学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

鄂东南崩岗侵蚀特征及其监测数据管理系统的研究

作　者: 孙妍
导　师: 丁树文
学　校: 华中农业大学
专　业: 资源环境信息工程
关键词: 崩岗侵蚀 GPS RTK 监测数据数据库
分类号: P642.21
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 61次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

崩岗是指山坡土体或岩石体风化壳在水力和重力作用下分解、崩塌和堆积的侵蚀现象,是我国南方花岗岩地区常见的、危害严重的特殊侵蚀类型。崩岗作为一种加速水土流失的方式,侵蚀能力较强,其危害形式多种多样,破坏性极大。随着崩岗区内各省(自治区)经济的发展,崩岗侵蚀造成的损失与危害越来越大,对当地社会经济的可持续发展带来了严重的阻碍和制约。因此,开展崩岗侵蚀监测工作是十分必要的,以此进行鄂东南崩岗侵蚀特征研究,探索崩岗发育规律与侵蚀过程,对丰富崩岗侵蚀理论、崩岗侵蚀预测及崩岗治理等提供科学依据,具有重大的理论与实践意义。本研究选择鄂东南通城县五里和程凤的典型崩岗作为研究对象,通过室内实验分析、野外观测以及GPS RTK测量的方法,研究鄂东南崩岗侵蚀的特征,并在此基础上,开发崩岗监测数据管理系统对监测数据进行管理和统计,主要研究结论如下：(1)通过研究崩岗土体理化性质,初步分析得出崩岗土体的淋溶层和淀积层所含有的粘粒、有机质、游离氧化铁等胶结物质较多,土层的容重较大,渗透性较小,土壤结构稳定性较强且粘聚力大,具有较强的抗剪强度和抗冲抗蚀性。而下方过渡层和母质层的性质与之相反,它们所含的胶结物质较少,土体结构松散,渗透性好,土壤粘聚力小。一旦淋溶层和淀积层被破坏或被蚀后,下面松散的过渡层和母质层在瀑流作用下被水蚀,导致上部的崩壁产生临空面,在重力作用下土体产生崩塌。可见,过渡层和母质层的力学性质很弱,正因花岗岩风化土体具有这一特性,决定了崩岗普遍发育在花岗岩地区。(2)在试验区崩壁边缘布设插签带进行崩壁后退量观测,观测结果显示,2010年五里崩壁年最大后退量66cm、崩塌总体积3.96m3、崩塌量4.95t,而程凤未发生崩壁崩塌。2011年五里崩壁年最大后退量172cm、崩塌总体积46.38m3、崩塌量57.98t,程凤崩壁年最大后退量141cm、崩塌总体积144.04m3、崩塌量180.05t,特别是在6月10日291mm特大暴雨过程中,五里崩壁最大后退量为142cm,程凤崩壁最大后退量为141cm。这场次降雨对崩岗侵蚀造成了很大的影响,崩壁发生严重的崩塌后退。正因崩壁向集水区分水岭溯源侵蚀的发生才导致崩岗的动态变化和崩岗地形的发育。可见,崩壁是崩岗侵蚀最主要的组成部分,为崩岗侵蚀提供了物质基础。因此,崩壁溯源侵蚀是崩岗侵蚀最主要的表征。(3)崩岗侵蚀过程中集水区和崩岗区径流量与泥沙量的贡献率决定了其在崩岗水土流失中的重要性,对崩岗治理有着重要的意义。结果显示,通过崩口的径流量中有73%～75%来自集水区,泥沙流失量中有99%以上来自崩岗区。五里崩岗径流量对崩口的贡献率为73%,泥沙量对崩口的贡献率为99.96%；程凤崩岗径流量对崩口的贡献率为75%,泥沙量对崩口的贡献率为99.80%。(4)应用GPS RTK方法在2010年11月和2011年10月对试验区崩岗进行测量,定量地表现崩岗侵蚀与堆积的动态变化,具体地展示崩岗基本要素特征的变化状况。通过ARCGIS进行空间分析,获得崩岗基本要素特征以及侵蚀量大小,计算得出五里和程凤崩岗的土壤侵蚀模数分别为6.75万t/km2·a、16.38万t/km2·a,可见侵蚀量很惊人。由五里和程凤崩岗的两期测量数据空间分析得知,崩岗区内存在侵蚀区与堆积区,其中侵蚀区面积大于堆积区,且侵蚀区体积较堆积区大,所以侵蚀总量大于堆积总量,崩岗区整体上表现为侵蚀状态。(5)本研究开发了具有管理和统计功能的C/S版崩岗监测数据管理系统。通过整理已获得的崩岗监测数据并分析数据间关系,设计出对应的数据表结构,并将崩岗监测数据储存在数据库中,同时设计系统的功能模块,运用SQL Server数据库系统和Visual Studio.NET开发环境,使用C#语言,开发崩岗监测数据管理系统,以此来满足了用户有效、系统地管理崩岗监测数据的需求。

