地形处理（精选10篇）
地形处理 篇1
“微地形”是专指一定景观绿地范围内植物种植地的起伏状况。这种工程手段, 改变了以往绿化在平面上进行, 毫无层次感、立体感的缺点。在造园工程中, 适宜的微地形处理有利于丰富造园要素、形成景观层次、达到加强园林艺术性和改善生态环境的目的。
1 园林绿地微地形处理原则
园林绿地可分自然式、平板式、台阶式、混合式等几种微地形模式。根据作者多年研究, 根据其功能对不同微地形模式提出以下处理原则。
1.1 结合自然地形、充分体现自然风貌
自然是最好的景观, 结合景点的自然地形、地势地貌, 体现乡土风貌和地表特征, 切实做到顺应自然、返璞归真、就地取材、追求天趣。
1.2 以小见大, 适当造景
地形的高低、大小、比例、尺度、外观形态等方面的变化创造出丰富的地表特征, 为景观变化提供了依托的基质。在较大的场景中需要宽阔平坦的绿地、大型草坪或疏林草地, 来展现宏伟壮观的场景;但在较小范围, 可从水平和垂直两维空间打破整齐划一的感觉。通过适当的微地形处理, 以创造更多的层次和空间, 以精、巧形成景观精华。
1.3 因景制宜, 融建筑于自然景色与地形之中
地形处理必须与建筑景观相协调, 以淡化人工建筑与环境的界限, 使建筑、地形与绿化景观融为一体。
2 微地形应用处理的技巧
2.1 公共绿地
2.1.1 路堤。
路堤是联系水与绿地的媒介, 是现代城市中滨水绿地景观的常见园林地形要素。把路堤处理成微倾斜状、采用沙滩或草地模式使路堤缓缓延伸到水面, 打破绿地与水的界面;或把路堤做成台阶式, 并把台阶直接延伸到水中以提供人们戏水的可能, 可以使人亲临水体, 享受大自然的乐趣。
2.1.2 人工水系。
园林绿地的人工水系一般分为规则式、自然式、混合式。规则式水体如喷泉等, 其轮廓可处理成几何式, 水岸整齐;驳岸常采用条石或瓷砖砌成规则式, 垂直于池底, 此形式多见于喷泉水景中。自然式水体讲究“疏水之去由, 察源之来历”, 需要设计者对天然水体观察提炼, 求得“神似”而非“形似”, 以人工水面创造出近似于自然水系的效果。为避免水出无源, 通常将水的轮廓处理成自然曲折、时隐时露、水岸为自然曲折的倾斜坡地。混合式水系的处理要因地制宜或根据造景需要, 稍偏远的地方可处理成自然式以增加野趣, 提高水体的欣赏性和艺术性。
2.1.3 广场绿地。
广场是城市空间环境中最具公共性、最富艺术魅力、最能反映城市文化特征的开放空间, 故有城市“起居室”和“客厅”的美誉。在广场绿地设计中, 往往对地形进行抬升和下降处理, 以体现或表现不同景观。对纪念性园林, 体现崇高、雄伟和肃穆感, 使观者油然而生一种崇拜之情。水景可高可低, 喷泉池宜高或平, 旱地喷泉则宜下沉, 以仰视体现高大和壮观, 以平视体现其平和而亲近, 以俯视体现其生动活泼。对无主景的公共休闲广场常做成下降地形, 如建造下沉式广场以交汇视线景观来营造群众文化表演和休闲乘坐的景点设施。
2.1.4 街道绿地。
街道绿化是街道景观的要素, 要使相对狭长、单调﹑封闭的道路上具有上乘的景观效果, 立面空间至关重要。除了植物的高矮搭配, 适当的地形处理也非常重要。整地时把地表做成“龟背状”或楔状, 不仅可以增强道路的连续性、方向性, 满足排水、地下管线、管沟的布置需要, 丰富立面上的景观层次;又有利于阻止尾气、粉尘、噪音等污染物的扩散, 产生良好的生态效益。
2.2 居住区绿化的微地形处理
由于居住区地域有限, 且各种暴露的地面建筑设施较多, 常使绿地显得小而零碎。合理绿化这部分面积是一项非常有益的工作。解决这些面积绿化问题既可解决国家园林城市30%绿地标准中的25%。由此可见居住区环境的微地形是找绿源的一项有效措施, 对居住区的环境治理也极有意义。由于微地形处理是绿化种植的前提和基础, 对于增强绿化景观的立体效果可以起到事半功倍的作用, 所以, 更应该仔细地研究、运用它, 而不应该仅仅局限在绿化植物的选择和种植方面。
环境艺术设计追求的是“人性化”的空间场所, 当环境艺术设计与园林微地形完美结合时, 景观空间必定会让人发出天人合一的感叹。
参考文献
[1]胡兆量, 武廷海.中国建筑园林的南北差异[J].经济地理, 1999 (5)
[2] 彭敏.试论中国园林设计的创新意识[J].东北林业大学学报, 2002 (3)
地形处理 篇2
1.山名颜色是绿色的，要改过来。图层要放对。
山名：200901
地名：200903（如公园）
村庄：140906
（JMD）
附录2
注记编码
1.居民地类
村
庄：140906 政府机关：140907 企事业单位、工矿、国营农场（如学校、酒店、集团、公司、医院）：140908 高层建筑、居住小区、公共设施（如运动场）：140909 建筑物性质注记（如食堂、车间等）： 140910 以“空”文字注记在房子里或房子周边：140009 2.交通类
2.1交通类名称编码
2.2交通类对应线型编码 高速公路： 160901
163100 街道主干路：160902
164810 次干路：
160903
164820 小街、小巷：160904
164830（街道支路）内部道路： 160904
164400 桥梁：
160905
164810 县道乡道： 160902
163300 机耕路：
160009
实线：164110，虚线：164100（道路线需要重画或者进行匹配，保证线型和线宽的准确性；道路上对应的水泥，砼，沥，碎石等注记，编码为160009）
3.水系
主要水系（如湘江）：180903 一般塘名、水库：180905 水系里对应的单独的描述文字注记（如：塘、鱼）：180009 4.地质地貌
山名：200901
地名：200903 注记在空地上的（如坪、施工地、空地、水泥、沙场、正在施工、堆灰区、预制场）：200009 其他
等高线注记：201200 植被说明注记（如桑、杂、松、杉、桃、茶）：210009 管线注记（如：止）：170009 工矿建筑（边线为水池的水、储气罐）：150009 2.牲口棚：线型536。文字结构注记的点位，没有落在房屋内的，需进行手动挪动来调整。牲和厕字的定位点都要移进去。牲口棚线型的方向改成向内，线型编码153600 4.（道路线需要重画或者进行匹配，保证线型和线宽的准确性；道路上对应的水泥，砼，沥，碎石等注记，编码为160009）
空地上的碎石场改成地貌注记
5.非完整注记组合：河流，村庄，地名，道路，山名、建筑名称、有名称的池塘等实体名称。逐一检查。别漏：图层、编码、颜色、注记组合
6.有的陡坎的方向实际是对的，在合并相连线时提示要合并，可不做处理，放在那里，线的颜色要改成ByLayer的。不过该合并的要合并，不要漏
7.池塘中的注记不是水，而是塘，面中注记检查提示错误，应该改过来 8.高程值为0的等高线要参照附近等高线将其改过来 9.双线沟渠只有一条线，要改为单线沟渠
10.地物有重复的要删除：菜单：检查入库——删除重复实体 11.系统配置后，做文字整饰，最后再居中保存。
12.有的要做岛处理：挖与被挖，编辑扩展属性（快捷命令）可以查看是否已做岛处理。否则面重复检查出现错误（原来是没有做岛处理）。构面尽量避开房屋和池塘要好些。小面为地类界包围的空地范围，则无需入库。若提示面重复，就做岛处理
13.面封闭检查：两种处理：图表快捷命令，结果在hidelayer层；在外面重画后拖回去，结果在该种地物图层，不在hidelayer层，需直接改成hidelayer层。做此种面封闭时，对于大面积复杂江河池塘和沟渠，尽量拖到外面画，然后直接改成hidelayer层 14.复合线加点时，点一下快捷键，在最近出现的跟踪到的点上单击即可
15.依比例坟地，需要把坟地边界线改为地类界，放在ZBTZ层，颜色为绿色。16.任何房屋和注记直接关联就可以改过来了
17.所有河流、湖泊、池塘、水库、双线沟渠需要构面（除长度小于半个图幅的双线沟渠、宽度较小的双线沟渠）；坎子中间，有明显河流流向，并且未标识为单线沟渠，需要用双线沟渠沿着坎子构辅助面。地物构面是不能穿过它们。
18.图廓问题：一般是放错图层了，或者无编码图元检查有一项图层放错了，或者没点中角点，或者重复了
19.独立电杆检查：电杆编码改为171300
20．有时候注记总是提示错误，可能是面封闭有问题，如有的没有岛处理 22.自然斜坡与内图廓相切的都要改（有底线的才改），被两幅图分断了的斜坡的两部分要单独重构（重画），然后顶线要改编码为204401，底线编码改为204402 23.构面的时候比如说一大片稻田之间有自然斜坡夹在里面，要尽量避开 24.棚房需要重构，只需要删掉原来的短线
25.半依比例涵洞都需要重构，符号在人工沟渠里面。
26.电力线若就只有黄色的线，就改编码（参考以前白色的电力骨架线）；否则就删掉黄色线，留下白色线
27.等高线注记标注不正确的错误：如果和等高线值一致就忽略错误；
大片区域高程值相同且和附近等高线不一致的解决办法：往往是一大片，有些图有好几片的高程点都是这种错误，一般都有十到几十个点：跟周边的图幅一起检查，看是等高线的错误还是高程点的错，错的删除（这个错误我大概碰到过4幅图，是相邻的图幅，暂时没修改。这是那边给出的解决办法）
28.我们的地形图都是分片区管理的 为了以后我们方便入库管理 你们检查好的图在各自的文件夹命名的时候加个片区名 以免好区分
比如
