示踪技术在流域泥沙研究中的应用(1)(2)
2017-08-10 01:16
导读：由此可见，137cs法能方便地比较过去几十年来平均侵蚀量、产沙量及其之间的相互关系，为流域泥沙预算提供了一比较快速、简便的新方法；但结果还比较
由此可见，137cs法能方便地比较过去几十年来平均侵蚀量、产沙量及其之间的相互关系，为流域泥沙预算提供了一比较快速、简便的新方法；但结果还比较粗略，运用137cs法时应考虑137cs在泥沙剖面的沉积后迁移、泥沙颗粒分选等因素并进行校正。
2泥沙来源的历史变化
2.1泥沙来源的确定方法
小流域泥沙来源的研究方法可以概括为：传统方法、现代地球化学方法及现代的核素示踪法。
传统的泥沙来源确定是用一系列直接监测技术，这些监测技术包括：潜在泥沙来源区的目测评价［9］，调查侵蚀痕迹［10］；用航片和数字地形图、gis软件分析泥沙来源［11］；侵蚀针［12］、剖面测量计［13］、光电侵蚀针体系［14］等。另外，河流含沙量可以用单个子流域的泥沙相对贡献来确定［15］。然而，利用上述方法虽然是最有效和接近实际的手段，但往往会因人为因素、客观条件及经费的限制，难以保证长时间采用和空间所有代表性的资料和数据的完整采集，因而得到的结果不具有连续性，一般不能为重现泥沙的起源提供有益的历史记录。
现代地球化学方法（又称指纹法），即利用保存在泥沙剖面中的各种地球化学记录，确定泥沙源地的类型及其空间分布。应用的参数包括以下几种类型：矿物磁性参数、地球化学组成参数（如fe、ca、cr、cu、k、mg、na、ni、sr、zn、mn、al及p的各种形式等）、有机质参数（如有机炭、有机氮等）、放射性同位素参数（137cs、62a、210ex等）和物理参数（如颗粒粒径）。
核素示踪方法是近几十年来才开始使用的一门新技术，它是利用核素的稳定性、与土壤颗粒的紧密结合性、生物的低吸收性等特性加以应用的。下面对示踪法研究泥沙来源的进展略加评述。
（转载自http://zw.nseac.coM科教作文网）
2.2核素示踪法研究泥沙来源
现代核素示踪方法包括稳定性稀土元素（ree）示踪法和放射性核素示踪法。ree示踪法是80年代中后期发展起来的一门新技术，国内田均良等人［16］在国内首次将ree示踪法应用于黄土区土壤侵蚀垂直分布的研究，石辉［17］利用人工模拟降雨发现，ree示踪法可以较好地示踪小流域泥沙来源，能够有效地说明小流域侵蚀产沙的时空分布规律。常用的放射性示踪核素主要包括7be，137cs，210pb和226ra/232th，这些核素在土壤剖面中具有独特的垂直分布特征及分布深度，如7be土壤表层的渗透深度一般为几毫米［18］，最大不超过二十毫米［19］，210pbex主要分布在表层0～20cm内，且在土壤剖面中随深度呈指数形式减少，137cs一般主要分布在表层30～40cm内［20,21］，而不同的地质区则具有不同的226ra和232th含量。因此，根据核素的分布特征可以应用单一核素或两种、三种核素复合示踪泥沙来源。70年代初，ritchie等人［22］用137cs法计算了mississippi河北部三个小流域中不同土地利用类型侵蚀泥沙进入水库的泥沙量；其后，loughran［23］、walling［24］等都用137cs法研究了小流域泥沙来源。1988年，burch等人［25］基于7be和137cs在土壤剖面中不同的分布特征，提出了应用7be和137cs两种核素复合示踪确定和预测集水区的泥沙来源，但他没有将其定量化；olley等［26］认为不同泥沙来源区具有不同的226ra／232th比值，若河流泥沙中该比值发生了变化，则说明其泥沙来源也发生了变化；he等［27］则利用210pbex、137cs和226ra三种核素的数值混合模型，定量说明了culm河泥沙的三个来源的相对贡献率；wallbrink［28］等在burch的基础上，将210pbex也应用进去，以区分片蚀和沟蚀为主的两个土壤侵蚀过程及其产沙量，但这些大多限于定性地提出这些方法，而未加以实际应用；后来，wallbrink［29］应用137cs和210pbex研究了murrubidgee河中游的泥沙源地和各自的贡献率，他还根据泥沙密度及泥沙量与河道长度的关系，泥沙来源及核素含量的变化，推断河道中细粒物质的滞留时间及悬浮泥沙分离的过程；wallbrink［30］还提出了用7be、137cs和210pbex复合示踪研究不同土壤侵蚀方式（面蚀、浅细沟侵蚀、深细沟侵蚀及沟蚀）下泥沙起源的土壤剖面深度。多核素复合示踪研究泥沙来源的精度应该比单核素高，但其存在研究范围受到局限及与其他方法一样，还存在如何进行泥沙输移分选作用的校正等问题，这些问题在实际应用都值得注意和进一步研究。国内张信宝于80年代末应用137cs法定性地研究了山西羊道沟小流域各地貌单元侵蚀强度的相对强弱，他将沟壑区137cs对沟口坝库淤泥中137cs的贡献率视为零，利用简单的配比公式，半定量地得到梁峁坡和沟壑区泥沙对沟口泥沙的相对贡献率［31］。其后杨明义［32］、文安邦等［33］都利用137cs定量研究小流域泥沙来源。单一核素示踪得到的结果相对来说比较粗糙，利用多种放射性核素复合示踪研究小流域内各地貌单元的产沙量，国内还没有人进行研究过。共3页: 1 [2] [3] 下一页 论文出处(作者):
