MODELING HEADCUT DEVELOPMENT AND MIGRATION IN UPLAND CONCENTRATED FLOWS     

Sean J. BENNETT Carlos V. ALONSO 《国际泥沙研究》2005,20(4):281-294

On hillslopes and agricultural fields, discrete areas of intense, localized soil erosion commonly take place in the form of migrating headcuts. These erosional features significantly increase soil loss and landscape degradation, yet the unsteady, transient, and migratory habits of headcuts complicate their phenomenological and erosional characterization. Here a unique experimental facility was constructed to examine actively migrating headcuts typical of upland concentrated flows. Essential components of the facility include a deep soil cavity with external drainage, rainfall simulator, capacity for overland flow, and a video recording technique for data collection. Results from these experiments show that： （1） after a short period of adjustment, headcut migration attained a steady-state condition, where the rate of migration, scour hole geometry, and sediment discharge remain constant with time; （2） boundary conditions of higher rates of overland flow, steeper bed slopes, and larger initial headcut heights produced systematically larger scour holes with higher rates of soil erosion; and （3） during migration, the turbulent flow structure within the scour hole remained unchanged, consisting of an overfall nappe at the brink transitioning into a reattached wall jet with two recirculation eddies within the plunge pool. The systematic behavior of headcut development and migration enabled the application of modified jet impingement theory to predict with good success the characteristics of the impinging jet, the depth of maximum scour, the rate of headcut migration, and the rate of sediment erosion. These laboratory data and the analytical formulation can be used in conjunction with soil erosion prediction technology to improve the management of agricultural areas impacted by headcut development and ephemeral gully erosion.  相似文献   

基于RS和GIS的松辽平原黑土流失研究   总被引：2，自引：0，他引：2  

邢宇  姜琦刚  王耿明  王坤 《地球科学与环境学报》2010,32(2):189-194

基于RS和GIS技术,利用1986年TM数据和2001年ETM数据,对松辽平原黑土分布现状与动态变化进行监测研究,分析了黑土流失特点及其时空分布规律,并引入冲沟线密度概念量化黑土流失趋势。结果表明:松辽平原典型黑土面积54 989.92 km2,沿京哈铁路线呈弧形条带状展布;1986~2001年间,黑土区水土流失面积达3 765.21 km2,减少速度为251.01 km2/a,集中在河流两岸、较大建筑用地附近和与盐碱土接壤的地区;仅考虑冲沟的有效作用域,预计到2016年黑土面积平均会有1411.0 km2/a转变为冲沟,黑土流失状况不容乐观。  相似文献   

河套盆地北缘色尔滕山河流地貌参数特征及其成因分析     

王平  宋金跃  酆少英  高守杰  孟祥帅  刘栋梁  邓小娟  李倩  贾佳  花鑫升  宋威  王胜阳 《地质学报》2024,98(4):1129-1145

地貌形态是构造和地表过程相互作用的复杂产物,主要通过构造活动和岩石的抗侵蚀能力等来调节。构造活动相对较弱的古老造山带往往可以忽略构造驱动的岩石抬升,使得研究岩石抗侵蚀能力对其地貌雕刻的贡献成为可能。但是目前大多数活动造山带地貌研究的结果显示地貌主要受控于活动构造,关于岩性对地貌演化影响的报道较少。色尔滕山山前断裂为河套盆地北缘的一条重要控盆断裂,全新世以来该断裂的活动性较强,曾发生过两次较大震级地震（M6. 4和M5. 9）。前人活动构造研究表明该断裂的活动性具有空间差异,中部乌加河镇活动性最强,两端逐渐减弱。但相对河套盆地北缘其他大型断裂（如狼山山前断裂、乌拉山北缘断裂和大青山山前断裂）,该断裂的地貌参数研究较少。同时其地貌演化特征及发育机理仍然不清楚,这些均制约了对该断裂的变形动力学理解。本文基于30 m分辨率的DEM数据对该断裂进行详细的河流地貌学参数研究,包括使用Arcgis和Matlab脚本提取色尔滕山山前33条河流的子流域盆地面积 高程积分（HI）和相应河道陡峭指数（Ksn）、河道纵剖面及其裂点等地貌学参数。结果表明研究区河流HI值大部分处于0. 40~0. 66之间,其中乌加河镇附近具有高值,流域盆地处于发育的壮年期。瞬态河道和稳态河道均沿着色尔滕山山前断裂走向分布,可能表明色尔滕山山前大部分河道目前处于瞬时地貌向均衡地貌演化阶段,并且通过对比发现瞬态河道裂点成因存在岩性和构造共同控制的现象。河道陡峭指数空间分布差异性较大,乌加河镇附近（S13~S20）陡峭指数较大,向两边陡峭指数逐渐减小,在S8河流以西又有增大的趋势。通过结合岩性和降雨情况分析发现,河道陡峭指数除了受岩性抗侵蚀能力影响外,其分布还与色尔滕山山前断裂垂直滑移速率分布和垂直位错分布基本一致。综合来看,地貌参数的空间分布是岩性差异和色尔滕山山前断裂活动分段差异性共同控制的结果,表明该地区岩性和构造对地貌的协同塑造作用。  相似文献   