29.在河岸边的沙滩用岸滩沙滩 构面，在河中间的沙滩沙洲构面。水系设施~礁石岸滩 30.第一次修改时复合线临近点抽稀都只做一次，后面检查的时候就不用再做了。构面之前做，之后千万别做。
永州那边检查第一批图形时发现的共同错误及改正办法：
一、构面常见错误
1、相邻两条构面线没有完全重合。构面的时候要开启跟踪捕捉，避免交叉重合。这种情况要求构图者要细心并且每构完一个面自己检查。构完所有需要构的面之后，单独打开assist图层检查。
2、忘记做岛处理。往往构面结束之后被包围在面内的地物（比如房子、水池、塘等）很容易被忘记做岛处理。
3、有遗漏的，没有构面的。虽然是一小块，如果不构面，入库到GIS后就是一片空白。
4、小路和单线水渠在构面的时候不需要避开。
二、注记编码常见错误
1、地名 山名
村民 企事业单位 学校 公司
政府机关等图层和编码不对。每个人对照自己的每张图仔细检查一遍都会发现这样的错误。
公园是地名，编码是200903，放在DMTZ图层
2、水泥地
施工区 等需要改编码：地貌注记。
三、电力线 配电线 通信线常见错误
一般只保留骨架线，黄色的线删除掉。另外有些同学重新画了很多遍，但是原来的没有删除掉。
四、高程点常见错误
如果出现高程值为0或者与周边高程点相差很大的 直接删除掉，如果出现大面积的高程值有问题时，不要做任何修改，记下图幅名交给我们处理。
地形图修改顺序：
1.进行软件各项检查：
第一次打开新图时，第一步：新建CAD模板->批量插入图块->居中，进行数据预处理中的系统配置，然后开始预处理
（如果没有这么做，有什么区别吗？
ﻬ*~爆米花花.9:28:02 图层有区别
之前有一个组的图层颜色有的会不对）
拖动内图廓——数据转换——删除重复实体——再逐一检查（处理房屋那块时，关闭其他所有图层，免得漏掉房子，自己能分清也不必关）；
在建筑物注记检查和修改后，这些内容需要修改：道路名称注记组合，道路线宽要一致（分实线虚线不用管），牲口棚线型方向向内，空地上的交通注记改成地貌注记，山名、地名图层和注记组合和编码，简单房屋重构，棚房重构，电线杆删掉黄色的线，半依比例涵洞重构，依比例坟地放在ZBTZ层。然后继续软件后面的检查。有些使用批量处理更快
批量选择快捷命令；
改完后再检查合并相连线及后面的内容
删掉高程值为0的点以及高程值明显错误的点（如才几米多，而周围是一百多米）； 检查一遍后，图廓边断开的自然斜坡线需重构.。重构之后要删掉原来的线。做完这个后还需要做一下构面图元合检查等检查，看看有没有重构正确。
2.软件各项检查和修改完毕后，进行构面（切记要保证不保留边界，面与面之间的共用的线要重合）：
技巧：构面完成后，使用批量选择删除旧符号
注意：构面时多用跟踪，速度更快，多试一下，跟踪有技巧。有的闭合的线最多跟踪一半，剩下的需要一个个去点。可以道路、沟渠将地类分片区，一片片构面，免得漏掉小的面。
3.构好面后，检查构面是否遗漏，再放大看看相邻面共线处是否重合，有就修改（也可以每构完一个面就检查）；然后再软件里的几项重点检查。
浅谈景观设计中的地形处理及利用 篇3
关键词：地形处理 园林设计 景观
中图分类号：S68 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）08（a）-0060-01
1 园林景观中地形的作用
在园林景观的设计中地形的处理是有着重大作用的，它包括骨架作用、结合切分空间作用、环境作用和景观作用等几方面。由于地形的处理不同所产生的景观效果也是不同的。地形处理是造园的基础，也是造园的必要条件，不同的地点和环境条件灵活的组景，依山靠山，有水依水，充分地体现了“景为我所用”的原则，因此，可以说，地形的处理对景观的整体性起着决定性的作用。
1.1 骨架作用
地形是构成园林的骨架，是景观中所有元素和设施的载体，在景观设计中对地形的处理和设计主要是根据当时项目的主题所确定的方案来进行的，同时也要考虑到游客的需求。在地形的处理中我们也可以利用自然，结合景点的自然地形、地势地貌，体现出真实的景观环境，做到顺应自然，就地取材。所以说地形在景观中起到骨架作用。同时我们也要合理地布置建筑，变化地形，来创造更优美的景观。通过适当的地形处理，来创造更多的层次和空间，做到精、巧，形成景观的精华。此外，地形处理应与景观主题相协调，以消除建筑和景观之间的界限问题，做到地形与景观融为一体。
1.2 结合切分空间作用
结合切分空间我们可以把它定义为，通过地形的不同来组织空间形成优美的景观或是分割空间来体现空间的层次感，同时可以满足各种的使用功能。地形的形态各异，特点不同，所以在景观中起到了很大的作用。通过利用地形的优势我们让整个空间变化，增加旅游者的游览心情，比如说堆积假山和建造人工湖，我们在组织和分割这个空间的时候也要考虑到很多因素，包括整体的视觉效果，符不符合生态环境的要求等等。通过结合和切分空间来彰显地域特色。
1.3 环境作用
地形的适当处理，改善了局部的环境状况，净化了城市的空气，还能点缀风景，有利于改善当地的水质量，地形对当地的通风和采光都有一定的影响；改善了植物的种植条件；夏天可以做到避暑；通过改善地形，建筑布局也得到提高，变得更有规划；同时具有抗旱、灌溉、防灾的作用，有些地形还可以种一些有特色的植物；对当地的旅游事业也做到了一定的贡献，地形的不同就会有很多的旅游者慕名而来，比如说张家界、武夷山、海南等，都是因为地形的不同所以促进了当地的旅游事业；同时又些地形也提高了农作物的产量，比如说东北黑土地，不仅产量高，而且质量好，也带动了东北人民的经济的收入，提高了国家的整体国力。
2 因地制宜的应用以及处理的方式
地形处理有着多重的作用，所以在景观设计中就要更加的注重地形的处理和分析，地形的处理、分析的越彻底越透彻，景观就会动人丰富生动，才会满足游客的需要，从而吸引更多的人。对于景观来说，平地坡地都深深地影响着我们的视觉和景观的整体结构，同时，我们要对其进行更细化的分类，比如包括地表的形态、地址构造以及地形规模等等。要想在一块土地上创造多种景观效果，我们首先要合理的进行地形改造，进行合理的布局，使园林地形丰富多彩，同时也要利用自然给我们的适当环境与其景观相结合，形成一个自然丰富、具有层次性的空间景观，满足人们的需要。
2.1 平地
平地是指景观内坡度比较缓的土地，在很多景点中，平地是最主要的存在方式，相对于山地等地形，平地给人的视觉感觉一望无际，一览无余，给人一种心旷神怡的感觉，并且平地易于建造一些设施，成本上也是比较低的，平地也比较适合和接纳疏散游客，易于满足游客的需要。
2.2 坡地
坡地是指倾斜的地面，景观中的设计可以和坡地相结合，通过地面坡度的起伏变化，增加园林艺术空间的生动性。比较缓的坡地可以用来修建凉亭、休息地、疏林草地等，有些坡度也可以进行堆山处理表现出奇、险等效果。起伏的坡地可以为景观的建造提供较好地条件，比如呼和浩特的青城公园，利用地形的高差变化，巧妙的组合创造出形态各异的景观，营造了很有视觉性的空间效果。
3 景观和地形处理中的原则
景观的地形是具有连续性的，景观中的各个组成部分都是相互联系、相互影响、相互制约的，他们彼此相铺相成，不可以孤立存在。因此，我们在进行地形的处理时要与周围环境融为一体，达到自然过度的效果。我国的皇家园林颐和园堆土成山即成万寿山，万寿山与周围的优美风景成为重要的园林美景，这个是地形和景观融为一体的重要例子。
3.1 景观与地形相协调的原则
在景观中对地形的应用首先要坚持的就是整体性原则，要立足于整个园林景观的整体形状进行地形的应用。从色彩的角度来说，在园林景观中园林的整体色彩应该是绿色为主的植物色彩，其他例如水体色彩、生物色彩、山石色彩等园林色彩要为园林整体的绿色色彩服务，要与园林中整体的绿色色彩相协调、相适应。而从地形的角度上来讲，此时的景观对于突兀的地形需求显得更加强烈，在假山、坡地的地形衬托下可以将景观的美感更好地呈现出来。在景观中存在着自然景观和人文景观，景观中的地形应用中要注重人文气息与周围的自然地形相协调、相适应。如果一个景观内的人文景观的地形和自然景观的色彩不协调、不适应，会使这个景观内的人文景观显得突兀，显得出现的不合时宜，会使前来欣赏的游客感受不到美的存在。
3.2 符合景观中美的原则
有很多的景点都是人为的艺术加工而成的。景观美源于自然又高于自然，自然的景观和人为景观都有本身美丽、高雅的一面，景观中美的元素是有多元性的，在景观中的地形处理也要遵循园林美的原则，地形处理得当会使我们的景观更富有美感，更有层次性，使我们的视觉效果更好，扩大旅游资源。爱美之心人皆有之，景观的美也是一样需要我们去发现，我们对地形的处理要深入分析，力求把景观做到最美，不仅可以提升整个城市的美感，还可以提高国家的旅游事业。一个城市如果有一个美丽的地方，那么这个城市生活的居民也是幸福的，在业余时间可以走一走看一看，陶冶大家的情操。
综上所述，景观设计中的地形处理和应用是景观设计中一个重要的问题，一个景观所带来的旅游美感和旅游吸引力在很大程度上取决于这个景观的地形形状，只有拥有美的地形形状的景观，能够将地形条件很好地融入景观之中，才可以提高自身的旅游吸引力和提高旅游者的旅游美感。因此，在景观设计中设计师更应该仔细研究景观的主题和地形搭配，这对整个景观的建设有着重要的指导作用。
参考文献
[1]肖磊.城市公园地形设计方法与实践研究[D].南京林业大学，2012.
