我国堰塞湖致因分析及灾害链构建研究*

为揭示我国堰塞湖形成机理,基于堰塞湖实际案例,依据灾害链式演变规律,构建我国堰塞湖灾害链模型;以灾害链模型中各因素为节点,各因素间作用关系为边,构建我国堰塞湖灾害链演化网络模型,利用Gephi软件实现灾害链演化网络可视化和拓扑参数计算,最终确定堰塞湖防治关键因素。结果表明:持续降雨作用于山地地貌,导致山体滑坡,该类堰塞湖致因在我国较为普遍,通过加大特定地区雨量与地质环境监测力度,可有效提高我国自然灾害防治水平。     

稻香“万年”

农业物种资源是保障粮食安全的重要战略物资,保护它就是保护人类的"饭碗"。然而,这些生存了成百上千年,与人类生存和发展息息相关的农业物种资源,正在从地球上大量消失。联合国粮农组织提供的数字触目惊心:从20世纪初至20世纪末,全球有75%的农业物种已经消失,现在每年     

长江三峡张家湾遗址孢粉组合及古环境演变

长江三峡巫山地区张家湾东周—汉代古遗址文化层中含有丰富的孢粉。孢粉数据分析 ,为研究本区东周—汉代时期人类活动的古地理环境提供了有利的资料。根据孢粉组合的变化 ,可把该区地层由上到下划为三个孢粉组合带 :带 1(生土层 )海金沙 (Lygodium)—卷柏— (Seleginella)—紫萁 (Osmunda)—松 (Pinus)孢粉带 ;带 2 (文化层 )菊科 (Compositae)—毛茛科的唐僧草(Thalictrum)孢粉带 ;带 3(文化层上部 )海金沙—紫萁—水龙骨科 (Polypodiaceae)— 榆 (Ulmus)—小芘 (Berberis)—栗 (Castanea)—慈菇 (Sagittaria)—泽泻 (Alisma) 孢粉带。这种孢粉组合的差异 ,反映各阶段人类活动古地理环境的变化。该区古人类活动初期处于暖湿的气候 ,东周—汉代时期转变为温凉略干的温带落叶阔叶林—草地景观 ,东周—汉代后气候逐渐由干变湿 ,植被由草原向森林转变 ,同时该区经历了一次规模较大的洪水泛滥期。     

Abundance and distribution of ammonia-oxidizing archaea in Tibetan and Yunnan plateau agricultural soils of China

As low oxygen and high ultraviolet （UV） exposure might significantly affect the microbial existence in plateau, it could lead to a specialized microbial community. To determine the abundance and distribution of ammonia-oxidizing archaea （AOA） in agricultural soil of plateau, seven soil samples were collected respectively from farmlands in Tibet and Yunnan cultivating the wheat, highland-barley, and colza, which are located at altitudes of 3200-3800 m above sea level. Quantitative PCR （q-PCR） and clone library targeting on amoA gene were used to quantify the abundances of AOA and ammonia-oxidizing bacteria （AOB）, and characterize the community structures of AOA in the samples. The number of AOA cells （9.34 × 10^7-2.32× 10^8 g^-1 soil） was 3.86-21.84 times greater than that of AOB cells （6.91 × 10^6-1.24 × 10^8 g^-1 soil） in most of the samples, except a soil sample cultivating highland- barley with an AOA/AOB ratio of 0.90. Based Kendall＇s correlation coefficient, no remarkable correlation between AOA abundance and the environmental factor was observed. Additionally, the diversities of AOA community were affected by total nitrogen and organic matter concentration in soils, suggesting that AOA was probably sensitive to several environmental factors, and could adjust its community structure to adapt to the environmental variation while maintaining its abundance.     

基于溃决机理的堰塞湖溃决快速风险评估方法研究

堰塞湖发生后极易形成溃决灾害链,亟需构建基于有限数据包的溃决快速定量风险评估方法。通过快速获取堰塞湖影响区域的三维地理信息,构建溃决-致灾的快速定量评估模型。基于堰塞湖坝体颗粒级配组成,实现精细化、简单化的稳定性快速评价;基于冲蚀特性和崩塌过程溃决机理,实现溃口流量变化过程分析与洪水演进过程模拟(1 h内);基于极限学习机网络模型建立风险人口与生命损失的函数,实现了生命损失评估预警,明晰了溃决-致灾的灾害链效应。将其应用于唐家山堰塞湖实例发现：研究方法能够较好地预警溃决灾害链;开挖引流槽可降低堰塞湖的溃口峰值流量、最大流速、溃口宽度和溃决库容,但无法防止溃决发生;若不开挖引流槽,溃决库容将达到3.14×10⁸ m³,溃口峰值流量达到9 343.35 m³/s,溃口顶宽增大到151.6 m,开挖引流槽可使溃口峰值流量减少12.6%,溃决库容减少36.5%,降低了堰塞湖的溃决风险;当提前预警时间超过2 h后,及时疏散下游淹没范围内的居民可使生命损失率降低为0。研究方法可实现堰塞湖应急处置时的快速定量风险评估,并为其应急处置决...     

