發(fā)布時(shí)間：2017-07-08 16:25

  本文關(guān)鍵詞：黃土區(qū)露天煤礦排土場(chǎng)重構(gòu)土壤孔隙三維分布的多重分形表征

  更多相關(guān)文章： CT掃描 土地復(fù)墾 重構(gòu)土壤 土壤孔隙 三維重建 多重分形

【摘要】：土壤孔隙對(duì)水分、養(yǎng)分的運(yùn)移起著重要作用,礦區(qū)重構(gòu)土壤孔隙狀況反映著復(fù)墾土壤質(zhì)量的高低。本研究通過對(duì)安太堡露天煤礦不同復(fù)墾年限排土場(chǎng)重構(gòu)土壤(23年、20年、0年)以及原地貌土壤進(jìn)行CT掃描,獲取土壤孔隙信息,基于Matlab平臺(tái)對(duì)土壤孔隙分布進(jìn)行三維重建,搜索土壤孔隙團(tuán)的個(gè)數(shù)及每個(gè)孔隙團(tuán)的體積大小,計(jì)算土壤孔隙度,并對(duì)土壤孔隙分布進(jìn)行三維多重分形定量表征,以探討重構(gòu)土壤孔隙空間分布規(guī)律,進(jìn)而分析排土與復(fù)墾對(duì)重構(gòu)土壤孔隙狀況的影響。結(jié)果表明:(1)CT掃描技術(shù)能夠無損獲取土壤孔隙信息,通過三維重建可以得到土壤孔隙三維分布,并能搜索到土壤孔隙團(tuán)的個(gè)數(shù)及體積,使土壤孔隙的研究更加簡(jiǎn)單、直接。(2)隨著復(fù)墾年限的增加,重構(gòu)土壤孔隙度、連通性得到顯著性提高,其中復(fù)墾23年土壤孔隙狀況最好,最接近原地貌,其次為復(fù)墾20年土壤,未復(fù)墾土壤孔隙狀況最差;(3)土壤孔隙三維分布在特定尺度上具有多重分形特征,復(fù)墾土壤中,重構(gòu)23年、20年土壤D1、△D值較大,孔徑分布離散度較小,土壤孔隙變異程度大,未復(fù)墾土壤廣義維數(shù)譜曲線較為平緩,土壤各項(xiàng)指標(biāo)較差,孔隙分布均一。(4)土壤孔隙三維分布奇異譜曲線呈左鉤狀,土壤孔隙分布不均勻,隨著復(fù)墾年限增加,奇異譜寬度△α逐漸增大,土壤孔隙分布越趨于復(fù)雜,變異程度增高,土壤孔隙狀況得到改善。(5)多重分形參數(shù)D1、D0-D1、△D、△α、△f之間具有較好的相關(guān)性,相關(guān)系數(shù)在0.599~1.000之間,可以從不同的角度反映重構(gòu)土壤孔隙三維分布的空間特征與非均勻性,以反映重構(gòu)土壤孔隙的變異規(guī)律。本研究可為黃土區(qū)露天煤礦排土場(chǎng)的土壤重構(gòu)工作提供指導(dǎo)與依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：CT掃描 土地復(fù)墾 重構(gòu)土壤 土壤孔隙 三維重建 多重分形
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TD824.8;TD88
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 緒論10-20
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 研究目的與意義11-12
• 1.3 國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展12-18
• 1.3.1 露天煤礦土壤重構(gòu)研究12-14
• 1.3.2 土壤孔隙結(jié)構(gòu)獲取方法研究14-15
• 1.3.3 分形理論在土壤學(xué)中的應(yīng)用15-17
• 1.3.4 三維重建在土壤孔隙研究中的應(yīng)用17
• 1.3.5 當(dāng)前研究中存在的問題與不足17-18
• 1.4 研究?jī)?nèi)容及技術(shù)路線18-20
• 1.4.1 研究?jī)?nèi)容18
• 1.4.2 技術(shù)路線18-20
• 2 研究區(qū)概況與土壤樣品采集20-27
• 2.1 研究區(qū)概況20-23
• 2.1.1 地理位置20
• 2.1.2 地形地貌20-22
• 2.1.3 土壤狀況22
• 2.1.4 植被狀況22-23
• 2.2 土壤樣品采集23-24
• 2.3 樣品CT掃描24-27
• 3 重構(gòu)土壤孔隙三維重建及多重分形方法27-33
• 3.1 三維重建27-29
• 3.1.1 重構(gòu)土壤孔隙三維分布的重建27-28
• 3.1.2 孔隙團(tuán)體積搜索28-29
• 3.2 多重分形方法29-32
• 3.2.1 分形原理29
• 3.2.2 分形維數(shù)29-30
• 3.2.3 多重分形原理30
• 3.2.4 重構(gòu)土壤孔隙多重分形算法30-32
• 3.3 統(tǒng)計(jì)分析方法32-33
• 4 不同復(fù)墾年限重構(gòu)土壤孔隙三維分布特征33-40
• 4.1 土壤孔隙三維重建結(jié)果33
• 4.2 孔隙團(tuán)搜索結(jié)果33-37
• 4.3 孔隙團(tuán)體積分布37-38
• 4.4 孔隙團(tuán)個(gè)數(shù)、最大孔隙團(tuán)體積與孔隙度之間的關(guān)系38-39
• 4.5 小結(jié)39-40
• 5 不同復(fù)墾年限重構(gòu)土壤孔隙三維分布多重分形特征40-50
• 5.1 多重分形尺度40-42
• 5.2 多重分形廣義維數(shù)譜42-46
• 5.2.1 土壤孔隙多重分形廣義維數(shù)譜曲線q-Dq42-44
• 5.2.2 容量維D044
• 5.2.3 信息熵維數(shù)D144-45
• 5.2.4 ΔD45
• 5.2.5 容量維數(shù)與信息熵維數(shù)的差值45-46
• 5.3 多重分形奇異譜46-48
• 5.4 重構(gòu)土壤孔隙分布多重分形參數(shù)間的關(guān)系48
• 5.5 小結(jié)48-50
• 6 排土與復(fù)墾對(duì)土壤孔隙變化的影響50-54
• 6.1 采礦與排土對(duì)土壤孔隙變化的影響50-51
• 6.2 復(fù)墾對(duì)土壤孔隙變化的影響51-52
• 6.3 壓實(shí)土壤孔隙改良措施52-54
• 6.3.1 改善排土工藝52
• 6.3.2 植被恢復(fù)52-53
• 6.3.3 深耕法53
• 6.3.4 施肥法53-54
• 7 結(jié)論與展望54-56
• 7.1 主要研究結(jié)論54
• 7.2 研究展望54-56
• 致謝56-57
• 參考文獻(xiàn)57-69
• 個(gè)人簡(jiǎn)介69

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

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本文編號(hào)：535373