[2]周辉.居住区园林环境地形设计初探[D].西北农林科技大学，2008.
山地复杂地形的竖向处理 篇4
崇礼·密苑生态旅游度假产业示范区梧桐山庄项目位于河北省张家口市崇礼县太子村以北二道沟至三道沟一带,项目为滑雪旅游度假村。
项目规划指导思想为:以良好的生态环境为基底,充分利用各项旅游资源,开展科学保育,合理布局建设,为旅客提供观光度假、体育运动、文化教育等活动场所,开展四季旅游,逐步提高当地的生态、社会和经济效益。
项目规划原则为:科学发展,城乡统筹;保护优先,合理利用;打造精品,突显特色;市场导向,区域协作。
本项目场地位于山谷内,地形较复杂,高差较大(见图1)。项目总用地范围约41 hm2,海拔1 640 m～1 740 m,南北长约1 710 m,高差约70 m;东西宽约160 m～370 m,高差约30 m。如果用平地思维进行总平面方案设计必然会对后期实施带来巨大麻烦。合理的进行竖向场地设计在此项目中有着非常重要的意义,将直接影响工程的可实施性及工程造价。
总图设计的重要性:总图设计是民用建筑设计中的重要组成部分,不可或缺,对建设项目起着非常关键的综合控制作用,没有总图设计的项目会出现许多问题,例如加长建设周期,增加建设投资,影响建成后的使用,甚至出现影响和谐造成生命财产的损失(滑坡、水涝、火灾、疏散、交通等)。了解总图设计的技术要求可以更好的帮助建筑师控制总体方案设计,使其同总图设计师一起合作,共同完成设计任务。
目前很多项目设计中存在诸如此类的问题:在山地进行项目总平面设计时,将高山当作平地做;设计时将精力放在总图构图的美观上,不看地形等高线和标高值,使项目内的道路垂直等高线布置;忽视山地布置房屋时尽量采用天然基础的经济性,不看地形图的标高值就进行总图布置,待方案确定后再由结构专业去处理标高,或者把大片挖方区域布置为高层建筑的地下车库;因建筑单体进深太大占据了多条等高线,造成挖方工程量太大,却误以为地形图不准确等等。
产生这些问题的原因纠其根本是忽视了总图的设计作用,忽视了场地的竖向设计。如何更好的进行场地的竖向设计,总结为以下几步。
1 读懂地形图
竖向设计的第一步就是读懂地形图。地形图上的等高线、陡坎、边坡、冲沟、挡墙、现状管线都是重要的信息,合理利用将极大的节省工程成本。
崇礼密苑项目地处未经开发的山区,由林地、荒地等构成,无任何市政管线接入条件,建设条件较为艰苦。但用地内有自然冲沟及现状土路。现状场地整体自然坡度约为4%,较适宜建设。该项目地块狭长,东西方向中间低,两边高,不利于场地排水;南北方向北高南低,南北高差巨大,初步考虑应做台地处理。场地内规划城市道路位于中心平缓地带偏东侧,因此考虑整体排水坡向由北向南,由西向东,场地内应考虑防洪排洪设计。
场地设计的控制要点:
竖向防排洪设计、道路设计、管线设计、绿化景观设计、不良地质条件及平面布局设计。
其中重要的一点是道路设计,如何使道路能平顺的连接各个地块,如何进行道路选型达到经济合理目的同时又不占用地块内可建设用地面积,对整个工程的设计及实施都起着至关重要的决定性作用。
道路设计有几个关键的参数:
1)最大坡度——在场地内能消化多少高差与城市及建筑的品质有关;2)大坡度段的长度——与道路舒适度的要求有关;3)最小平曲线半径——受消防要求限制;4)是否设置竖曲线——受山地急坡段限制,与道路舒适度有关,宜将道路坡度增减值控制在3%～5%之间。
经过以上考虑,将本项目道路设置在地块东侧,标高略高于中心地带的平缓区,北高南低,平均坡度控制在4%左右,局部建筑入口处可稍作调整。
2 场地竖向初平设计
场地竖向的初平设计应结合总体平面方案的功能分区进行综合考虑(见图2)。
依据项目最初构想,用地最南端由南至北分为:1)高尔夫配套活动中心(地块南侧为高尔夫球场);2)区域停车场;3)中医药养生中心;4)滑雪主题公园区;5)主村中心区酒店;6)上村度假公寓区六个区域。由此功能分区可确定整个用地分为6个台地进行竖向设计,即可满足消耗竖向高差的需求,也符合项目的分期建设要求。各个地块场地标高初定为沿地块外侧的道路路段两端标高的平均值,各地块可在北侧高点和南侧低点开出入口,通过短距离的较大坡度坡道衔接至场地标高。例如2号区块停车场,道路两端标高为1 659.10 m和1 666.16 m,取其平均值,场地内部标高可粗略定为1 662.60 m。地块中部可平顺接入城市道路,也不至于两端出入口出现过大坡度,且满足土方平衡优化需求。
3 场地竖向精平设计
要做好场地的竖向精平设计,必须要先了解场地的平面设计原则:
1)因地制宜利用地形;2)在挖方区域利用地形布置建筑物使其更经济合理;3)在填方区利用地形布置建筑物使其更经济合理;4)巧妙利用地形布置地下室、地下停车场;5)根据各地的日照要求合理地布置建筑间距。
本项目仅有用地东侧一条城市道路经过,因此建筑的主要立面均朝向东侧,南北向横跨多条等高线,高差较大,可利用此特点布置地下室,地下停车场。地下室采取错层及逐层跌落的形式,有效的消耗竖向标高上的高差;在建筑不同层面设置建筑出入口,既解决了高差过大问题,也丰富了建筑的立面形式,使建筑物变得生动活泼(见图3)。
还应了解竖向设计的五要素即最低标高点,最高标高点,地面形态,场地安全及土方量。
近年来由于防灾设计不当造成的人民生命财产损失时有发生。地下车库被水淹,泥石流、滑坡等灾害屡见不鲜,这些问题都是可以在早期的竖向设计中尽量避免或减少的。
在山地项目中,场地安全显得尤为重要。通过对现状地形的分析,找出场地内最高点,最低点位置,结合现有冲沟的走向,可初步判定场地的整体排水走向。
针对本项目,整体排水走向为由北向南、由西向东。通过人为的设计整合,在城市道路西侧(地块的东侧)设置一条排洪干管。
还要结合项目特征即项目经济合理的原则对项目的竖向精平进行以下设计原则:1)建筑布局以顺等高线设计为主;2)如建筑布局垂直等高线设计时,可采用底层顺应地势做减层设置,局部空间采用架空设计,随着地势的变化设置不同标高的出入口,不同层面的交通通过廊道连接,建筑内部空间逐层跌落等处理手法;3)找准市政雨污水衔接点的坐标、标高及管径,与市政雨污水的衔接点的标高为场地竖向设计的控制依据;4)顺应地形尊重自然地貌,尽量不破坏自然排水系统做竖向台地设计;5)划分建设区域内的山体分水界限,算足场地汇水面积,做好排洪及排水冲沟及场地排雨水流向的竖向设计;6)有条件时将道路竖向设计成顺坡方向,为排水专业提供良好的场地排水条件。
本项目充分考虑了以上竖向精平设计的原则,对场地的建筑、道路、景观、管线、排水、防洪以及环境结合等进行了较为详细的论证和探讨。从项目建设初期就将这些作为项目的控制重点,再结合经济合理原则对项目的复杂地形进行合理分析,合理布置,合理利用,对项目的设计和推进起到了积极的作用。
地形处理 篇5
大比例尺地形测图中GPS后处理动态测量技术的应用
文章简要介绍了Javad Legacy GPS接收机系统的组成及后处理动态测量技术的`特点,结合矿区大比例尺地形测图的实践,对GPS后处理动态测量技术在大比例尺地形测图中的应用进行了探讨.