全文目录

摘要  6-8
ABSTRACT  8-11
1 前言  11-21
  1.1 研究背景与意义  11-12
  1.2 国内外研究现状  12-21
    1.2.1 崩岗侵蚀的类型划分  12-13
    1.2.2 崩岗侵蚀的影响因素  13-17
    1.2.3 崩岗治理  17-19
    1.2.4 崩岗侵蚀的发育演变规律  19-20
    1.2.5 崩岗监测与数据管理  20-21
  1.3 存在的问题  21
2 研究内容、区域概况与技术路线  21-26
  2.1 研究内容  21-22
  2.2 研究区概况  22-25
    2.2.1 自然环境  22-23
    2.2.2 水土流失  23-24
    2.2.3 社会经济  24-25
  2.3 研究技术路线  25-26
3 研究方法、试验区选择与设计  26-37
  3.1 研究方法  26-30
    3.1.1 崩岗土体性质测定方法  26-28
    3.1.2 崩岗产流产沙量观测法  28-29
    3.1.3 GPS RTK测量方法  29-30
  3.2 典型崩岗试验点的选择  30-33
  3.3 试验区设计  33-37
    3.3.1 集水区径流小区设计  33-34
    3.3.2 崩壁后退量观测设计  34-35
    3.3.3 沉沙池设计  35-36
    3.3.4 量水堰设计  36-37
4 结果与分析  37-57
  4.1 崩岗土体性质测定分析  37-44
    4.1.1 崩岗土体的容重及土粒密度  38
    4.1.2 崩岗土体的颗粒组成及水稳性团聚体  38-40
    4.1.3 崩岗土体的渗透性  40
    4.1.4 崩岗土体的有机质及pH值  40-41
    4.1.5 崩岗土体的阳离子交换量  41-42
    4.1.6 崩岗土体的游离氧化铁及无定形铁  42
    4.1.7 崩岗土体的抗剪强度  42-43
    4.1.8 小结  43-44
  4.2 崩岗产流产沙量观测分析  44-51
    4.2.1 集水区产流产沙量  44-45
    4.2.2 崩壁后退量  45-46
    4.2.3 沉沙池推移质  46-48
    4.2.4 量水堰悬移质  48-49
    4.2.5 观测结果分析  49-51
  4.3 GPS RTK测量  51-57
    4.3.1 崩岗形态测量  51-53
    4.3.2 崩岗侵蚀与堆积变化  53-56
    4.3.3 测量结果分析  56-57
5 崩岗监测数据管理系统  57-73
  5.1 系统开发内容和方法  57-58
  5.2 需求分析  58
    5.2.1 业务需求  58
    5.2.2 功能需求  58
  5.3 崩岗监测数据分析  58-59
  5.4 系统总体设计  59-61
    5.4.1 系统设计原则  59-60
    5.4.2 功能模块设计  60-61
    5.4.3 运行环境与开发平台的选择  61
  5.5 系统数据库设计  61-67
    5.5.1 设计分析  61-62
    5.5.2 数据库设计  62-63
    5.5.3 数据表结构设计  63-67
  5.6 系统设计与实现  67-72
    5.6.1 系统主界面  67
    5.6.2 系统功能设计与实现  67-72
  5.7 小结  72-73
6 结论与展望  73-76
  6.1 主要结论  73-75
  6.2 展望  75-76
参考文献  76-83
致谢  83-84

鄂东南崩岗侵蚀特征及其监测数据管理系统的研究

内容摘要

全文目录

相似论文