復(fù)合指紋識(shí)別技術(shù)定量示蹤流域泥沙來(lái)源-論文.pdf

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1、第30卷第2期農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)、，lo1．30NO．2942014年1月TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineeringJan．2014—雹雹目復(fù)合指紋識(shí)別技術(shù)定量示蹤流域泥沙來(lái)源郭進(jìn)2，文安邦，嚴(yán)冬春，史忠林(1．中國(guó)科學(xué)院水利部成都山地災(zāi)害與環(huán)境研究所／山地表生過(guò)程與生態(tài)調(diào)控重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，成都6100412．中國(guó)科學(xué)院大學(xué)，北京100049)摘要：土壤侵蝕導(dǎo)致水土資源及土地生產(chǎn)力的破壞和損失，泥沙淤積危害及其引發(fā)的一系列水環(huán)境效應(yīng)已成為當(dāng)前及以后一段時(shí)期內(nèi)研究的熱點(diǎn)和重點(diǎn)。開(kāi)展流域(河流)泥沙來(lái)源研究，查明入塘、河

2、、庫(kù)泥沙通量，定量識(shí)別泥沙來(lái)源具有重要現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義。選取了一個(gè)由山坪塘控制出口的封閉式農(nóng)業(yè)單元小流域(10．7hm)，開(kāi)展復(fù)合指紋識(shí)別技術(shù)定量辨析塘庫(kù)沉積泥沙來(lái)源新嘗試。據(jù)流域現(xiàn)狀，定性劃分了3種泥沙來(lái)源，即旱地、水田、林草地，并分別于塘庫(kù)中部采取A、B、C三柱表層沉積泥沙；結(jié)合復(fù)合指紋識(shí)別技術(shù)定量解析了塘庫(kù)表層沉積泥沙來(lái)源。研究表明，塘庫(kù)沉積泥沙各來(lái)源相對(duì)輸沙貢獻(xiàn)分別為旱地84％、水田14％、林草地2％，復(fù)合指紋識(shí)別技術(shù)能較好地辨析小流域泥沙來(lái)源。關(guān)鍵詞：泥沙輸移；土壤；模型；指紋識(shí)別技術(shù)；多變量線(xiàn)性混合模型；復(fù)合指紋因子doi：10．3969~．issn．1002—681

3、9．2014．02．013中圖分類(lèi)號(hào)：S124．2文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1002—6819(2014)一02—0094—11郭進(jìn)，文安邦，嚴(yán)冬春，等．復(fù)合指紋識(shí)別技術(shù)定量示蹤流域泥沙來(lái)源[J]．農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2014，30(2)：94—104．GuoJin，WenAnbang，YanDongchun，cta1．Quantifyingcatchmentscalesedimentsourceusingcompositefingerprintingtechnique[J]．TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineeri

4、ng(TransactionsoftheCSAE)，2014，3O(2)：94—104．finChinesewithEnglishabstract)是底棲生物的孵化和生長(zhǎng)。作為重要載體，河流細(xì)0引言顆粒泥沙控制著水體養(yǎng)分遷移與轉(zhuǎn)化、重金屬污染、全球約1／3的土地正面臨侵蝕與流失威脅。有毒有機(jī)物及無(wú)機(jī)物吸附與解析等行為，直接影據(jù)SheldonJudson1968估計(jì)，江河每年向海洋傾瀉響著水質(zhì)環(huán)境。泥沙引發(fā)的一系列水環(huán)境效應(yīng)已經(jīng)的泥沙量，由在農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)及其他人類(lèi)活動(dòng)產(chǎn)生成為當(dāng)前及以后相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)期內(nèi)研究的熱點(diǎn)和之前的自然攜帶量99億t，增至目前的265億t；當(dāng)重點(diǎn)。前，世界上

5、仍有1／3~1／2的耕地處在較為粗放的管傳統(tǒng)的土壤侵蝕及泥沙來(lái)源研究方法大多是理方式下，土壤資源正以每年0．17％的速度遞減。間接的，主要基于侵蝕危害強(qiáng)度和程度觀(guān)察及地面侵蝕造成水土資源及土地生產(chǎn)力嚴(yán)重破壞和損失，侵蝕力大d,N量信息獲取，據(jù)此定性或半定量的判過(guò)度的泥沙涌入引發(fā)一系列淤積危害。河流攜沙量斷可能的泥沙來(lái)源。的增加導(dǎo)致河水愈加渾濁、水層透光性變差，浮游20世紀(jì)60年代，南京大學(xué)地理系最早開(kāi)始了藻類(lèi)生物生長(zhǎng)受阻，水體初級(jí)生產(chǎn)力降低；不斷對(duì)長(zhǎng)江上游河流卵石推移質(zhì)泥沙來(lái)源研究。基本方涌入的細(xì)顆粒泥沙封堵河床礫石間隙，降低床面伏法是基于大范圍地貌調(diào)查，統(tǒng)計(jì)數(shù)萬(wàn)顆卵石巖性組

6、流交換，壓縮了棲息、產(chǎn)卵空間，改變了水生生態(tài)成，并根據(jù)各支流卵石礦物巖性及其匯入后對(duì)下游環(huán)境品質(zhì)和生物易居性，直接威脅到水生生物尤其卵石巖性組成的影響程度，定性分析支流卵石推移質(zhì)的相對(duì)來(lái)量，并提出了河流推移質(zhì)泥沙來(lái)源定量收稿口期：2013-08—08修訂日期：2014．叭．05計(jì)算的簡(jiǎn)單公式?。該簡(jiǎn)單公式一次僅能計(jì)算一條基金項(xiàng)目：西部行動(dòng)計(jì)劃項(xiàng)目(KZCX2XB3．09)：國(guó)家科技支撐計(jì)劃支流泥沙來(lái)源，工作量較大。林承坤等在總結(jié)項(xiàng)目(2011BAD31B03)；國(guó)家自然科學(xué)基金青年基金項(xiàng)目(41201275)；兩部之光“西部博士”項(xiàng)目對(duì)長(zhǎng)江流域泥沙來(lái)源多年研究經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，參

7、考作者簡(jiǎn)介：郭進(jìn)(1986一)，男，四川I射洪人，博士生，主要從事土最小二乘法原理，提出了河流推移質(zhì)泥沙來(lái)源和數(shù)壤侵蝕與水土保持研究。成都中國(guó)科學(xué)院水利部成都山地災(zāi)害與環(huán)境量計(jì)算的方法——巖礦分析計(jì)算法(表2)。數(shù)理研究所，610041。Email：guoyulun@163．com．cn模式基本假設(shè)：1)礦物巖性組成沿程不變，各支※通信作者：文安邦(1964一)，男，重慶忠縣人，研究員，博士生導(dǎo)師，主要從事水土保持與荒漠化防治研究。成都中國(guó)科學(xué)院水利部成流卵石混合均勻；2)對(duì)推移質(zhì)粒徑分組，可不考都山地