作 者：赵永贵 马景金 孙永杰 作者单位：内蒙古自治区地质测绘院,内蒙古,呼和浩特,010020 刊 名：内蒙古科技与经济 英文刊名：INNER MONGOLIA SCIENCE TECHNOLOGY AND ECONOMY 年，卷(期)：2009 “”(5) 分类号：P228.4 关键词：大比例尺地形测图 GPS 后处理动态测量 初始化测量地形偏压隧道口处理措施 篇6
下面针对5座隧道洞口地形偏压, 在施工中实际采用的处理措施, 及处理后效果, 仍需改进或完善的方面做详细叙述。
1 概述
对5座隧道洞口地形偏压概述见表1。
2 各洞口施工技术措施
在隧道洞口段施工前, 必须根据洞口附近的地形、工程地质、水文地质、环境条件等, 预估可能发生的各种危险及对环境的影响等, 制订并实施保障洞口段施工安全的技术措施。
2.1 高阳寨隧道出口
施工技术措施包括:地表注浆、增设抗滑桩、大管棚;洞内下半断面先施工深埋侧、下半断面由洞内15m处由里向外施工。进洞前完成了洞外处理, 施工过程地表位移累计小于1cm。
地表注浆:洞口地表纵向长19m、横向长21m范围钻孔安装φ89钢花管 (150cm横向×75cm纵向) 注浆。钻孔底标高:隧道开挖范围内, 开挖线上1m;隧道开挖线以外:隧道底部开挖线下1m。用MK-5型地质钻机, 用CGJ-30C型注浆机后退式分段注浆, 注浆终压达到2.0~3.0MPa。
洞口增设抗滑桩:隧道出口因修建施工便道时出现了边坡失稳滑坍, 决定洞口增设
表1 5座隧道口地形偏压概述表
表2大瑶山一号隧道三段浅埋偏压段处理措施表
1.75m三种桩体尺寸类型) , 其中线路右侧两根, 线路左侧八根 (因距线路左侧30m处为洞口桥梁牵出线桥台, 设计统筹兼顾) 。因抗滑桩挖深至28m仍未见基岩, 决定在抗滑桩顶下2m、5m处增设23m、19m长的锚索, 即为锚索桩板墙。抗滑桩与隧道及牵出线桥梁位置关系如图1所示。
长大管棚施工:隧道出口燕尾段V级围岩全段连续设11环φ108大管棚 (内安装钢筋笼) , 每环管棚长度30m, 环向间距30cm, 每环61~81根。施工时方向较线路方向外插1~2°。洞口设导向墙, 洞内设管棚室, 4台ZK-5型水平地质钻机施工, 单液注浆机注入水泥浆, 注浆压力为2~3Mpa。
预留核心土环形开挖法施工:双线大跨衬砌段采用预留核心土环形开挖法施工, 上台阶预留核心土环形开挖, 下台阶左右侧错开开挖。环形部分人工风镐开挖 (开挖高度一般2~3.5米) , 局部孤石地段采用弱爆破 (严格控制装药量) , 在每环管棚开始段, 用φ22螺纹钢将型钢拱架与长管棚进行连接。核心部分:土方用挖掘机挖装, 石方用风钻打眼弱爆破, 自上而下分层开挖, 分层高度2~3米。每循环开挖进尺0.5m (拱架间距) 。
洞口下半断面施工顺序:因洞口段存在较严重的偏压, 洞口里程为DK113+990, 上台阶开挖至DK113+963时 (洞内第一环大管棚开始施作) , 决定由DK113+975开始先开挖线路左侧 (每次只能开挖0.5m, 架立一榀拱架) , 后开挖线路右侧 (左、右侧错开至少5m) , 右侧每开挖5m进行临时及永久性仰拱的施作 (同时施作小边墙) , 监测反馈信息证明洞内施工方案的选择, 洞口偏压未产生洞内异常变形。其余地段下半断面开挖严格按照左右不对称、每次开挖后只能架立一榀拱架为原则施工。
2.2 大瑶山一号隧道出口
施工技术措施:挡土墙、基底注浆加固、挡土墙背牛腿、挡墙侧浆砌片石反压、挡墙与隧道拱间土体灌浆固结、洞内6m长自进式注浆锚杆径向加固、增加上台阶临时仰拱30m;洞内下半断面先施工深埋侧、下半断面由洞内30m处由里向外施工。除挡土墙外, 其余措施全在进洞后被动实施。在施工过程, 地表位移累计达180mm。
元月15日开始进洞, 进洞前已完成大管棚及挡土墙施工, 并在挡土墙与隧道左侧拱间分层回填土。2月22日隧道上台阶掘进30m, 23日监测地表累计位移已达100mm, 洞内拱顶下沉最大值68mm、水平收敛最大值41mm。山体上发现环形裂缝, 裂缝与等高线对称, 山体明显位移。23日开始制订方案并开始处理, 处理完成时间为3月12日, 处理完成时地表累计位移已达180mm, 处理完毕后, 位移明显得到控制, 并趋于稳定。
处理措施如图2所示。
处理步骤:地下注浆→挡墙侧砼支撑→浆→洞内径向6m长自进式注浆中空锚杆→临时仰拱→洞内30m处下半断面施工。
施作10m深注浆钢花管, 对山体移动方向地下土体进行固结, 提高该部分土体的自稳性及支撑能力, 注水泥砂浆, 注浆压力2MPa。挡墙侧间隔开挖2m宽、6m长、1.5m深的槽, 在槽内浇注C25砼, 以此提高挡土墙的支撑力, 相当于形成几个牛腿;再在挡墙侧6m×13m范围施作6m高的浆砌片石, 以此形成反压, 也是为了增强挡土墙的支撑力。因挡墙与隧道拱部间回填土体密实度较差, 采用人工由回填土体由表面向下打孔, 间距0.6×0.6m, 人工灌注水灰比为1:0.5的水泥浆, 使回填土体固结, 有一定的强度, 使山体推力受到一定的约束。洞内自进式锚杆注1:2的水泥浆, 注浆压力0.3至0.6MPa, 注浆完成24小时后, 对锚杆头螺栓进行紧固, 确保使锚杆杆体形成轴力, 使隧道周边6m松散体形成固结圈。临时仰拱采用I20工字钢, 纵向间距0.5m, 环向连接筋, 挂双层钢筋网片, 喷30cm厚砼, 形成横向支撑, 使上半断面形成封闭受力状态。下半断面由洞口内30m处开始施工, 先施工深埋侧, 后施工浅埋侧。
大瑶山一号隧道有三段洞身外露地表沟谷, 存在明显的偏压, 设计处理措施如表2所示。
现场实际施工过程, 三段均采用了明挖法施工, 洞口均采用了双侧壁导坑法施工, 均先施作深埋侧。明挖后施作基础、挡土墙、明挖衬砌、土体回填。
2.3 九峰河导流洞进口
导流洞处于大瑶山二号隧道F1断层破碎带 (DK1918+438~+565段与正线路约50°斜交, 断裂走向近SN, 倾向东, 倾角60~70°, 影响带宽127m) 之中, 属压扭性断裂, 导流洞轴线与断层走向一致, 导流洞位于主断裂带, 见糜棱岩、断层泥等, 泥沙质胶结, 胶结程度较差, 主断裂两侧次一级断裂面发育, 并见有透镜体和扭曲、揉皱现象, 岩体十分破碎, 断层具有导水性。导流洞左侧上方有一既有引水隧洞, 水平净距约8m、既有引水隧洞底标与导流洞顶高高差约4m。
导流洞进口为既有引水隧洞开挖弃渣 (约3年时间) , 为松散堆积体, 且严重偏压。导流洞与既有引水洞及与大瑶山一、二号隧道位置关系如图3所示。
导流洞存在较严重的洞口地形偏压及洞
仰坡范围事先进行注浆加固 (φ42钢花管, L=6m, 0.8×0.8m梅花形布置) 。
进口偏压山体采用在地表注浆加固松散体, 双排注浆超前小导管 (φ42钢花管, L=4m, 环向间距20cm、纵向1m一环, 外插角30度) 超前注浆加固松散体;进洞采用三台阶法施工, 中台阶及下台阶均先开挖初支深埋侧, 监测数据表明拱顶三个下沉点下沉值基本一致, 使偏压因素对施工影响程度降低到了最小。上台阶分顶、底部两台阶开挖, 先开挖深埋侧, 顶部高2.7m、底部3.8m, 底部开挖时, 顶部采用扇形支撑, 同时在拱架两侧各施工6根4m长锁脚锚杆。
对洞身岩体结构偏压影响范围内 (左侧约130度范围) 的围岩加强支护, 增加5m长径向注浆小导管与φ32自进式中空注浆锚杆 (L=5~8m) 锚固加强围岩, 梅花形布置 (0.5×0.5m间距) 。
2.4 赛里木湖隧道出口
洞口位于坡洪积地层, 因山体线路左低、右高, 存在不明显的地形偏压, 但由于线路右侧地层较稳定, 线路左侧地层本身处于临界稳定状态, 隧道距洞口30m处开挖下半断面时洞内产生了变形, 地表多条裂缝。
采取的处理措施:洞内增设径向小导管注浆加固, 在裂缝两侧3 m范围径向施作 (L=4m、@0.8×0.8m) 注浆小导管, 注水泥浆, 注浆压力0.6MPa。地表对裂缝采用灰土回填密实, 将细砂土过筛, 掺入1:1的水泥, 搅拌均匀, 用木棍将灰土捣入裂缝中, 灰土回填高出裂缝地表至少高出5cm, 处理后每天观察, 若裂缝发展随时补填灰土。洞内立即施作了30m地段 (裂缝集中地段两侧各15m) 的钢筋砼边墙基础、仰拱及填充。
处理完毕后, 裂缝没继续发展, 地表沉降观测及洞内拱顶下沉、水平收敛均趋于稳定。
2.5 中咀二号隧道出口
施工技术措施:增加大管棚施工数量及范围, 以此形成支撑山体侧压力的棚架。
偏压主要是洞口向山体14m处, 原始有一冲沟, 线路右侧覆土厚度只有3m, 且自然坡度达68度之陡, 因山体过陡且为Q4地表黄土, 地表无法处理, 决定以增加大管棚数量及施作范围的措施来消除偏压力。
原设计40m长φ108大管棚施作范围为拱部130度, 环向间距40cm, 为确保冲沟处山体不移位, 决定施作双排大管棚, 具体如图4所示。
下转第92页围内。
3.2 桩顶水平位移
