Exploring the interaction of surface roughness and slope gradient in controlling rates of soil loss from sloping farmland on the Loess Plateau of China     

Taotao Li  Longshan Zhao  Hongteng Duan  Yifan Yang  Yu Wang  Faqi Wu 《水文研究》2020,34(2):339-354

Surface roughness and slope gradient are two important factors influencing soil erosion. The objective of this study was to investigate the interaction of surface roughness and slope gradient in controlling soil loss from sloping farmland due to water erosion on the Loess Plateau, China. Following the surface features of sloping farmland in the plateau region, we manually prepared rough surfaces using four tillage practices (contour drilling, artificial digging, manual hoeing, and contour plowing), with a smooth surface as the control measure. Five slope gradients (3°, 5°, 10°, 15°, and 20°) and two rainfall intensities (60 and 90 mm/hr) were considered in the artificial rainfall simulation experiment. The results showed that the runoff volume and sediment yield increased with increasing slope gradient under the same tillage treatment. At gentle slope gradients (e.g., 3° and 5°), the increase in surface roughness prevented the runoff and sediment production, that is, the surface roughness reduced the positive effect of slope gradient on the runoff volume and sediment yield to a certain extent. At steep slope gradients, however, the enhancing effect of slope gradient on soil erosion gradually increased and surpassed the reduction effect of surface roughness. This study reveals the existence of a critical slope gradient that influences the interaction of surface roughness and slope gradient in controlling soil erosion on sloping farmland. If the slope gradient is equal to or less than the critical value, an increase in surface roughness would decrease soil erosion. Otherwise, the increase in surface roughness would be ineffective for preventing soil erosion. The critical slope gradient would be smaller under higher rainfall intensity. These findings are helpful for us to understand the process of soil erosion and relevant for supporting soil and water conservation in the Loess Plateau region of China.  相似文献   

L1范数与IQR统计量组合的GNSS坐标序列粗差探测算法     

明锋  曾安敏  景一帆 《测绘科学技术学报》2016,(2):127-132

GNSS坐标时间序列中不可避免地含有粗差,未剔除的粗差将会导致参数估计有偏。因此,粗差探测与剔除是GNSS坐标序列分析中一项重要的数据预处理工作。针对GNSS坐标时间序列特点,提出了一种将L1范数(L1-norm)估计与四分位距统计量IQR(interquartile range)组合的移动开窗粗差探测算法,称之为L1_Mod IQR。该方法的主要思想是,首先利用L1范数估计得到较"真实"的残差,然后再对残差采用IQR统计量进行粗差探测。将L1_Mod IQR法与"3σ"法、基于最小二乘的τ检验法等粗差探测算法进行了模拟计算与对比,验证了该算法的有效性。进一步采用L1_Mod IQR算法对中国区域10个IGS站的高程时间序列进行了分析,结果表明中国区域IGS站高程序列的粗差剔除率最小为0.1%,最大为2.6%。并且以WUHN站为例与SOPAC提供的结果进行了对比,结果表明SOPAC提供的"Clean"数据仍含有大量的粗差,而L1_Mod IQR算法能够有效地剔除粗差。  相似文献   

GNSS相应坐标系之间的关系及其影响     

曾安敏  杨元喜  明锋  景一帆 《测绘科学技术学报》2016,(6):551-556

不同的GNSS采用的坐标系定义几乎相近,但参考椭球及其坐标实现不同,这将影响多GNSS融合导航定位效果。根据各GNSS坐标系所采用参考椭球的基本常数,计算比较了不同坐标系参考椭球参数的差异;导出了相应的正常重力公式,比较了这些正常重力公式确定的正常重力值差异;最后分别从坐标系统的定义与实现两个方面分析了其对定位结果的影响。结果表明:1)GPS(BDS)与Galileo和GLONASS所使用的参考椭球引起正常重力差约为0.15和0.30 mgal;2)GPS与BDS,Galileo及GLONASS所使用参考椭球引起纬度分量最大差异约为0.1 mm,3 cm和3 cm,高程分量约为0.1 mm,0.5 m和1 m;3)各GNSS所使用坐标框架间转换参数引起的坐标变化达到厘米级。  相似文献   

自适应高程分级的城区DSM晕渲方法     

张衡  古林玉  阎晓东 《测绘科学技术学报》2016,(1)

在对传统的分层设色晕渲理论应用于城区DSM的可视化技术进行充分研究的基础上,提出了一种基于高程直方图的自适应高程分级方法。该方法通过高程直方图研究城区地形、地物的高程分布及变化特征,自适应建立高程带分级模型。实验表明,提出的晕渲图制作方法兼顾了地貌形态和地物特征的表达,成果色彩过渡自然,层次清晰,地形、地物区分明显,有较强的艺术性和实用价值。  相似文献   