基于HEC-RAS模型的汉江上游旬阳西段超长尺度古水文演化重建

通过对汉江上游河谷开展广泛细致的野外考察,在汉江上游旬阳西段全新世黄土-土壤剖面发现四层典型的古洪水滞流沉积物。对于系统采集的样品,进行粒度成分、磁化率分析,从沉积学角度证明了它们是典型的古洪水滞流沉积物。这些古洪水滞流沉积层夹在全新世风成黄土-土壤地层序列中,其每一层古洪水滞流沉积物记录了一期古洪水事件。根据OSL测年数据,并结合考古年代学和典型剖面地层对比,确定了这四期古洪水事件分别发生在8 500~8 400 a B.P.、4 200~4 000 a B.P.、3 200~2 800 a B.P.和1 800~1 700 a B.P.。利用古洪水SWD尖灭点高程法,恢复了这四期古洪水洪峰水位,介于233.0~239.2 m之间;进而基于HEC-RAS模型重建了四期古洪水洪峰流量,介于26 500~46 800 m3/s之间。将古洪水研究成果加入后,得到了远超过实测洪水和历史洪水重现期的稀遇洪水的水文信息,延长了汉江上游安康-旬阳段流域洪水的数据序列至万年尺度,使洪峰流量-频率曲线的稀遇洪水部分有了点据控制,百年和千年一遇的洪水洪峰流量的计算由外延变为内插,提高了设计洪水的精度。并且通过古洪水水文计算得到,该河段万年一遇洪水洪峰流量为46 900 m~3/s,千年一遇洪水洪峰流量为37 800 m3/s,百年一遇洪水洪峰流量为28 900 m~3/s。这对于汉江上游水利工程、防洪工程和城镇建设的洪水设计提供了十分重要基础数据。     

近50 a萨雷兹堰塞湖水域时序变化及其驱动因素研究

为全面了解萨雷兹湖水域的变化趋势和驱动因素,运用归一化水体指数法与全局-局部分割阈值法自动提取近50 a萨雷兹湖的湖岸廓线研究其面积时序变化;并分析萨雷兹堰塞湖水域体量变化特征。揭示了萨雷兹堰塞湖水量变化驱动气象、入湖补给和冰川消融因素等变化驱动因素。结果表明：1)1972—2018年萨雷兹湖水量总体变化波动上升,变化速率为0.012 km³/a。2)萨雷兹湖所在区域降水量与蒸散量保持相对稳定,穆尔加布河径流补给量与萨雷兹湖水量变化呈显著正相关。3)萨雷兹湖流域每一年冰川消融量中有大于15.4%的比例贡献给穆尔加布河产流,影响萨雷兹湖水量变化。     

山体崩塌后的反思

6月5日下午3时许,重庆武隆县铁矿乡鸡尾山发生山体崩塌。据报道,在轰隆、轰隆的巨响之后,鸡尾山仿佛被一只巨手撕开一道大裂口,崩塌的山体形成了1公里多长的巨大滑坡体,以45度的坡度高速俯冲,横扫周围几公里,填满了一条沟谷,将人和牲畜埋在了几十米的泥石之下。据了解,被埋的人员有70多人,包括附近的村民、行人以及井下的矿工等,至少造成26人死亡;滑落的泥石量约1200万立方米,阻断了山沟里的一条小河,形成了一个坝高100多米的堰塞湖,比唐家山堰塞湖的坝还要高……     

铁矿区内重金属对土壤氨氧化微生物群落组成的影响

以密云水库上游某铁矿区为研究对象,采用荧光定量PCR和变性梯度凝胶电泳(DGGE)分析了矿区内不同采样点的土壤中氨氧化微生物的数量和群落结构的变化,结果表明,土样中氨氧化细菌(AOB)和氨氧化古菌(AOA)的数量变化范围分别为3.01×107~1.08×109copies/g干土和8.65×107~2.69×109copies/g干土.重金属含量与氨氧化微生物数量的相关性分析以及氨氧化微生物群落结构的冗余分析结果表明,该矿区内重金属污染改变了土壤中的氨氧化微生物的数量和结构.Cu污染对AOA的数量起到了显著抑制作用(r= -0.653*, P<0.05),但是对AOB则没有明显作用;Zn污染对尾矿库区域土壤的AOA/AOB比值影响显著(r= -0.606*, P<0.05);Cd污染改变了AOB的种群分布,降低了AOB的多样性水平.土壤中Cr长期干扰并没有改变氨氧化微生物的数量和结构,但是明显得抑制了氨氧化速率,表明重金属污染在一定程度上也影响了土壤生态系统的氮循环.     

古水稻土中多环芳烃的分布特征及其来源判定

测定了马家浜文化(距今约6 000a)遗址2个剖面表层土壤、古代水稻土和古代旱地土壤、以及底层土壤中15种多环芳烃的含量,并对其可能来源进行了判定.结果表明,表层土壤中PAHs的含量分别为202.9μg·kg^-1和207.7μg·kg^-1,主要来源于大气沉降;古水稻土中PAHs含量明显降低,仅为56.0μg·kg^-1,但高于古旱地土壤及底层土壤。古旱地土壤及底层土壤PAHs含量在32.0～36.9μg·kg^-1.古水稻土中,2环和3环所占比例较大,达63%,萘和菲含量最高,而4环以上的多环芳烃含量较低.Phe/Ant和BaA/Chr比值和有机质¹³C-NMR图谱显示,古水稻土中的多环芳烃主要来源于水稻秸秆的焚烧,同时还原条件下的生物合成可能是其另一个重要来源.