10月份, 基坑支护桩桩顶水平位移最大为-4mm (Y1、Y2、Y3等8个测点) , 最小为0.0mm (Y6、Y21等6个测点) , 平均位移为-1.8mm。11月份, 基坑支护桩桩顶水平位移最大为-4mm (Y1、Y2、Y3等8个测点) , 最小为0.0mm (Y6、Y21等6个测点) , 平均位移为-1.8mm。12月份, 基坑支护桩桩顶水平位移最大为24.0mm (Y39测点) , 最小为0.0mm (Y3、Y31, 2个测点) , 平均位移为0.3mm。1月份, 基坑支护桩桩顶水平位移在本月水平位移最大为24.0mm (Y39测点) , 最小为0.0mm (Y3、Y31, 2个测点) , 平均位移为0.3mm。2月份, 基坑支护桩桩顶水平位移在本月水平位移最大为-7.0 m m (Y36测点) , 最小为0.0mm (Y4、Y9, Y13、Y30等8个测点) , 平均位移为-1.86mm。3月份, 基坑支护桩桩顶水平位移最大为-10.0mm (Y26测点) , 最小为0.0mm (Y1、Y2、Y4、Y5等13个测点) , 平均位移为-2.31mm。4月份, 基坑支护桩桩顶水平位移最大为-8.0mm (Y24、Y26测点) , 最小为0.0mm (Y1、Y4、Y5等25个测点) , 平均位移为-1.70mm。5月份, 基坑支护桩桩顶水平位移最大为-5.0mm (Y17测点) , 最小为0.0mm (Y2、Y3、Y12等13个测点) , 平均位移为-1.10mm。其中, Y39测点12月份的桩顶水平达最大值, 为24mm, 之后的施工中未超过此值。
4结论
在整个基坑土方开挖及地下室施工过程中, 挡土桩桩身水平位移变化较小。其中最大位移点为SP10点, 其围护桩桩顶累计最大位移约为28.2mm, 最大位移点在围护桩桩顶。围护桩水平位移基本稳定, 初期受基坑土方开挖影响, 围护桩水平位移有一定的增加, 但累计最大水平位移均在规范及设计规定范围内。
参考文献
comparison of numerical algorithms in the
[2]黄文熙.土的工程性质[M].北京:水利电力出版社.1983
[3]王国欣, 肖树芳, 黄宏伟.杭州海积软土应力——应变特征与结构强度损伤规律研究[J].岩石力学与工程学报.2005,
作者简介
王小林 (1 9 7 7-) , 男, 工程师, 主要从事铁路岩土工程勘察设计及施工技术方面的工作。
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该隧道目前正在施作大管棚, 在施工过程对地表位移加强监测, 必要时再增加措施, 确保山体稳定及施工安全。
3建议与体会
建议:存在地形偏压洞口进洞前, 详细进行断面测量, 对偏压进行分析评估, 针对性地制订科学合理的技术措施, 在隧道进洞前事先采取必要的技术措施;进洞后发生山体位移控制, 可偿试采用洞内、外长锚索, 使山体表层与深层形成整体。
体会:进洞前处理得当, 有事半功倍的效果;进洞后处理, 将十分被动且可能导致大的安全事故。
4 结束语
地形偏压隧道进洞前施工技术措施包括浅基础支挡或抗滑桩、地表注浆加固、卸载、反压等, 进洞后山体位移洞内处理措施包括径向注浆加固、增设临时支撑、径向深孔锚索等。但隧道施工条件特殊, 一般难以实现卸载、反压, 多采用浅基础支挡或抗滑桩、地表注浆加固、洞内径向注浆固结等方式。
隧道洞口地形偏压在进洞前事先处理效果好, 进场后对洞口做细致的测绘, 利用施工准备期采取合理的技术措施, 进洞后洞内施工时宜先施工深埋侧, 下台阶开挖宜从洞内向洞外施工。若进洞后发生山体位移, 必须采用洞内、地表均处理的措施, 整个过程加强监测、加强观测。处理的先后顺序根据现场实际情况决定, 处理好时间与空间的时空效应, 将处理措施在合理的空间关系上、最短的时间内按顺序完成。
参考文献
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[2]王梦恕.地下工程浅埋暗挖技术通论安徽教育出版社.2004年
[3]铁路隧道新奥法指南.外交部基本建设总局.中国铁道出版社.1988年
[4]王梦恕.大瑶山隧道——20世纪隧道修建新技术[M].广东科技出版社.1994年
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消防泵的控制, 因涉及降压起动、现场手动、消防控制室手动、自动起动、备用互投等控制, 且往往涉及几家安装调试 (供货) 单位, 很容易发生技术上、协调配合上的问题, 加上个别设计存在一些小缺陷, 影响调试和验收, 监理工程师必须提前熟悉设计图纸及厂家提供的二次线路图、控制原理图, 及早发现或预见可能发生的问题, 并作出处理。这部分调试很关键, 有时很小的一点问题就会影响整个消防工程的验收。
总之, 在施工阶段质量控制方面需注意的细节问题很多, 要抓住关键点, 重点检查和控制。
结语
随着社会的发展和科技的进步, 人们的生活水平也在不断的提高, 改善工作及生活环境, 提高工作效率和生活质量越来越受到人们的重视。电气智能化技术得以迅速发展, 电气工程的地位和作用越来越重要。目前电气工程的投资约占整个建筑物建设投资的20%, 要想达到预期的目的, 必须把握好工程施工中的各个环节。如何对整个建筑物的电气工程实施优质、有效的监理是保证整个工程质量的前提。
参考文献
[1]彭巨光.建筑电气工程监理[J].低压电器.2007 (14) .
[2]陈其标.建筑电气工程监理工作的问题分析[J].建材与装饰 (中旬刊) 2008 (2) .[3]袁铁清.如何做好建筑工程电气施工监理工作[J].建材技术与应用2009 (4) .[4]佟百林, 杜娟.浅谈建筑电气工程的监理工作[J].科技信息.2009 (11)
摘要：本文根据高阳寨隧道出口、大瑶山一号隧道出口、九峰河导流洞进口、赛里木湖隧道出口、中咀二号隧道出口不同的地形偏压, 采取了不同的施工技术措施, 确保了施工安全。笔者认为:隧道洞口地形偏压在进洞前事先处理效果好, 地形偏压不宜采用卸载方式处理, 地形偏压段洞内施工时宜先施工深埋侧, 下台阶开挖宜从洞内向洞外施工;若已进洞而山体位移, 必须采用洞内、洞外处理, 先后顺序根据现场实际情况决定。根据施工经历, 做一些总结, 为以后类似工程提供借鉴。
关键词：地形偏压,隧道,洞口,施工,技术措施
参考文献
[1]王毅才.隧道工程.人民交通出版社.2000年
[2]王梦恕.地下工程浅埋暗挖技术通论安徽教育出版社.2004年
[3]铁路隧道新奥法指南.外交部基本建设总局.中国铁道出版社.1988年
地形处理 篇7
目前, PE求解方法[3]包括分布步进傅里叶变换法 (split-step fourier transform, SSFT) 和有限差分法 (finite difference, FD) 。在步进求解PE时, 由于SS-FT所需要的步长较大, 在复杂边界的建模上不够精确。相反, FD算法则通过精细的网格剖分来拟合复杂的边界, 在处理边界时更为精确。因此在应用抛物方程预测不规则地形下的传播特性时, FD算法是更为精确的求解方法。
在利用PE模型[4]预测不规则地形下的电波传播特性时, 还需要考虑地形建模方法。分段线性平移变换法 (piecewise linear shift map) 与地形屏蔽法 (terrain mask) 是PE常用的地形处理方法。地形平移变换法适合处理变化较为平缓的地形, 且充分包含斜率信息及地表电磁特性, 最适合作为PE的地形建模方法。但对于斜率较大的地形, 地形屏蔽法的精度比地形平移变换法要高。对此, 本文综合考虑这两种方法的利弊, 提出了地形平移变换法与地形屏蔽法的混合方法。
1 宽角抛物方程简介
在二维直角坐标系 (x, z) 下电波前向传播的PE[5]为
式 (1) 中, u为场分量, k0为真空中的传播常数, 为伪微分算子, x和z分别表示空间距离和高度。
式 (2) 中, n为折射率, 在使用有限差分法求解式 (1) 时, 需要对式 (2) 进行简化, 这里采用Pade近似[6], 即
把式 (2) 代入式 (1) 中, 可得Pade型抛物方程
经简化后方程 (4) 是一个宽角抛物方程, 其最大的传播仰角可达到45°。
2 抛物方程中的地形处理方法
2.1 分段线性平移变换法
分段线性平移变换法[7—10]就是通过引入相应的坐标变换使不规则地形上的PE形式转换为平面地表上的PE形式。对此, 我们对波动方程采用如下坐标变换[7,8]:
式 (5) 中的 (μ, υ) 为原始坐标, 而T (μ) 为地形函数。
通过对波动方程简化可取得前向传播表达式, 即
式 (6) 中, S为地形斜率, 而θ为相位因子。
式 (6) 中的相位因子θ为仅与x有关的任意函数, 为了把式 (6) 简化为如式 (1) 所示的形式, 令式 (6) 的相位因子θ满足
利用式 (7) , 那么式 (6) 可以进一步简化为
经坐标平移变换后, 由式 (8) 可看出抛物方程的步进计算形式不变, 但要求相位始终满足式 (7) 。
假设电磁波在一个三角形 (金字塔形) 的地形下传播, 其中山峰顶点距离发射源900 m, 发射天线高度为Ht=30 m, 频率为f=0.9 GHz, 地表上的电磁参数为εr=15, σ=0.03 S/m。现基于分段线性平移变换法对半宽度为400 m, 倾斜度分别为15°、17°和19°的三角形地形条件下的电波传播特性进行预测。