土壤样品镉同位素分析中Cd与Sn有效分离方法的改进     

段桂玲  段瑞春  谭娟娟  顾涛  邵长生  路韬 《岩矿测试》2016,35(1):10-16

保证Cd的高回收率以及彻底的Sn干扰去除是获得精确镉同位素组成的前提,目前报道的多种Cd分离与纯化方法获得的Cd回收率有较大差异(42.6%~99.8%),且去除Sn干扰的效果也不同(去除率在87.8%~97.4%之间),Cd回收率和Sn去除率均不理想。本文对前人报道的分离方法进行对比实验,发现0.1 mol/L氢溴酸-0.5 mol/L硝酸是分离Cd和Sn的有效试剂,增加该组混合酸的用量可淋洗出样品中更多的Sn且不会损失Cd,当混合酸的淋洗用量增加至30 mL时,Sn的淋洗率达到99.8%以上,Cd的回收率亦达到99.0%±0.5%,可满足土壤样品镉同位素的测定要求。本工作为获得高精度的镉同位素组成奠定了基础,为研究土壤环境中镉的污染来源提供了技术手段。  相似文献   

大兴安岭北段东坡中北部小莫尔可地区 中生代火山岩成因及其地质意义     

刘晨  孙景贵  古阿雷  赵克强  韩吉龙  杨梅  冯洋洋 《地质论评》2016,62(S1):37-38

大兴安岭地区是一个经历了古亚洲洋、蒙古-鄂霍茨克洋闭合和环太平洋构造体系叠加复合构造区,以其发育规模巨大、结构复杂的陆相火山岩带和花岗岩带以及有色、贵金属矿床备受国内外地质学家广泛关注和研究(Wu, et al.,2006;白令安,2013;Sun J G,2013;Xu,et al.,2013;苟军,2013)。目前,虽然该区在中生代陆相火山岩的成因、形成的构造背景已取得了较大进展;但是,由于大兴安岭地区火山作用复杂,自然地理、交通条件较差,尚有大面积空白区未开展过系统的1：50000区域地质矿产调查和科研工作;近期我们课题组在开展大兴安岭东坡花岗岩带北部1：50000小鄂尔贝尔汗（M51E012016）和小莫尔可（M51E011016）幅区域地质矿产调查过程中,将地质矿产调查与科研相结合,对侵入喷发在花岗岩岩体之间陆相火山岩进行了岩石地层厘定和岩相学、元素地球化学、年代学以及Hf同位素研究,以期为整体揭示大兴安岭火山岩的源区性质及其演化规律提供科学依据,并从成矿元素地球化学角度来约束成矿物质来源,并结合区域成矿作用探讨区域找矿意义。  相似文献   

2015年汛期气候预测先兆信号的综合分析   总被引：2，自引：2，他引：0  

陈丽娟  顾薇  丁婷  袁媛  任宏利 《气象》2016,42(4):496-506

文章全面回顾了发布2015年汛期预测时考虑的先兆信号及其应用情况。2015年春夏季厄尔尼诺事件进一步发展,并由中部型向东部型转变,热带印度洋为一致偏暖模态发展;冬、春季北大西洋三极子为正位相;冬、春季北极海冰较常年略偏少,南极海冰偏多;冬季欧亚积雪增量略少,青藏高原积雪略多但气温偏高。通过诊断分析,认为2015年汛期预测的主导外强迫信号是太平洋厄尔尼诺事件和印度洋海温一致偏暖模态。同时参考动力气候模式的预测,在4月初的预报中,重点考虑了厄尔尼诺事件的强度和空间型变化对东亚夏季风环流的影响,有利于东亚夏季风偏弱,西太平洋副热带高压偏强偏西,季风季节内进程偏晚,我国降水呈南多北少型。在5月底的订正预报中,进一步考虑热带印度洋偏暖模态对副热带高压偏强偏西偏南的影响,以及南半球越赤道气流强度偏弱特征及对夏季风季节进程和强度的影响。经过综合分析,准确地预测了2015年东亚夏季风偏弱、我国夏季降水南多北少的布局,以及季节内主要气候事件的演变。最后对汛期气候预测存在的不足进行了初步分析和讨论。  相似文献   

