复合指纹识别技术定量示踪流域泥沙来源-论文.pdf

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1、第30卷第2期农业工程学报、，lo1．30NO．2942014年1月TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineeringJan．2014—雹雹目复合指纹识别技术定量示踪流域泥沙来源郭进2，文安邦，严冬春，史忠林(1．中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所／山地表生过程与生态调控重点实验室，成都6100412．中国科学院大学，北京100049)摘要：土壤侵蚀导致水土资源及土地生产力的破坏和损失，泥沙淤积危害及其引发的一系列水环境效应已成为当前及以后一段时期内研究的热点和重点。开展流域(河流)泥沙来源研究，查明入塘、河

2、、库泥沙通量，定量识别泥沙来源具有重要现实指导意义。选取了一个由山坪塘控制出口的封闭式农业单元小流域(10．7hm)，开展复合指纹识别技术定量辨析塘库沉积泥沙来源新尝试。据流域现状，定性划分了3种泥沙来源，即旱地、水田、林草地，并分别于塘库中部采取A、B、C三柱表层沉积泥沙；结合复合指纹识别技术定量解析了塘库表层沉积泥沙来源。研究表明，塘库沉积泥沙各来源相对输沙贡献分别为旱地84％、水田14％、林草地2％，复合指纹识别技术能较好地辨析小流域泥沙来源。关键词：泥沙输移；土壤；模型；指纹识别技术；多变量线性混合模型；复合指纹因子doi：10．3969~．issn．1002—681

3、9．2014．02．013中图分类号：S124．2文献标志码：A文章编号：1002—6819(2014)一02—0094—11郭进，文安邦，严冬春，等．复合指纹识别技术定量示踪流域泥沙来源[J]．农业工程学报，2014，30(2)：94—104．GuoJin，WenAnbang，YanDongchun，cta1．Quantifyingcatchmentscalesedimentsourceusingcompositefingerprintingtechnique[J]．TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineeri

4、ng(TransactionsoftheCSAE)，2014，3O(2)：94—104．finChinesewithEnglishabstract)是底栖生物的孵化和生长。作为重要载体，河流细0引言颗粒泥沙控制着水体养分迁移与转化、重金属污染、全球约1／3的土地正面临侵蚀与流失威胁。有毒有机物及无机物吸附与解析等行为，直接影据SheldonJudson1968估计，江河每年向海洋倾泻响着水质环境。泥沙引发的一系列水环境效应已经的泥沙量，由在农业、畜牧业及其他人类活动产生成为当前及以后相当长一段时期内研究的热点和之前的自然携带量99亿t，增至目前的265亿t；当重点。前，世界上

5、仍有1／3~1／2的耕地处在较为粗放的管传统的土壤侵蚀及泥沙来源研究方法大多是理方式下，土壤资源正以每年0．17％的速度递减。间接的，主要基于侵蚀危害强度和程度观察及地面侵蚀造成水土资源及土地生产力严重破坏和损失，侵蚀力大d,N量信息获取，据此定性或半定量的判过度的泥沙涌入引发一系列淤积危害。河流携沙量断可能的泥沙来源。的增加导致河水愈加浑浊、水层透光性变差，浮游20世纪60年代，南京大学地理系最早开始了藻类生物生长受阻，水体初级生产力降低；不断对长江上游河流卵石推移质泥沙来源研究。基本方涌入的细颗粒泥沙封堵河床砾石间隙，降低床面伏法是基于大范围地貌调查，统计数万颗卵石岩性组

6、流交换，压缩了栖息、产卵空间，改变了水生生态成，并根据各支流卵石矿物岩性及其汇入后对下游环境品质和生物易居性，直接威胁到水生生物尤其卵石岩性组成的影响程度，定性分析支流卵石推移质的相对来量，并提出了河流推移质泥沙来源定量收稿口期：2013-08—08修订日期：2014．叭．05计算的简单公式⋯。该简单公式一次仅能计算一条基金项目：西部行动计划项目(KZCX2XB3．09)：国家科技支撑计划支流泥沙来源，工作量较大。林承坤等在总结项目(2011BAD31B03)；国家自然科学基金青年基金项目(41201275)；两部之光“西部博士”项目对长江流域泥沙来源多年研究经验的基础上，参

7、考作者简介：郭进(1986一)，男，四川I射洪人，博士生，主要从事土最小二乘法原理，提出了河流推移质泥沙来源和数壤侵蚀与水土保持研究。成都中国科学院水利部成都山地灾害与环境量计算的方法——岩矿分析计算法(表2)。数理研究所，610041。Email：guoyulun@163．com．cn模式基本假设：1)矿物岩性组成沿程不变，各支※通信作者：文安邦(1964一)，男，重庆忠县人，研究员，博士生导师，主要从事水土保持与荒漠化防治研究。成都中国科学院水利部成流卵石混合均匀；2)对推移质粒径分组，可不考都山地