三峡水库消落带土壤结构变化及抗剪强度的响应机理
发布时间：2021-06-24 15:17
三峡水库在发电、防洪、航运和水资源调控等方面发挥了巨大效益,同时,也改变了长江河道的格局、水文节律和相关地表过程。水库采取旱季高水位、雨季低水位的“蓄清排浑”运行模式,产生水位落差30米的反季节消落带,在水位上升和骤降过程及反复干湿交替作用下,消落带土壤物理、化学和力学特性将发生巨大变化,降低了消落带坡地土体稳定性,往往导致土壤侵蚀加剧。认识消落带土壤特性变化规律及其动力机制是研究消落带土壤侵蚀机理、研发固土护岸水土保持技术的前提。开展消落带极端干湿交替条件下土壤结构与土力学特性的响应机制,对消落带地貌过程、地球化学过程和生物生态过程机理与规律的认知具有重要理论意义,可为消落带环境整治、水土保持与生态修复等技术研发提供科学依据。本文以三峡水库典型消落带紫色土为研究对象,分别采集150 m～175m不同水位高程和180 m高程的土壤样品,采用干筛法、湿筛法和Le Bissonnais法分析了土壤团聚体组成;结合干湿交替模拟实验,应用工业微CT技术和同步辐射微CT技术,探测分析了消落带土体和团聚体的三维立体结构,定量评价了土壤孔隙变化特征;应用直剪试验测试了不同干湿交替作用强度下的土壤抗剪...
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所)四川省
【文章页数】：139 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
三峡水库水位随时间的变化特征（2006-2017）
第3章研究区概况23落带25°以下的消落带面积有26.8km2，占全县消落带总面积的93.1%；三峡库区土壤类型主要有紫色土、黄壤、水稻土等，其中，紫色土是三峡库区分布面积最广的一种土壤类型，占库区总面积的36%，而忠县库段消落带土壤类型有紫色土、水稻土、黄壤和黄棕壤等，以紫色土为主；王祥荣（2006）研究表明三峡库区基岩类型主要分为紫色岩、碳酸盐和其他岩石，其中紫色岩分布广泛，而忠县库段消落带出露岩层以中生界侏罗系中统沙溪庙组紫色砂泥岩为主；三峡库区和忠县段消落带的气候均属于亚热带季风气候。由此可见，忠县库段消落带在消落带面积、地形地貌、土壤类型、基岩类型和气候等方面均具有代表性。3.3采样点概况图3.2三峡水库地形图及研究区位置Fig.3.2GeographicalmapoftheThreeGorgesReservoirandlocationofthestudyarea研究区位于三峡水库腹心地带重庆市忠县石宝镇（107°32′108°14′E，30°03′30°35′N，图3.2）。该区地处新华夏构造体系第三隆起带及其与大巴山弧形褶皱带交汇处，境内溪河纵横，低山起伏，属典型的低山丘陵地貌（吕发友等，2018）。气候属于暖湿亚热带季风气候，日照时间较长，年均气温为18.2℃，年均降水量为1172.1mm，雨热同期，降雨多集中在5-9月。区域内出露岩层以中生界侏罗系中统沙溪庙组砂泥岩为主，土壤类型有紫色土、水稻土、黄壤和黄棕壤等，以紫色土为主，在中国土壤系统分类中属于正常新成土，土壤形成过程中，物理风化强烈、化学风化微弱，结构水稳性很差，遇水极易分散、崩解，为易蚀
研究区样点布设Fig.3.3Locationofthesamplingsites
【参考文献】：
期刊论文
[1]新时代中国土壤物理学主要领域进展与展望[J]. 彭新华,王云强,贾小旭,高伟达,张中彬,姚荣江,赵英,沈重阳,陈丁江,朱青,高磊. 土壤学报. 2020(05)
[2]三峡库区消落带落羽杉与立柳林土壤微生物生物量碳氮磷动态变化[J]. 杨文航,任庆水,李昌晓,宋虹,袁中勋,马文超,崔云风,王朝英. 生态学报. 2019(05)
