本文關鍵詞：山區(qū)小流域降水量空間變異性及地下水響應行為研究

  更多相關文章： 植被發(fā)育斜坡 滑坡 降水時空變異性 入滲 地下水響應 徑流量

【摘要】：山區(qū)流域高蓋度斜坡的失穩(wěn)往往伴隨著強降水,降水入滲轉化的地下水是斜坡變形破壞的根本原因,而入滲是連接降水與地下水的中間環(huán)節(jié)。建立降水-滑坡預警模型,查明斜坡區(qū)地下水徑流帶積聚-維持-消散的過程以及地下水位對強降水的滯后響應及斜坡水循環(huán)機制,對植被發(fā)育斜坡地下水對強降雨過程的響應行為及其災害效應進行了系統(tǒng)研究。本文依托曾經發(fā)生過特大滑坡的頭寨溝斜坡為研究對象,綜合采用現場調查、原位測試實驗、實時監(jiān)測、室內試驗等手段,對研究區(qū)區(qū)域地質特征、土體物理化學性質、非飽和帶土體物理-水理參數、大孔隙網絡特征、地下水響應過程等展開系統(tǒng)研究。得到如下結論：(1)實驗區(qū)地質調查、土體物理化學性質分析表明,研究區(qū)土體的天然含水率極高,雨季期間土體的含水率接近飽和含水率；土體的天然密度、干密度和顆粒比重均較��；孔隙度較大且隨深度增加遞減。(2)在研究區(qū)兩個不同海拔高度位置分別布設氣象站,為期一年的降水觀測結果表明,研究區(qū)降水梯度高達190 mm/100 m,兩個不同海拔位置降水變異性顯著；降水持時是造成山上與山下次降水量差異的主要影響因素；發(fā)生小雨時山上與上下的降水差異性很小,但山下發(fā)生中雨及以上的降水事件時,山上的降水等級比山下高1-2個等級,且有59%的概率會發(fā)生大雨或者暴雨；山下為暴雨時山上100%概率為暴雨甚至為大暴雨；山上與山下夜間降水均大于白晝,且強降水事件多發(fā)生于夜間；目前已有大量不同尺度的臨界降水標準對區(qū)域性滑坡預警,仍存在預警空間外延性差、時間精度低、臨界降水閾值不科學等問題。(3)流域主要河道斷面安裝4個測流三角堰。監(jiān)測期內的河道水位、流量(每周一次以上)與降水實時監(jiān)測和水質化學分析表明,植被發(fā)育斜坡土體在強降雨的過程中不會出現地表徑流,土體對降水表現為“通吃”行為,這對斜坡的穩(wěn)定是極為不利的；河道水是由地下水排泄形成而非地表徑流,地下水水位-水量在短時內劇烈變化；受天然含水率與地形的影響,降水會在短時內迅速轉化為地下水并形成側流補給河道,地下水的排泄相對降水過程無明顯滯后。土體對降水的調節(jié)能力較低。通過蓄水-釋水調節(jié)年徑流量局限性較大。(4)斜坡入滲實驗研究表明,研究區(qū)土體飽和滲透系數極高,土體能夠同步吸收強降水下的大部分降水而不產生地表徑流；大孔隙的存在使得水分以優(yōu)先流的形式向下遷移,參與地下水循環(huán)；大孔隙中的水流能穿透孔壁進入周圍基質區(qū),加快了降雨向下遷移的速度；研究區(qū)土石二元結構的的特征會在某深度處形成局部隔水屏障,水分遷移過程受阻形成暫態(tài)飽和帶,帶內土體基質吸力降低,易使邊坡發(fā)生變形破壞或淺層滑坡。
【關鍵詞】：植被發(fā)育斜坡 滑坡 降水時空變異性 入滲 地下水響應 徑流量
【學位授予單位】：昆明理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：P426.616;P642.22
【目錄】：

• 摘要6-8
• Abstract8-14
• 第1章 緒論14-27
• 1.1 引言14-17
• 1.2 降水—地下水—滑坡關系17-23
• 1.2.1 降雨與滑坡的關系17-20
• 1.2.2 地下水與滑坡的關系20-21
• 1.2.3 降水入滲與滑坡的關系21-23
• 1.3 斜坡對降雨過程的地下水響應23
• 1.4 植被涵養(yǎng)水源功能23-24
• 1.5 本文主要研究內容及結構安排24-25
• 1.6 本文特色和創(chuàng)新之處25-27
• 第2章 試驗區(qū)概況及土體特性27-37
• 2.1 前言27
• 2.2 實驗區(qū)概況27-31
• 2.2.1 地理位置和植被覆蓋情況27-29
• 2.2.2 地質條件29
• 2.2.3 研究區(qū)溫度及濕度29-31
• 2.3 土體特性31-36
• 2.3.1 土體物理化學性質31-33
• 2.3.2 顆粒組成33-34
• 2.3.3 根系密度、有機質含量和微生物含量組成34-35
• 2.3.4 粘土礦物35-36
• 2.4 本章小結36-37
• 第3章 植被發(fā)育斜坡降水時空變異性特征37-54
• 3.1 前言37-38
• 3.1.1 降水時空變異性的定義37
• 3.1.2 降水時空變異性的成因37
• 3.1.3 降水時空變異性對徑流過程以及滑坡預警預報的影響37-38
• 3.1.4 降水時空變異性的研究手段38
• 3.2 研究方法38-39
• 3.3 結果與分析39-52
• 3.3.1 研究區(qū)降水空間結構特征分析39
• 3.3.2 周降水變異性特征分析39-40
• 3.3.3 日降水變異性特征分析40-42
• 3.3.4 小時降水強度變異性特征42-44
• 3.3.5 次降水變異性特征分析44-46
• 3.3.6 同步主雨峰降水空間變異性特征46-50
• 3.3.6.1 降水量的GRI關聯規(guī)則46-49
• 3.3.6.2 降水量的C&R決策樹關聯規(guī)則49-50
• 3.3.7 強降水空間變異性特征分析50-51
• 3.3.8 降水時間變異性特征研究51-52
• 3.4 本章小結52-54
• 第4章 斜坡土體地下水對降水的響應54-78
• 4.1 前言54-55
• 4.2 土壤水的形態(tài)55
• 4.3 土壤水的能態(tài)55-57
• 4.4 非飽和土壤水運動達西定律57-58
• 4.5 地下水的分類58-61
• 4.5.1 按埋藏條件分類58-60
• 4.5.2 按含水空隙特征分類60-61
• 4.6 地下水響應行為61-64
• 4.6.1 前言61-62
• 4.6.2 降雨入滲過程對地下水響應的影響62
• 4.6.3 研究方法62-63
• 4.6.4 染色實驗結果分析63-64
• 4.7 滲透系數測定64-69
• 4.7.1 試驗原理64-65
• 4.7.2 試驗方法及步驟65-67
• 4.7.3 滲透實驗結果分析67-68
• 4.7.4 降水入滲對坡體穩(wěn)定性的影響68-69
• 4.8 研究區(qū)地下水對降水的響應行為69-77
• 4.8.1 研究方法69
• 4.8.2 結果與分析69-77
• 4.8.2.1 植被發(fā)育斜坡土體蓄水量的估算73-74
• 4.8.2.2 地下水作用下的土體水理特性74
• 4.8.2.3 地下水響應的滯后性研究74-77
• 4.9 本章小結77-78
• 第5章 本文結論78-80
• 參考文獻80-89
• 致謝89-90
• 附錄 (攻讀碩士期間撰寫的學術論文及參與的研究課題)90

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