤 李廷轩 孔祥东 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2013年第4期17-22,共6页
采用人工模拟降雨试验的方法,分析延迟型和减弱型2种雨型下紫色土地表微地形的空间变化特征,探讨其对地表产流过程和侵蚀产沙的影响。结果表明,随降雨时间的推移,地表高程波动范围缩小并集中于(-5)~5mm之间,高程变化的最大值多出现在... 采用人工模拟降雨试验的方法,分析延迟型和减弱型2种雨型下紫色土地表微地形的空间变化特征,探讨其对地表产流过程和侵蚀产沙的影响。结果表明,随降雨时间的推移,地表高程波动范围缩小并集中于(-5)~5mm之间,高程变化的最大值多出现在坡面中下部;延迟型降雨下,地表衰退所占面积比例分别为48.56%,45.28%和63.14%,减弱型降雨下分别为38.59%,36.58%和35.12%,前者第4,5级水系起始点向坡面上部迁移,后者起始点稳定在坡面中部。不同雨型下径流总量差异较小,但延迟型降雨侵蚀量高于减弱型降雨35.83%。 展开更多
关键词 雨型 地表地形 DEM 水系 土壤侵蚀
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地表微地形测量及定量化方法研究综述 被引量:25
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作者 朱良君 张光辉 《中国水土保持科学》 CSCD 2013年第5期114-122,共9页
地表微地形测量是地表粗糙度定量化的基础,对地表形态动态监测、水文过程模拟以及土壤侵蚀过程模型的构建具有重要意义。目前,微地形测量方法主要分为接触式和非接触式2大类,前者包括测针法、链条法、差分GPS法等,后者包括超声波测... 地表微地形测量是地表粗糙度定量化的基础,对地表形态动态监测、水文过程模拟以及土壤侵蚀过程模型的构建具有重要意义。目前,微地形测量方法主要分为接触式和非接触式2大类,前者包括测针法、链条法、差分GPS法等,后者包括超声波测距法、红外线传感器法、结构光激光扫描法、激光测距扫描法、三维激光扫描仪法、近景摄影测量法等。在全面回顾各方法原理、优缺点及其应用的基础上,分析地表粗糙度定量化常用方法:统计方法指数、地统计学指数和分形及多重分形模型。认为:1)差分GPS法、结构光激光扫描法、三维激光扫描仪法和近景摄影测量法将在亚毫米一,厘米级地表微地形测量及地表粗糙度多尺度特征研究中发挥重要作用,同时简单、方便的测针法可能在野外测量中依然占据主导地位;2)以地表微地形测量技术为基础,在土壤侵蚀过程模型中亟需形成一套完整的“测量一定量化一模型应用”范式,同时应加强对地表微地形空间异质性和各向异性的研究,发展新的统一的地表粗糙度定量化方法。 展开更多
关键词 地表地形 地表粗糙度 定量化 接触式 非接触式
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矿山地表移动带快捷成图方法及应用研究 被引量:3
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作者 刘豪杰 刘爱华 《有色金属科学与工程》 CAS 2011年第6期7-11,共5页
矿山地表移动带的圈定是地下矿山规划与设计中的一项重要工作,而变传统的手工绘图为计算机CAD辅助绘图则能快速准确地完成这项任务.结合矿山地表移动带的确定原理,以CAD软件为基本工具,提出了一种基于岩体移动角的矿山地表移动带计算机... 矿山地表移动带的圈定是地下矿山规划与设计中的一项重要工作,而变传统的手工绘图为计算机CAD辅助绘图则能快速准确地完成这项任务.结合矿山地表移动带的确定原理,以CAD软件为基本工具,提出了一种基于岩体移动角的矿山地表移动带计算机辅助生成法,并研究确定了该方法的具体操作方法:①直接在地质剖面图中根据岩体移动角绘制移动边界线,与地表交点即为该方向矿山地表移动带外边界点;②或者先在地质剖面图中确定矿体最深(或最突出)部位的X(或Y)及Z坐标,将该点投影到地表地形图中,通过计算机辅助绘图得到该方向的地表移动带外边界点;③将所获得的地表移动带外边界点依次连接形成闭合曲线,得到矿山地表移动带.该方法在某矿山地表移动带的圈定中获得了成功应用,效果良好. 展开更多
关键词 岩体移动角 移动范围 地质剖面图 地表地形 CAD软件
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汾河谷地大气环境容量与大气污染过程的数值模拟与敏感性分析 被引量:1
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作者 王孜澈 茅宇豪 +1 位作者 郭淑雅 刘振鑫 《大气科学学报》 CSCD 北大核心 2024年第4期604-619,共16页