[3]基于CT图像的土壤孔隙结构重构[J]. 赵玥,刘雷,韩巧玲,赵燕东. 农业机械学报. 2018(S1)
[4]冻融作用对土壤理化性质及风水蚀影响研究进展[J]. 孙宝洋,李占斌,肖俊波,张乐涛,马波,李建明,程冬兵. 应用生态学报. 2019(01)
[5]Effects of seasonal water-level fluctuation on soil pore structure in the Three Gorges Reservoir, China[J]. ZHANG Shu-juan,TANG Qiang,BAO Yu-hai,HE Xiu-bin,TIAN Feng-xia,Lü Fa-you,WANG Ming-feng,Raheel ANJUM. Journal of Mountain Science. 2018(10)
[6]基于文献计量分析的三峡库区消落带土壤重金属污染特征研究[J]. 孙虹蕾,张维,崔俊芳,张建强,唐翔宇. 土壤. 2018(05)
[7]干湿交替下土壤团聚体稳定性研究进展与展望[J]. 刘艳,马茂华,吴胜军,冉义国,王小晓,黄平. 土壤. 2018(05)
[8]土壤团聚体微结构研究方法及进展[J]. 唐茹,孙钰翔,戴齐,林清美,谢丽华. 河南农业科学. 2018(09)
[9]三峡库区不同植被类型消落带土壤重金属含量的时空变异[J]. 郭燕,程瑞梅,杨邵,沈雅飞,肖文发,雷蕾,王晓荣. 生态学杂志. 2018(08)
[10]三峡水库蓄水对消落带土壤Cu、Zn、Cr、Cd含量的影响[J]. 杨丹,谢宗强,樊大勇,熊高明,张爱英. 自然资源学报. 2018(07)
博士论文
[1]黄土丘陵区植被恢复过程土壤团聚体结构演变特征及其量化表征[D]. 赵冬.中国科学院教育部水土保持与生态环境研究中心 2017
[2]降雨条件下鄂南几个红壤团聚体破碎特征及坡面侵蚀响应研究[D]. 马仁明.华中农业大学 2015
硕士论文
[1]黑土团聚体的孔隙结构特征与有机碳矿化的关系研究[D]. 陈升龙.中国科学院研究生院（东北地理与农业生态研究所） 2015
[2]偏最小二乘回归分析中若干问题的研究[D]. 许凤华.山东科技大学 2006
[3]红壤团聚体特征与物理化学性质相互作用机理及其对侵蚀过程的影响[D]. 张琪.华中农业大学 2003
[4]表征富铁土土壤侵蚀的团聚体稳定性及其物理学机制研究[D]. 郑晓萍.浙江大学 2002
本文编号：3247338
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所)四川省
【文章页数】：139 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
三峡水库水位随时间的变化特征（2006-2017）
第3章研究区概况23落带25°以下的消落带面积有26.8km2，占全县消落带总面积的93.1%；三峡库区土壤类型主要有紫色土、黄壤、水稻土等，其中，紫色土是三峡库区分布面积最广的一种土壤类型，占库区总面积的36%，而忠县库段消落带土壤类型有紫色土、水稻土、黄壤和黄棕壤等，以紫色土为主；王祥荣（2006）研究表明三峡库区基岩类型主要分为紫色岩、碳酸盐和其他岩石，其中紫色岩分布广泛，而忠县库段消落带出露岩层以中生界侏罗系中统沙溪庙组紫色砂泥岩为主；三峡库区和忠县段消落带的气候均属于亚热带季风气候。由此可见，忠县库段消落带在消落带面积、地形地貌、土壤类型、基岩类型和气候等方面均具有代表性。3.3采样点概况图3.2三峡水库地形图及研究区位置Fig.3.2GeographicalmapoftheThreeGorgesReservoirandlocationofthestudyarea研究区位于三峡水库腹心地带重庆市忠县石宝镇（107°32′108°14′E，30°03′30°35′N，图3.2）。