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水利工程论文-三峡库区突发性灾害事件和持续干旱分析.doc水利工程论文-三峡库区突发性灾害事件和持续干旱分析.doc -- 2 元

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水利工程论文三峡库区突发性灾害事件和持续干旱分析摘要三峡库区突发性灾害事件和持续干旱分析关键词三峡灾害干旱一、水资源状况分析长江从世界屋脊的沱沱河起至长江口入海,全长6300多km,年入海水量近1万亿m3,海拔落差5800多m3,水能资源蕴藏量达2.68亿kW。长江三峡段,是山水壮丽的大峡谷,东起长江宜昌江段,依次是西陵峡、巫峡、瞿塘峡三大峡谷。高山峡谷中大小河沟纵横交错,汇入长江,是长江水系的重要成员。而奔腾浩瀚的长江,对高山峡谷的持续干旱,只能望而止步,无能为力。库区之水天上来,地上泉,即来即用,瞬间来水瞬间走,蓄水和调控能力较差,加上当地特殊的土质结构(板块结构),而且耕作的土地有相当大部分是客土,即浮土。在水的渗透作用下,这种浮土和板状结构的土,根基不牢,是形成山体滑坡的根源,虽然大的滑坡事件不多,可是小塌小滑现象时有发生。2001年3月,湖北秭归县两河口镇发生重大滑坡险情。山体大滑坡与干旱、山洪、狂风、暴雨、冰雹等灾害一样危及人民生命和财产的安全,使当地经济发展受到极大的损失。几年前长江水道的塌江事件,直接威胁到长江航道的安全。而且,随着库区的形成,水位的上升,这种自然灾害造成的损失亦呈上升趋势,危害程度随着人口密度加大和住宅楼的升高而加大。滑坡、干旱、山洪、狂风、暴雨、冰雹等灾害突发性事件,在局域小范围内发生的频率太高,不足为奇,这些事件都与土壤结构和土壤水分密切相关。水分是天然土壤的一个重要组成部分。它不仅影响土壤的物理性质,制约着土壤中养分的溶解、转移和微生物的活动,是构成土壤肥力的一个重要的因素,而且本身更是一切作(植)物赖以生存的基本条件。因此,研究和了解土壤水分,无论在理论上还是在生产上都有着重要意义。土壤中的水分或者被吸附在土粒表面,或者处在孔隙中,并且和外界的水一样,也以固态、液态、气态三种形态存在。由于土壤的颗粒大小、形状和孔隙度等的不一样,以及水分含量的多少不同,土壤水分便表现出不同的性质。土壤水分在不同状态下表现出的性质是大不相同的。进行土壤水分分类,弄清水分在土壤中的形态、作用,从而对其进行调节控制,对土壤改良和农业生产有着重要意义。但是,由于土壤是非均一的多孔介质,对土壤水分的吸附、保持或转移等现象,还有很多方面尚未弄清楚。再者,由于研究土壤水分和用水的目的不同,所涉及的面也很广,故对土壤水分进行分类比较困难。学者们曾提出过不少方案,这里,仅介绍一种通用的土壤水分分类法。土壤水分从形态上,大致分为化学结合水、吸湿水和自由水三类1.化学结合水要在600℃~700℃温度下才能脱离土粒。2.吸湿水是土粒表面分子力所吸附的单分子水层。3.自由水可以在土壤颗粒的孔隙中移动。自由水又可分为膜状水,毛管悬着水,毛管支持水,重力水。进行上述分类,从生产意义讲,化学结合水和吸湿水在土壤中不能自由移动,故不能被植物利用膜状水仅能作极缓慢的移动,且含量很少,远不能满足植物的需要毛管悬着水和毛管支持水是供植物吸收利用的最有效的水分,重力水因只能暂时存在,不能持续为植物利用,而且过多时,常又会造成土壤通气不畅,影响植物生长,但作为水量平衡计算时,重力水是不可忽视的数量。在高温干旱的气候条件下,土壤水分大量挥发,地面辐射平衡值急剧增大及土壤热容量急剧减少,并继续相互循环,使农作物迅速枯萎,直至死亡。