对汾河谷地及太原市在2015年1月的一次重污染过程运用WRF-Chem模式进行污染过程的数值模拟、观测验证和地形敏感性实验,分析了河谷地形对区域污染过程和大气环境容量的影响机制。结果表明:太原市及周边汾河谷地大气边界层环流和大气污... 对汾河谷地及太原市在2015年1月的一次重污染过程运用WRF-Chem模式进行污染过程的数值模拟、观测验证和地形敏感性实验,分析了河谷地形对区域污染过程和大气环境容量的影响机制。结果表明:太原市及周边汾河谷地大气边界层环流和大气污染传输受天气系统、地形和城市化共同影响;地形环流强度明显强于太原城市热岛环流,且对其发展存在明显抑制作用,从而限制了城市大气环境容量,加剧城市近地面大气污染物的堆积和空气质量恶化;研究区域大气环境容量受气象主导风向影响:当天气主导风向偏南北向,也即与狭长的汾河谷地走向一致时,有利于该区域大气污染物的扩散清除,而当天气主导风向偏东西向时,则该区域大气环境容量明显减小,且近地面大气污染物浓度与大气环境容量之间呈强相关性,相关系数达到0.74;当地形敏感组实验中取消太原市周边河谷地形特征时,上述相关系数降低到0.21。 展开更多
关键词 汾河谷地 大气环境数值模拟 WRF-Chem 地形高度与地表利用类型 山谷风环流
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2010智利Maule特大地震的同震效应 被引量:17
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作者 黄禄渊 张贝 +2 位作者 瞿武林 张怀 石耀霖 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期972-984,共13页
2010年智利Maule大地震是人类有观测记录以来第六大地震,基于高性能并行有限元方法,建立含地表地形和Moho面起伏的大规模非均匀椭球地球模型,计算了该地震同震效应,并根据库仑应力变化分析周围断层地震活动性和主震对余震的触发关系.结... 2010年智利Maule大地震是人类有观测记录以来第六大地震,基于高性能并行有限元方法,建立含地表地形和Moho面起伏的大规模非均匀椭球地球模型,计算了该地震同震效应,并根据库仑应力变化分析周围断层地震活动性和主震对余震的触发关系.结果表明:对于2010年Maule地震,地球曲率和层状结构对同震水平位移影响不可忽略,如果不采用球面分层模型,在低纬度远场可能会造成位移和应变量值均被低估,在高纬度远场可能会造成位移被夸大而应变被低估.如果不考虑介质横向不均匀和地形,同震应力降被显著低估,近场同震东西向应力变化误差最高95.4%,南北向应力变化误差最高90.8%.Illapel地区库仑应力变化约10 kPa,相当于15年构造积累,Maule地震加速了2015年Illapel地震发生.以最优破裂方向投影得到库仑应力变化,经统计70.9%余震落在库仑应力变化量值大于10 kPa区域.本次特大地震触发了Pichilemu附近M_w6.9和M_w7.0两次正断型余震. 展开更多
关键词 马乌拉大地震 介质横向不均匀性 地表地形 同震效应 库仑应力变化
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哈山冲断带构造变形数值模拟
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作者 赵利 王斌 +4 位作者 王光增 方成名 黄光明 梁宇生 董大伟 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期3704-3716,共13页
岩石圈流变结构是控制大陆碰撞造山的重要因素.哈山冲断带的构造变形、地表地形与青藏高原周缘冲断带差异较大,指示需要开展地壳流变学研究.本研究采用二维数值模拟,设计了盆山上地壳强度横向差异的单因素实验,模拟结果分析表明:若上地... 岩石圈流变结构是控制大陆碰撞造山的重要因素.哈山冲断带的构造变形、地表地形与青藏高原周缘冲断带差异较大,指示需要开展地壳流变学研究.本研究采用二维数值模拟,设计了盆山上地壳强度横向差异的单因素实验,模拟结果分析表明:若上地壳强度“山弱盆强”,构造变形集中于造山带,断块垂向叠置造成造山带隆升,使地表地形的构造高点位于造山带;若上地壳强度“山强盆弱”,构造变形集中于冲断带和盆地,盆山相互作用造成地表地形的构造高点位于冲断带,而非后陆.本文基于此单因素实验,模拟了哈山冲断带构造演化,发现哈山冲断带晚二叠世发育推覆构造后,构造变形逐渐减弱,扩展方式由前展式变为后展式,基底倾向由向后陆变为向前陆.结合哈山及龙门山的多学科观测资料,本文认为哈山和龙门山冲断带的构造变形、地表地形分别符合地壳强度“山强盆弱”模式和“山弱盆强”模式.研究成果可以为中西部冲断带的地球动力学模型和实验模型的搭建提供一定启示,同时对研究区内构造控藏分析和油气勘探具有指导意义. 展开更多
关键词 数值模拟 地壳流变特征 地表地形 构造变形 哈山冲断带
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DEM分辨率对集约化蔗区小流域水文连通性指数的影响
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作者 康振威 李勇 +1 位作者 黄智刚 明雪 《水土保持通报》 CSCD 北大核心 2022年第1期198-207,共10页