该区地处新华夏构造体系第三隆起带及其与大巴山弧形褶皱带交汇处，境内溪河纵横，低山起伏，属典型的低山丘陵地貌（吕发友等，2018）。气候属于暖湿亚热带季风气候，日照时间较长，年均气温为18.2℃，年均降水量为1172.1mm，雨热同期，降雨多集中在5-9月。区域内出露岩层以中生界侏罗系中统沙溪庙组砂泥岩为主，土壤类型有紫色土、水稻土、黄壤和黄棕壤等，以紫色土为主，在中国土壤系统分类中属于正常新成土，土壤形成过程中，物理风化强烈、化学风化微弱，结构水稳性很差，遇水极易分散、崩解，为易蚀
研究区样点布设Fig.3.3Locationofthesamplingsites
【参考文献】：
期刊论文
[1]新时代中国土壤物理学主要领域进展与展望[J]. 彭新华,王云强,贾小旭,高伟达,张中彬,姚荣江,赵英,沈重阳,陈丁江,朱青,高磊. 土壤学报. 2020(05)
[2]三峡库区消落带落羽杉与立柳林土壤微生物生物量碳氮磷动态变化[J]. 杨文航,任庆水,李昌晓,宋虹,袁中勋,马文超,崔云风,王朝英. 生态学报. 2019(05)
[3]基于CT图像的土壤孔隙结构重构[J]. 赵玥,刘雷,韩巧玲,赵燕东. 农业机械学报. 2018(S1)
[4]冻融作用对土壤理化性质及风水蚀影响研究进展[J]. 孙宝洋,李占斌,肖俊波,张乐涛,马波,李建明,程冬兵. 应用生态学报. 2019(01)
[5]Effects of seasonal water-level fluctuation on soil pore structure in the Three Gorges Reservoir, China[J]. ZHANG Shu-juan,TANG Qiang,BAO Yu-hai,HE Xiu-bin,TIAN Feng-xia,Lü Fa-you,WANG Ming-feng,Raheel ANJUM. Journal of Mountain Science. 2018(10)
[6]基于文献计量分析的三峡库区消落带土壤重金属污染特征研究[J]. 孙虹蕾,张维,崔俊芳,张建强,唐翔宇. 土壤. 2018(05)
[7]干湿交替下土壤团聚体稳定性研究进展与展望[J]. 刘艳,马茂华,吴胜军,冉义国,王小晓,黄平. 土壤. 2018(05)
[8]土壤团聚体微结构研究方法及进展[J]. 唐茹,孙钰翔,戴齐,林清美,谢丽华. 河南农业科学. 2018(09)
[9]三峡库区不同植被类型消落带土壤重金属含量的时空变异[J]. 郭燕,程瑞梅,杨邵,沈雅飞,肖文发,雷蕾,王晓荣. 生态学杂志. 2018(08)
[10]三峡水库蓄水对消落带土壤Cu、Zn、Cr、Cd含量的影响[J]. 杨丹,谢宗强,樊大勇,熊高明,张爱英. 自然资源学报. 2018(07)
博士论文
[1]黄土丘陵区植被恢复过程土壤团聚体结构演变特征及其量化表征[D]. 赵冬.中国科学院教育部水土保持与生态环境研究中心 2017
[2]降雨条件下鄂南几个红壤团聚体破碎特征及坡面侵蚀响应研究[D]. 马仁明.华中农业大学 2015
硕士论文
[1]黑土团聚体的孔隙结构特征与有机碳矿化的关系研究[D]. 陈升龙.中国科学院研究生院（东北地理与农业生态研究所） 2015
[2]偏最小二乘回归分析中若干问题的研究[D]. 许凤华.山东科技大学 2006
[3]红壤团聚体特征与物理化学性质相互作用机理及其对侵蚀过程的影响[D]. 张琪.华中农业大学 2003
[4]表征富铁土土壤侵蚀的团聚体稳定性及其物理学机制研究[D]. 郑晓萍.浙江大学 2002
本文编号：3247338
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