内蒙大青山山前活动断裂带西端左旋走滑现象   总被引：10，自引：0，他引：10  

江娃利  肖振敏  王焕贞 《中国地震》2000,16(3):203-212

位于大青山山前断裂西端约１０ｋｍ的地段,１８条冲沟不同程度地发生了左旋扭曲,扭曲量２０～３００ｍ不等。冲工度与左旋扭曲量显示了较好的正比关系。从山前台地与冲沟的切割关系可以看到,这些上游长度１～５ｋｍ及小于１ｋｍ的冲沟形成在晚更新世末期及全新世以后,同时冲沟沟口河流冲洪积相砂砾石层直接与山边黄色亚砂土断层接触,断层下降盘地层年龄早于断层上升盘的地层年龄,显示了断层的走滑活动,由断错的地层年代估算,大青山山前活动断裂西端全新世左旋走滑速率达到５ｍｍ／ａ。此外,本文还讨论了了大青山山前活动断裂的演化机制。  相似文献   

古冲沟冲积扇体地震反射资料研究   总被引：5，自引：0，他引：5  

薛荣俊  张维冈 《海洋地质与第四纪地质》1999,19(2):115-118

利用地震资料研究古冲沟冲积扇体的反射特征、内部结构、剖面特征和分布特征等问题,研究结果为识别和确认古冲沟冲积扇体油气藏提供依据  相似文献   

走廊南山河流纵剖面高海拔裂点的成因     

陈苗  胡小飞  王维 《地理学报》2018,73(9):1702-1713

河流水力侵蚀物理模型表明基岩河道纵剖面在均衡状态时表现为平滑上凹的形态,其特征反映了构造、基岩抗侵蚀能力和气候的作用;然而自然界河道纵剖面多呈现以裂点为特征的不均衡形态,不均衡的剖面形态以及裂点的研究同样可以对外力作用的变化起到很好的指示作用。位于北祁连的走廊南山高海拔河道纵剖面普遍呈现不均衡形式且发育海拔较高的裂点。通过对裂点成因分析发现,这些裂点并不主要受控于岩性、气候、构造等因素,而反映了冰川作用遗留地形与河流地形的分界。这一结果说明在对河道纵剖面高海拔裂点进行分析时要考虑到古冰川遗留地形也会对现代河道纵剖面产生重要影响,为进一步认识和理解造山带地貌演化以及控制因素提供了思路。  相似文献   

贺兰山东麓冲沟裂点溯源迁移速率及其形成年龄的讨论   总被引：3，自引：1，他引：3       下载免费PDF全文

崔黎明  汪一鹏 《地震地质》1990,12(1):87-95,T021

本文通过对洪积扇断层崖上升盘冲沟裂点位置的实测和研究,讨论了贺兰山东麓地区影响裂点溯源迁移速率的主要因素,建立了这一地区裂点位置与形成年龄关系的公式。据此确定贺兰山东麓断层全新世以来至少发生过三次类似1739年平罗大地震的古地震事件,强震的重复间隔时间大约在2500年至3500年  相似文献   

镇江币古冲沟与建筑工程的关系     

洪乃平 《江苏地质》1990,(1):35-38

  相似文献   

构造成因的沟谷建模及可视化   总被引：1，自引：0，他引：1  

邱祝礼  李有利  南峰 《海洋地质与第四纪地质》2007,27(3):127-132

尝试从概念模型、数学模型、计算机模型等多个层次构建构造成因的沟谷形成、演变的动态地貌模型。同时,以新疆玛纳斯河西岸红山嘴电站Ⅲ级阶地上的沟谷为例,对模型进行动态三维可视化。模型演算与可视化的结果表明,该系统符合所研究地区的沟谷演化规律,可以用来恢复古沟谷形态和预测将来的形态。  相似文献   

宁夏海原南华山北麓断裂带的冲沟断错与8.5级强震重复率   总被引：5，自引：3，他引：2       下载免费PDF全文

程绍平  彭贵  李洪春 《地震地质》1984,6(4):25

由于南华山北麓断裂带的新活动,使得南华山北麓菜园—乱堆子16公里范围内的21条冲沟发生明显断错,显示出左旋位移指向。本文研究了这些断错冲沟的地质地貌表征、断错冲沟的发育过程和断错量,并根据晚更新世以来沉积物的~(14)C年龄和区域冲沟的溯源侵蚀速率,计算出晚更新世以来南华山北麓断裂带的平均滑动速率为4.3毫米/年;同时,量测出1920年海原8.5级地震震中区地震断层的最位移量为6.9米。根据以上资料,估算出南华山北麓断裂带8.5级强震的重复率约为1600年  相似文献