图2显示了在距离发射源1 400 m的距离处, 不同倾斜角度的三角形地形条件下电波衰减随高度的变化情况。当地形的倾斜度为15°时, 分段线性平移变换法的计算结果与GTD得到的结果吻合很好, 然而随着倾斜度的增加, 分段线性平移变换法与GTD之间的误差也随之增大。由此可见, 分段线性平移法仅在处理斜率较小的分段线性地形上取得精确结果, 但在处理起伏较大的地形时产生一定误差。因为从式 (6) 可知, 平移变换法仅考虑了地形的一阶斜率, 这决定了该方法仅能精确地处理地形倾斜度约在15°以内的分段线性地形。
2.2 地形屏蔽法
地形屏蔽法[9,10]是利用上升型和下降型阶梯来近似不规则地形表面。在根据抛物方程计算时, 只考虑地面上的点, 当计算点低于地面时直接设为0, 如图3所示。
随着地形斜率越大, 阶梯形状与地形表面越吻合, 地形屏蔽法在处理倾斜角较大的地形时精度较好。因此, 对于图2中由地形平移变换法所产生误差问题, 地形屏蔽法可提高计算精度。故本文根据地形屏蔽法再次计算了当地形倾斜角为19°时的传播因子随高度的变化情况, 如图4所示。可见, 地形屏蔽法的结果与GTD的结果吻合很好, 与平移变换法相比, 提高了计算精度。
2.3 混合方法
综合图2和图4的仿真结果来看, 平移变换法适合用于变化较为平缓且光滑的地形, 而地形屏蔽法则更适合处理起伏较大的地形, 两者存在相互补充的关系[10]。本文综合考虑平移变换法与地形屏蔽法的优势, 提出分段线性平移变换法和地形屏蔽法相结合的方法。该混合方法要求在斜率较小的地形使用分段线性平移变换法, 对地形起伏较大部分采用地形屏蔽法来处理。
在使用混合算法处理地形时, 我们应以15°用作判断时的临界地形倾斜角。如图5所示, 在800~1 000 m的区域内, 地形倾斜角均大于15°, 地表起伏较大, 应采用地形屏蔽法来处理, 而在其他区域倾斜角均小于15°, 地形较为平坦, 适合采用分段线性平移变换法。
图6给出了抛物方程结合地形混合方法预测不规则地形条件下电波传播特性的流程图。在初始场已知的前提下, 根据每一个步进的斜率大小选择恰当的地形处理方法, 最后根据PE模型进行步进计算。
3 仿真算例
本节将采取地形平移变换法和地形屏蔽法的混合方法对如图5所示的复杂地形下的电波衰减情况进行计算。假设频率为1 GHz的电波在该地形条件下传播, 发射天线高为20 m。大气条件为理想大气条件, 地表上的电磁参数为εr=15, σ=0.03S/m。
图7给出了距离发射天线1 200 m处的传播因子随高度的变化情况。由图7中可看出, 射线跟踪法与混合方法的计算结果吻合较好, 然而与单一的分段线性平移法的计算结果并不吻合。这是因为分段线性平移法仅在拟合斜率较小 (倾斜角小于15°) , 变化较为平缓的地形上具有较高的精确性。但在处理较为陡峭地形时, 会带来较大计算误差。所以, 针对分段线性平移法在处理陡峭地形时精度不高的局限性, 采用地形屏蔽法来处理起伏较大的地表, 可以在一定程度上降低计算误差。
图8为基于两种地形建模方法的结合计算的不规则地形环境下传播因子分布伪彩图。从图8中看出, 在山峰前发生了较为明显的干涉现象, 这是由于地形对电波产生了反射作用。受地形的阻挡影响, 电波仅能在山峰顶处绕射, 故在山峰背后形成较大的阴影区域。
图9显示了发射天线分别架设在20 m、40 m和60 m的高度情况下, 距离发射天线1 200 m处的传播因子随高度的变化情况。通过比较可以看出, 在山峰背后的阴影区域高度内, 电波衰减随着天线架设高度的增加而减少, 然而在越过山顶高度的传播区域内, 三种情况下的干涉现象都较为明显, 电波衰减较小。因此适当地增加发射天线高度可缩小传播阴影区域, 从而扩大无线网络覆盖范围。图10比较了水平极化和垂直极化情况下距离发射天线1200 m处的传播因子随高度的变化情况。在传播阴影区域内, 两种情况下衰减情况大致相同, 但到了一定高度, 水平极化情况的传播衰减随高度呈现更大的波动, 垂直极化情况下的波动较为平缓。
4 结论
本文首先利用分段线性平移变换法对不同倾斜角的地形进行处理, 并根据PE模型计算了相应的电波传播特性, 仿真结果表明在地形起伏较大时, 地形平移变换法带来计算误差。
为了克服平移变换法在处理陡峭地形精度不高的缺点, 本文选择了结合地形平移法与地形屏蔽法的解决方案, 并由抛物方程的FD解法计算了复杂地形下的电波传播特性。其计算结果与射线跟踪法的结果吻合较好。可见, 基于平移变换法和地形屏蔽法的混合方法可广泛应用于实际地形的处理, 而且还大大提高计算精度。同时根据PE模型并结合混合地形处理方法分析了天线高度及其极化特性对电波传播的影响, 仿真结果表明提高天线架设高度可减少地形背后阴影区域的衰减。
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地形处理 篇8
大凡筑园, 必先动土, 或凿水筑山, 或平整场地。园林地形是一定范围内承载水体、道路、植物、园林建筑和园林小品等物体的地面, 是构成园林的骨架。园林微地形一般指在平地中依照天然山水地貌或人为造出的自然起伏、变化不大的地面地貌。
在园林景观工程中, 合理巧妙的微地形利用和处理, 有利于创造出优美、细腻的景观, 加强园林艺术性。本文依据园林微地形的作用和设计原则, 结合工程设计和施工的实践分析园林景观中微地形的设计原则和处理应用, 从居住小区绿地、公共绿地等不同绿地类型的微地形现况, 讨论园林微地形的处理技巧和方法。
2 园林微地形的作用
(1) 满足园林景观功能要求。
利用不同的微地形特点, 根据不同的需要设计出符合不同功能要求的场地、景观。例如下沉式音乐广场需要平坦, 利用地形作活动空间场地, 就要求有一定大小的平地和外面围以适当的地形。
(2) 组织园林空间, 形成优美园林景观。
例如在安静游览空间中, 游览小道的两旁有密林、坡地等景物组织视线, 形成纵深空间。微地形的起伏变化, 用平地、道路、坡地和水体处理出各种园林空间。
(3) 改善种植和建筑物条件。
提供干、湿以至阴、阳、缓、陡等多样性环境;创造园林活动项目, 建筑所需各种地形环境;利用和改造地形, 创造有利于植物生长和建筑的条件。例如在有地下人防车库的居住小区绿地上, 适当地堆高作微地形处理, 不仅提供了苗木生长所需达到的土层, 而且改变了人的景观视觉线。
(4) 解决了排水问题。
利用微地形空间中的关系, 高低起伏, 引导地面的水顺着地表径流, 沿着地势高的地方向低处流动, 汇集到河流中, 如在我国南方地区, 雨水量比较充沛, 微地形的起伏有助于雨水的排放。
3 园林微地形的设计原则
随着园林布局形式的不同, 园林微地形处理有规则式、自然式、台地式、混合式等几种形式。从园林设计的基本原则和功能布局考虑出发, 园林微地形有以下几种设计原则。
(1) 利用为主, 改造为辅。
园林微地形结合景点的自然地形为主, 体现自然风貌和地表特征, 进行适当的改造, 使土方工程量降到最小限度, 这样投入的人力、物力资源就较少, 节省了财力;同时, 园林微地形的设计要满足园林使用功能和园林景观构图等方面等要求。
(2) 因地制宜, 顺其自然。
园林地形的高低、位置、大小、朝向、形状、尺度等方面的变化造就地表景观, 在较小范围通过适当的微地形处理山包与山包之间、山包与平地之间、山包与溪流之间的关系等, 创造更多的层次和空间, 使地形曲折变化, 高低错落要符合自然规律;园林微地形的设计满足了景物的安排、空间的处理和意境的表达等要求。
(3) 统筹兼顾, 符合自然规律与艺术要求。
园林地形除了自身的地表景观, 还要提供园林建筑、小品和其他设施的场地;园林微地形满足园林使用功能的要求, 满足园林景观的要求, 符合园林施工的要求, 创造园林植物的种植环境, 与其他景物互相协调, 融为一体, 体现出向往自然的心理。
4 园林微地形的处理应用
各种绿地都有各自的微地形处理技巧和方法。根据笔者多年的实践和研究, 以居住小区绿地和公共绿地的一些微地形现况, 讨论园林微地形的处理技巧和方法。
4.1 居住小区绿地
居住小区的绿化用地一般都比较有限, 区内各种暴露的地面建筑设施较多, 各种隐藏在地下的管沟及走向错综复杂, 绿地就显得分散而零碎。通过园林微地形的创造处理, 合理地将这一块平地塑造成部分空间层次感强的花园坡地。改造部分平地的微地形处理成坡地是一项非常重要而有益的工作, 因此居住小区环境的微地形处理是做基础、挖潜力、造景观、找绿源的一项有效措施, 对居住小区的环境治理也有重要意义。
4.1.1 居住小区道路的处理
常见设计中有小区道路、组团道路、游览道路等类型。道路的微地形处理上, 可造出地形起伏变化的小区道路或形成缓冲平坦路面的步道台阶, 这样调整了游人的步伐节奏, 可以放松心情, 减缓疲惫。道路两侧的地形地势呈现出高低起伏, 形成了不同坡度的边坡, 整体上满足排水功能要求, 又使园路在空间布局上具有方向性和流动性。路面上采用各种不同面层材料, 可达到不同的功能和效果。如用碎瓷砖铺地, 既充分利用材料又增加园林景观色彩, 有统一中凌乱的景观效果;如用卵石或拼成花图案的铺地, 从色彩、造型上丰富了园林景观, 又有利于脚底按摩健身。