土壤含水量的多少决定着土壤热容量的变化能力大小,土壤热容量大,高温时土壤升温所需要的热量相对也大。就是说在相同的高温条件下,热容量大的土壤升温比热容量小的土壤升温要慢些。土壤含水量有容积含水量与重量含水量之分。容积含水量是指土壤水的容积占土壤容积的百分数,它表明水填充土壤孔隙的程度(水容%=土壤水体积/土壤容积)。重量含水量是指土壤水重量与土壤干重之比(水重%=土壤水重/干土重)。土壤容积含水量与重量含水量之间的关系土壤容积含水量为土壤重量含水量与土壤容积之积。土壤容重为土壤干重与土壤容积之比。土壤含水量简称为水土的比率,测定时仍然以烘干法为基准。土壤含水量的观测分类和张力计的应用,以及土壤水势的能态和二次传感测量原理和计算方法,详见有关资料。试验区坡地紫色土层纵向剖面的土壤容重的分布走向,是随纵向深度的加大,土壤容重突然增大,这主要是因为紫色土土质地板结,特别是与碎石出现深度分布和走势,坡耕地块的地形地貌,耕作层状态,施肥量以及有机质含量的影响有关联。土壤最上层0~20cm深度,即耕作层土壤的容重在1.39~1.47之间,30~130cm深度土壤容重在1.80~1.90之间,土层从60cm深度开始,碎石含量较多,随纵向深入土层越来越坚硬、板结和无法采样,同时土壤的湿度变化不大,土壤孔隙和透气性越来越差,能被果树有效利用的水分不多。土壤容重和深度的关系,可由两条线段来表示。在试验小区采样时,采用人工挖土壤纵向剖面的方法,长约140cm,宽约80cm,其深度为130cm,并同时挖出土层阶梯以供采样人员上下出入使用。每隔10cm采一次样,为一层,每层用三个环刀重复取土。样品采完后,将挖出的深坑填平恢复原状,将环刀样品加盖并编号,带回实验室处理。样品在室内烘箱108℃的条件下经过8h烘干、天平称重等处理,得到试区土壤容重。土壤容重的测量数据,便于对田间土壤容积含水量的测定。一年当中土壤含水量的变化急剧。一般在冬末春初,大地苏醒百花争艳时,持续延绵的降雨,使土壤耕作层中含水量逐渐增大直至饱和,向纵向深层土层渗水,这是深层土壤一年当中的蓄水期。土壤耕作层含水量从干到湿的过程,即土壤的吸水过程,当达到某种植物生长的极限指标时,表示植物根部的土壤含水量已达到富有标准,含水量过高,透气性就差,淹水时间过长,土壤中含氧量急剧减少,微生物活动受到限制,氧化还原电位降低,使植物根部处于还原状态,有毒气体大量产生,植物根部开始腐烂。在炎热的夏季和初秋时期,干旱时常伴随而来,持续几个月基本上只下几场雨,根本不能解决问题。此时土壤处于从湿到干的过程,即土壤是一个脱水的过程,当达到某种植物生长的极限状态时,表示植物根部的土壤含水量已不能满足植物生长的需要,干旱将产生严重的后果。二、突发事件的发生和持续干旱干旱、山洪、狂风、暴雨、冰雹等灾害在库区局域范围内频繁发生。1996年8月6日,一场特大暴雨只持续1h不到,一场百年不遇的特大山洪就在老鹰沟流域暴发,范围之窄,速度之快,令人震惊。1997年在玉米播种后的101d进入伏旱期,7月只下几场小雨,8月开始大旱直到9月底,都没有下雨,是当地几十年来少有的大旱之年,大河见底细流,小河枯水,给当地果树生长带来严重影响,持续接近两个月的干旱,使农作物基本上没水,干旱严重,秋玉米生长停止,只有一尺高就枯萎了。只有当年试验春玉米播种得早,避免了伏旱对玉米生长的影响。7~11月间的降水量直接影响到大豆、夏玉米、花生、脐橙等作物的生长发育过程,也是干旱经常发生的月份,
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