上海市PM_(10)浓度四季遥感模型研究          下载免费PDF全文

李薛  龚绍琦  付东洋  张莹  刘大召  丁又专  李懿超  孙庆飞  顾超  许智棋 《大气科学学报》2016,39(1):126-132

通过分析2001—2012年上海市PM_(10)浓度(由API(Air Pollution Index)转化得到)的变化规律,构建了上海市PM_(10)浓度的遥感反演模型。结果表明:1)上海市PM_(10)浓度存在季节性变化,应分别建立遥感反演模型。2)分析MODIS气溶胶光学厚度(Aerosol Optical Depth,AOD)产品与PM_(10)浓度之间的相关性发现,AOD须经过垂直和湿度订正才可与PM_(10)建立较好的关系。3)结合垂直和湿度订正分别建立的上海市PM_(10)浓度春夏秋冬四季的遥感反演模型均通过了拟合度检验,其中春季模型采用指数函数、夏季和秋季模型采用二次多项式函数、冬季采用幂函数、全年采用二次多项式函数,利用此四季模型反演上海市PM_(10)浓度具有较高的可信度。  相似文献   

北祁连的形成与演化历史：来自河流沉积物地球化学及其碎屑锆石U Pb年龄、Hf同位素组成的证据   总被引：1，自引：0，他引：1  

陈岳龙  李兆  刘长征  古远  李大鹏 《地质学报》2016,90(2):267-283

通过对发源于北祁连造山带北段、中段、南段河流沉积物地球化学与碎屑锆石U-Pb年龄及Hf同位素组成的系统研究,确定河流沙、泥沙质微量元素平均组成与大陆上地壳平均值基本一致。一般沙质成分由于石英的稀释作用使其微量元素含量稍低于大陆上地壳平均值,泥沙质成分的微量元素含量一般稍高于大陆上地壳均值。北祁连造山带河流碎屑沉积物As、Sb、Cu、Zn等元素的平均含量明显高于大陆上地壳的平均含量,可能指示北祁连硫化物矿床成矿具有良好的前景。河流碎屑沉积物Sm-Nd同位素组成得到的Nd亏损地幔模式年龄为1.89~1.12Ga,平均为1.68Ga;北段、中段河流沙质部分的Nd同位素亏损地幔模式年龄比相对较细的泥沙质部分的老,说明河流近源古老地壳基底组分更多;而南段的部分河流则相反,说明近源有更多的新生地壳组分。锆石U-Pb年龄结果表明,北祁连造山带最强的岩浆作用发生于新元古代—晚古生代早期(650~400Ma),此期间形成的锆石占全部锆石的31%,它们主要记录了北祁连洋壳的俯冲消减、陆-陆碰撞及碰撞后的壳内岩浆作用过程。太古宙古老基底组分在北祁连造山带存在,但所占比例极低,它们可能以碎屑组分存在于古元古代的北大河岩群等变质基底中。新太古代到古元古代(2700~1700Ma)期间形成的锆石占全部锆石的~34%,此期间是北祁连基底的主要形成阶段。古元古代末到新元古代(1700~650Ma)期间形成的锆石占全部锆石的17%,它们可能代表着古祁连洋盆的主要形成阶段。锆石Hf同位素组成确定的北祁连由亏损地幔增生物质到地壳主要发生于3.2~2.0Ga、2.0~1.0Ga这两个时间段,650Ma以后基本没有增生地壳组分的加入。不同地段河流碎屑锆石U-Pb年龄有些差别,北段的北大河中最老基底组分所占比例最高,而南段河流中的古老基底组分比例相对较低,印证了古祁连洋是从东南向西北拉开的过程,西北段在俯冲消减及碰撞过程中有较多古老地壳基底组分的参与。晚古生代晚期—三叠纪期间北祁连仍存在较弱的岩浆作用。由Nd同位素比值与Nd含量、Na_2O/K_2O比值之间的关系进一步证明北祁连河流沉积物是最古老的基底长英质组分、较老的基底镁铁质组分或其熔融产物、古祁连洋壳镁铁质组分或其熔融产物三者混合的产物。  相似文献   

基于规则格网的DEM插值实验     

张一帆  王青山 《测绘工程》2016,25(2)

通过地形建模,将6个地形隶属函数按照101×101,112×112,126×126,144×144,168×168,201×201,257×257 7种格网密度生成6种局部地形单元的规则格网DEM;使用反距离加权(IDW)等7种插值算法,将前6种格网密度下的DEM插值成257×257规格;从原始257×257DEM中随机抽取检查点计算残差,并对残差中误差进行分析。通过分组插值实验,运用控制变量法、方差分析等方法研究地貌类型、采样密度和插值算法对DEM插值精度的影响。  相似文献