4.1.2 楼宇之间绿地的处理
楼宇之间的地域局限, 绿地通过适当的园林微地形处理, 将自然山峰提炼后缩小到楼宇之间的绿地, 堆山可以是独山包, 也可以是多个山包, 一山包有一山之形, 多个山包有群山之势。这样有了山就有高低起伏的地势, 调节了游人的视点, 组织空间, 造成仰视、平视、俯视的不同景观, 丰富了园林建筑和园林植物的栽植条件, 丰富了园林艺术内容, 使人居环境与自然有机地融为一体。
4.1.3 建筑散水、检查井盖、化粪池盖板的处理
生硬的建筑散水、检查井盖和化粪池盖板经常被人们认为是园林中的一大败景, 无论从色彩上还是造型上都与周边的景观很不协调。通过园林微地形处理, 经常将周围堆高围住, 采用绿篱或花卉、藤蔓植物、花坛植物景观进行遮盖处理检查井盖、化粪池盖板和建筑散水。如果在检查井盖、化粪池盖板和建筑散水上进行置石架空的微地形处理, 也可使其和周边景观协调起来。
4.1.4 楼梯下部、架空层的处理
楼梯下部、架空层的空间一般比较阴暗潮湿。通过适当的微地形处理可做多种用途, 使楼梯下部、架空层形成一定的视觉景观或多用途空间, 经常处理楼梯下部、架空层的地形, 使之呈自然起伏, 配置耐荫植物、园林设施, 形成精巧的园林景观。特别是架空层, 通过微地形处理呈起伏微缓地貌, 形成与周边协调的空间, 如停车场、休闲场地、公共服务配套设施或环境景观。
4.1.5 绿地边沿的处理
一般情况是将绿地边沿处理成缓坡渐渐延伸到路面, 这样利于排水, 又在道路和绿地之间形成一个缓冲区。也可以用短木埋桩或者不规则的自然置石边沿处理, 形成自然协调的景观, 使整块绿地和道路融为一体, 使软景与硬景互相照应, 相得益彰。
4.2 公共绿地
公共绿地是专供游览、休憩、观赏的绿地, 具有美化城市面貌、改善环境质量的作用。受人文地域、地理条件、气候、文化特点、经济性等诸多因素的影响, 公共绿地有各种不同内容、形式多样的景观。因此公共绿地的微地形处理, 是体现城市园林水平、艺术水平的窗口, 是建设园林城市的基础。
4.2.1 广场绿地的处理
城市广场通常被称为“起居室”, 是旅游者的“客厅”, 是城市中最具公共性、最富艺术感染力的开放空间, 按不同功能分为公共活动广场、集散广场、交通广场、纪念性广场和商业广场等。
广场绿地一般是具有较小坡度的缓坡地, 通过园林微地形处理, 对地形进行抬升或下降处理, 表现出不同的景观。在凸形的地貌可创造景观中构图的焦点, 例如纪念碑、雕塑、塔或主题性建筑等的地形抬升, 形象十分突出;在凹形的地貌具有封闭性和内向性, 能在观景上产生舞台效果, 例如建造下沉式广场, 营造出富有文化气息可供休闲的设施;在谷地中会产生神秘孤独感, 例如山谷密林蜿蜒曲折;在开阔地会使人心中激起豪放和坦荡的胸怀, 例如辽阔的平坦微缓的草地;在台地阶梯上会使人情绪起伏, 增强韵律的感染力。
4.2.2 街旁绿地的处理
街旁绿地有美化城市、装饰城市、宣传城市的作用, 它的景观艺术特色更能给行人带来强烈的视觉刺激。通过园林微地形处理, 因地制宜, 因势而造, 利用原有的地形现状, 如池塘、洼地造势;利用灵活的布局形式, 在体现地方风格的前提下, 将园林小品要素融入到绿地中, 利用植物与各个构图造型的缓坡, 营造出丰富的园林景观。
4.2.3 道路绿地的处理
道路绿化是道路景观的要素, 在相对狭长、单调、封闭的道路上创造出景观效果, 重视立面空间处理;除了配置高矮不同的植物, 适当的微地形处理也很重要, 把地表做成中部位拱起或楔状, 利于排水和道路的方向性;在较大坡度地形起伏的道路中, 绿化带随道路走向进行微地形处理, 行人犹如听着优美的旋律, 舒适行车。交通岛景观点缀了相对狭长、带状道路的绿地景观, 例如采用抬升地形, 配置增强导向作用的植物, 丰富立面上的景观层次, 提醒行人。
4.2.4 滨水绿地的处理
常用平台或路堤来联接水和绿地。通过园林微地形处理, 使路堤成倾斜状, 采用草地或沙滩延伸至水面, 形成多层次景观;或架空处理成高出水面的平台水榭, 有临水感觉;或做成台阶式的路堤, 把台阶延伸到水中, 有亲水戏水的乐趣。
5 结语
园林微地形的处理广泛应用于各种绿地, 能够结合不同特点的园林地表地貌, 产生不同的景观效果。在园林景观中, 应该对园林微地形加以综合分析, 根据规划设计, 结合现场施工, 通过园林微地形营造出风景宜人的景观环境 (图1) 。
摘要：分析了园林景观中微地形的设计原则和处理应用, 从居住小区绿地、公共绿地等不同绿地类型的微地形现况, 探讨了园林微地形的处理技巧和方法。
关键词：园林微地形,绿地,景观
参考文献
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[3]彭思侃, 魏开云.论园林微地形的作用[J].科技创新导报, 2008 (18) :75～76.
[4]中华人民共和国建设部.城市绿地分类标准[S].北京:中国建筑工业出版社, 2002.
地形处理 篇9
1 工作原理
传统脑电图机是将大脑皮层神经元中小锥体细胞的综合电位经放大器放大,以曲线的形式描记在记录纸上。而脑电地形图是在脑电图技术基础上,应用计算机技术对脑电图信号进行二次处理,将曲线波形转变成彩色图像,同时计算各有关参数并提高对频率的敏感度[1,2]。因此脑电地形图既直观、形象,又更加客观和精确,既能发现常规脑电图检测中难以确定的频域信息,又能改善传统目测心量分析对细微异常变化的疏漏,减少因阅读和判断困难而导致的人为误差因素[3,4]。临床上,应用脑电图和脑电地形图检测方法,可提高医生诊断的准确率和工作效率。
LQWY-N8脑电图/脑电地形图机的检查一般要经过建立病人资料、脑电图信号采样、常规脑电图分析、脑电地形图分析。
(1)建立病人资料:输入病人档案信息(病案)。
(2)脑电图信号采样:采集头皮电信号,经放大滤波处理后送到计算机显示、存储、打印,相当于传统脑电图机所有的功能。
(3)常规脑电图分析:对脑电图进行导联重组、剪接编辑、快速回放浏览、自动屏幕测量。
(4)脑电地形图分析:去除信号中的伪差,选择有意义的脑电信号由计算机进行功率谱分析,应用数字信号处理技术推算出没有安装电极处的脑电功率谱强度,用不同色彩代表不同的功率谱强度,由计算机屏幕绘制,并打印出彩色脑电地形图报告。
2 仪器构成
LQWY-N8脑电图/脑电地形图机主要由脑电图/脑电地形图采集仪、模数转换接口板、计算机系统、彩色显示器、键盘、轨迹球、彩色打印机及相关连接电缆构成,见图1。
(1)脑电图/脑电地形图采集仪:包括Ag-Ag Cl头皮电极、导联线、导联盒(含16通道脑电放大器)。
(2)模数转换接口板(A/D卡):安装在主机内,将脑电放大器的输出信号转换成计算机可识别的数字信号。
(3)计算机系统:内部安装显示卡、多功能卡、A/D卡、磁盘驱动器、大容量硬盘、专用系统软件。
(4)彩色显示器:高分辨率、15或17英寸,用于中英文及彩色图像显示。
(5)彩色打印机:打印病人档案、脑电图波形、脑电地形图及各种数据。
3 常见故障处理
3.1 故障一
3.1.1 故障现象
使用CD-ROM刻录机备份病人的检查历史数据时,不能刻录CD光盘或刻盘后数据不能读取。
3.1.2 故障分析及处理
经检查LQWY-N8脑电图/脑电地形图机的CD-ROM刻录机为SONY的CD-ROM刻录机,激光头已老化,因此备份历史数据时,出现不能刻录或刻录盘后数据不能读取的故障[5];考虑到现在数据量大,CD光盘的容量只有750 MB,而DVD光盘的容量有4700 MB,升级LQWY-N8脑电图/脑电地形图机的备份工具,安装新购的DVD-ROM刻录机后,病人的检查历史数据备份工作可正常进行。
3.2 故障二
3.2.1 故障现象
脑电波输入信号第3道为零。
3.2.2 故障分析及处理
将第3道头皮银电极拨下换一条新的第3道头皮银电极又能使用,但一段时间后,脑电波输入信号第3道又为零;经分析应为导联盒中的16通道脑电放大器接触不良的故障。断电拆下导联盒,拨下16通道脑电放大器的单元板,发现第3道插脚的铜箔已经严重氧化,用专用清洁剂将氧化物除去,然后上一层锡,故障排除。
3.3 故障三
3.3.1 故障现象
开机只能做一个病人检查,重启后又只能再做一个病人检查,有时还提示磁盘已满,使检查系统不能正常使用。
3.3.2 故障分析及处理
查使用手册可知,此故障为病例存储已超过规定数,由于使用部门要求保存历史数据,又不能删除以前档案;打开LQWY-N8脑电图/脑电地形图机的运行系统文件夹,发现同后辍DLL文件放在一起的还有3个后辍DAT文件,估计为计数记录文件[6],将新装机时拷贝的LQWY-N8脑电图/脑电地形图机的运行系统文件拷贝到DAT文件夹中,替换旧的3个后辍名为DAT文件,重启机器,一切正常,故障解决。
参考文献
[1]黄景铭.ND-82脑电图机故障维修[J].医疗卫生装备,2004,(8):78-79.
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[5]陈明.ND-82B脑电图机的故障检修[J].医疗装备,1991,4(6):20.