[目的]探究集约化蔗区小流域地表微地形特征参数与水文连通性指数随DEM不同分辨率的变化以及水文连通性指数的最佳DEM分辨率,为后续水文连通性相关研究、农业面源污染及土壤侵蚀等研究提供理论依据与参考。[方法]基于ArcGIS与无人机高... [目的]探究集约化蔗区小流域地表微地形特征参数与水文连通性指数随DEM不同分辨率的变化以及水文连通性指数的最佳DEM分辨率,为后续水文连通性相关研究、农业面源污染及土壤侵蚀等研究提供理论依据与参考。[方法]基于ArcGIS与无人机高分辨率影像,利用分区统计等方法,以中国南方集约化蔗区小流域为例,研究了DEM不同分辨率(分别为0.05,0.1,0.2,0.5,1,2,5 m)对地表微地形特征参数(坡度、坡长、表面粗糙度和地表粗糙度)以及水文连通性指数IC(index of hydrological connectivity)的影响。[结果]①随着像元尺寸(5~0.05 m)的减小,平均坡度(S)、平均表面粗糙度(S R)分别增加了29.13%与1.62%,平均地表粗糙度SDE与平均坡长因子L分别减少了98.72%与72.09%。新植甘蔗、宿根甘蔗、甘蔗西瓜间作、桉树的平均坡度(S)呈增加趋势,坡长因子(L)呈减小趋势、表面粗糙度(S R)先减小(5~1 m)后增大(1~0.05 m),地表粗糙度SDE均呈减小趋势,道路的坡度(S)与表面粗糙度(S R)均先减小(5~1 m)后增大(1~0.05 m),河道的坡长因子先增加(5~2 m)后减小(2~0.05 m)。②水文连通性指数IC均值表现为先增加(5~0.2 m)后减小(0.2~0.05 m),不同土地利用类型的IC均值差异在0.5 m时达到最大(34.72%),0.1 m分辨率下IC均值排序为:河道>新植甘蔗>甘蔗西瓜间作>宿根甘蔗>道路>桉树。③桉树、道路、河道最佳DEM分辨率为0.5 m,新植甘蔗、宿根甘蔗、甘蔗西瓜间作最佳DEM分辨率为0.1 m,集约化蔗区小流域最佳DEM分辨率为0.1 m。[结论]DEM分辨率显著影响IC值大小与地表微地形特征参数,且不同土地利用类型所受影响不同。0.1 m是集约化蔗区小流域水文连通性及地表微地形表征的最佳DEM分辨率。 展开更多
关键词 DEM分辨率 水文连通性指数 地表地形特征 集约化 蔗区
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Hazard development mechanism and deformation estimation of water solution mining area 被引量:3
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作者 贺跃光 李志伟 杨小礼 《Journal of Central South University of Technology》 EI 2006年第6期738-742,共5页
Based on the hazard development mechanism, a water solution area is closely related to the supporting effect of pressure-bearing water, the relaxing and collapsing effect of orebody interlayer, the collapsing effect o... Based on the hazard development mechanism, a water solution area is closely related to the supporting effect of pressure-bearing water, the relaxing and collapsing effect of orebody interlayer, the collapsing effect of thawless material in orebody, filling effect caused by cubical expansibility of hydrate crystallization and uplifting effect of hard rock layer over cranny belt. The movement and deformation of ground surface caused by underground water solution mining is believed to be much weaker than that caused by well lane mining, which can be predicted by the stochastic medium theory method. On the basis of analysis on the engineering practice of water solution mining, its corresponding parameters can be obtained from the in-site data of the belt water and sand filling mining in engineering analog approach. 展开更多
关键词 water solution mining hazard ground surface deformation and movement probability integral method
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