地形处理 篇10
关键词：侵蚀区,微地形,芒萁,地形湿度指数
我国南方红壤地区占国土面积的1/5,耕地面积占全国的30%,是粮食和经济作物的重要产地,也是仅次于黄土高原的第二大土壤侵蚀退化区[1]。土壤侵蚀在均匀坡面上形成细沟、浅沟、切沟等不同规模的侵蚀沟,以及其它大小不等、形状各异的微地形,微地形造成光、热、土壤温湿度和养分等因素的空间再分配而形成区别于原状坡面的微环境,最终影响植物的生长与分布。国外有关微地形与植被分布格局的研究表明,坡位、地表干扰是植被分布格局的主要影响因子[2,3,4]。在我国,研究主要集中于植物群落的组成、结构与微环境的关系,比如光照、地形、土壤肥力、土壤温湿度等基本因子[5,6,7,8];Hara等人研究发现,坡面上部和坡面下部的坡位差异是影响植被生长的最基本的异质性生境条件[9];路保昌、赵荟等人做了干旱阳坡微地形土壤水分分布研究,并提出在植被恢复与重建时,要充分考虑微地形的土壤水分分布特征[10,11]。土壤水是植物生长所需水的直接来源,制约着植物的生长、分布。同时土壤水分也影响着土壤理化性质,制约着土壤微生物的活动,影响土壤养分的积累[12]。尤其在土壤侵蚀退化区,植被稀少,土层薄,土壤保水保肥能力弱,研究微地形上植被与土壤水分关系就显得更为重要。邓慧平等人的研究显示地形湿度指数与土壤相对含水量具有线性关系[13]。
芒萁(Dicranopteris dichotoma)属里白科芒萁属的多年生常绿蕨类植物,广泛分布于我国长江以南各省区、朝鲜南部及日本[14]。在南方花岗岩及紫色砂页岩的水土流失区广泛分布着大量芒萁,它具有耐酸、耐瘠、耐旱、适应性强等特点。长期研究发现,芒萁是严重退化生态系统中最后退出的草本植物之一,也是治理中最早侵入的草本植物之一,在生态系统退化严重,许多植物难以生长的情况下,芒萁仍能在坡地小沟谷或地势低洼处生长[15]。即便在人工措施引入其它草本治理南方红壤退化区,若干年后都演化成以芒萁为主的群落,因此芒萁在南方红壤侵蚀区生态恢复与重建中具有至关重要的位置。本研究以分辨率高达厘米级的DEM为基础,研究南方红壤侵蚀区微地形上地形湿度指数与芒萁分布格局的关系,主要研究目标是:1)明确南方红壤侵蚀区微地形上地形湿度指数特征和芒萁的分布特征;2)芒萁分布与地形湿度指数特征有何关系。进而为南方红壤侵蚀区微地形的改造、芒萁的快速覆盖和微环境的改善提供科学依据。
1 研究区概况
朱溪小流域(N 25°38′15″~25°42′55″,E 116°23′30″~116°30′30″)是南方红壤侵蚀区水土流失治理的典型代表,位于福建省西南部。属亚热带季风性湿润气候,年平均气温18.3℃,年均降雨量1 737mm。土壤为花岗岩发育的红壤,结构松散,抗蚀性弱,且酸性强,受早期人为因素影响,地带性植被已破坏殆尽,水土流失严重。地貌类型以海拔300~400 m的山丘为主,经长期流水冲刷,坡面形成不同规模的侵蚀沟和复杂的微地形。本研究选取典型侵蚀坡面为实验样区,高程范围在345~363m,坡度范围0~65°,植被以芒萁为主,包括零星的马尾松小老头树。实验样区包括三条芒萁生长沟和三条裸地沟,其中,芒萁生长沟的沟底到沟坡中部附近芒萁成片生长,脊部有芒萁零星散布;裸地沟无植被覆盖。
2 研究方法
2.1 数据的采集
2.1.1 微地形测量
2012年8月利用实时动态差分仪实测820m2实验样区的三维坐标,起伏较大区域布点较密集,点与点距离大约20cm,较平缓区域点与点间距离约40cm,共测3 300多个三维坐标点,利用ArcGIS10.1软件获取分辨率为0.1m×0.1m的DEM。
2.1.2 芒萁取样
2012年8月,对芒萁生长沟的沟底和生长边界进行芒萁生物量采集。三条沟共布设18个采样点,为了尽可能减少对芒萁微斑块的破坏,采用直径为0.35 m的铁皮圆筒按照布设的采样点随机选取样方,将样方内芒萁从基部齐地剪下,称鲜重,后于恒温烘箱103℃杀青1h,60℃烘干至恒重,称量干重。在剪裁前,进行株高和株径数的测量,然后计算不同部位的芒萁密度。其中,生物量指单位面积生物生产的有机物质的(干重)总量,包括地上和地下生物量;株高为土壤表面至植株叶片伸直后的叶尖最高处,不包括干枯部分;密度为单位样方内植株的数量。
2.2 数据处理
2.2.1 坡位划分
坡位借助ArcGis10.1中扩展工具分析套件Land Facet Corridor Designer中的Topographic TPI工具进行提取。主要以地形位置指数和坡度两地参数为判定依据,采用四分类法划分实验样区坡位。
TPI=Z-Z′
式中,TPI为地形位置指数,Z为研究对象高程值,Z′为邻域高程值。
TPI取值与邻域的范围大小及形状密切相关,结合样区实际情况,采用以1m为半径的圆形邻域形状,将样区坡位划分为沟谷、缓坡、陡坡和脊部。相关参数设置[16]见表1(SD代表TPI与邻域像元高程的标准偏差值)。
2.2.2 地形湿度指数
Benen和Kikby提出了地形湿度指数的概念,并将其定义为:
TWI=ln(As/tanβ)
其中,As为上坡面积,即流经地表某点的单位等高线长度上的汇流面积(m2·m-1),反映径流在流域中任一点的累积趋势,β为该点的坡度(°),tanβ为该点的坡角,反映重力使径流沿坡面移动的趋势。
本研究以生成的高分辨率DEM为数据基础,利用秦承志的简化数字地形分析软件和ArcGis10.1软件进行地形湿度指数的计算[17]。
3 结果与分析
3.1 微地形芒萁分布特征分析
3.1.1 不同坡度芒萁分布特征
图5为各坡度土地面积占实验样区总面积的百分比和各坡度上芒萁面积占该坡度面积百分比。可以清楚的看到,坡面上15~20°、20~25°、25~30°三类坡度所占面积最多。在0~5°、5~10°、10~15°三类坡度上芒萁占比最大,分别达到47.46%、54.15%和43.52%。换句话说,就是在0~15°坡面上芒萁分布最为密集。H·沃尔特[18]认为,群落生境的变化可以补偿环境的变化,从而延伸某物种的空间分布,因此,在沟底和缓坡以外发现芒萁也不足为奇。加之坡度45°以上陡坡的土地面积只占总面积2.34%,因此在图5中表现出一个峰值。
3.1.2 不同地形部位芒萁分布特征
由图6可知,实验样区陡坡面积最大,各坡位面积占比大小依次为:陡坡>脊部>沟谷>缓坡。然而就芒萁面积与坡位面积之比可以看出,缓坡(47.72%)>沟谷(31.04%)>陡坡(24.95%)>脊部(12.35%),说明芒萁多趋于缓坡和沟谷分布。
3.2 芒萁生长与地形湿度指数特征
生境因子的差异如光照、土壤温度、土壤养分等会对芒萁生长产生影响。在水肥适宜的条件下,芒萁高度可达1m以上;干热化严重,土壤贫瘠,强光照条件下,芒萁植株低矮,分布稀疏[19]。对于水土流失严重的南方红壤侵蚀区,芒萁生长受到较大的限制,且侵蚀强度越大,芒萁生长越困难。实验样区在长期的水土流失过程中形成数条切沟,芒萁多分布于缓坡和地势低洼的沟底,从沟底向沟坡扩张芒萁生长逐渐稀疏低矮,至脊部几乎无芒萁生长。
株高和密度是植物群落最基本的两大指标,是影响群落生物量的主要因子,对植物的生长环境具有重要指示作用[20,21]。图7所示,沟底芒萁生物量、密度、株高分别为4 500g·m-2、2 200株·m-2、42cm;沟坡芒萁生长边界处分别为2 000g·m-2、1 400株·m-2、25cm。沟底芒萁的生物量为沟坡的2.25倍,芒萁密度、株高也远远大于沟坡。分析原因可能是芒萁生长沟底的土壤温湿度、土壤养分等生境因子更适应芒萁生长,如表2所示,沟谷的地形湿度指数是脊部的7.28倍;加上沟底地势低洼,侵蚀强度相对较弱,土壤相对疏松,有利于芒萁孢子囊的萌发成熟及幼孢子体的生长。
统计模拟值显示,地形湿度指数沟谷>缓坡>陡坡>脊部。
利用土壤湿度实测数据,在ArcGis10.1软件的Zonal Statistics as Table工具分别对无芒萁覆盖区和有芒萁覆盖区的地形湿度指数进行统计建模。统计结果显示,无芒萁覆盖区的地形湿度指数平均值为1.15,芒萁覆盖区的地形湿度指数平均值为2.13。说明芒萁覆盖区的土壤相对湿润。
4 结论与讨论
黄奕龙等[22]对黄土丘陵小流域地形的研究表明不同坡向间以阴坡土壤水分最大。刘迎春等人[23]的研究进一步发现半阳坡上芒萁的长势好于阳坡和阴坡,芒萁属于喜阳植物,阴坡不利于芒萁的生长。本文选择南方红壤侵蚀未治理区半阳坡作为实验样区,研究了沟状微地形上不同坡度、不同坡位的芒萁生长特征和土壤湿度指数特征。
沟状微地形,包括切沟、浅沟、细沟等,是最常见的微地形之一。尤其在严重侵蚀退化地区,地表植被遭到破坏,岩层裸露,原状坡面受强降雨和坡面径流的影响,形成地表起伏、错综复杂的各种沟状微地形。局部地区的地形变化,通过对光照、降雨等资源的再分配而形成局部小气候或微生境,最终影响植被的分布格局[24]。目前国内对土壤水分限制因子的研究主要集中在黄土高原等干旱、半干旱地区[25,26,27,28]。邝高明等对黄土丘陵沟壑区坡面内地表起伏形成微地形的研究发现,各微地形土壤水分顺序为:塌陷>缓台>切沟底>浅沟底>原状坡>陡坎[29];路保昌等采用固定点动态监测的方法,对黄土丘陵区半阳坡各微地形土壤水分进行了对比研究,结果表明半阳坡各微地形土壤水分顺序为:平缓坡>浅沟>陡坡>极陡坡[30]。本文对南方红壤侵蚀区自然恢复状态下沟状微地形的研究显示,地形湿度指数沟谷>缓坡>陡坡>脊部;地形湿度指数芒萁覆盖区域(缓坡和沟谷)远大于裸地,微地形表面土壤湿度大的部位芒萁生物量、密度、株高均远大于土壤湿度小的部位。在一定立地条件下,土壤水分越多,能承载的生物量也就越大。植物的生长发育与其所处的微环境是相互作用的,地形和地表植被共同影响着土壤水分的分布,对南方红壤严重侵蚀地而言,有无芒萁覆盖以及芒萁生长好坏直接决定土壤侵蚀强度。
地形湿度指数以数字高程模型(DEM)为基础,综合考虑了地形和土壤特性对土壤水分分布的影响,在流域土壤水分空间分布的研究中具有重要意义[31]。王洪明等研究小流域尺度上土壤水分与地形湿度指数关系得出,二者的相关程度达到中等相关,且随着土壤水分取样深度的增加,两者的相关性越大[32]。地形湿度指数由于能够准确刻画地形的变化及其对土壤径流的影响,从而在土壤水分分布的空间模拟及分析中得到广泛应用。本研究利用分辨率为厘米级的DEM模拟地形湿度指数,具有极高的精度。