坡面措施蓄水拦沙指标神经网络模型研究

建立具有通用性和实效性的水土保持坡面措施蓄水拦沙指标计算模型,是准确评价水土保持蓄水拦沙效益的基础。依据以往对大量小区试验资料的整理分析结果,运用神经网络技术来映射影响蓄水拦沙指标的各变量间的复杂关系,建立了以区域降雨-径流-泥沙子模型和林草盖度子模型等为基础的基于BP神经网络的坡面措施蓄水拦沙指标模型,并在黄土高原水土保持世行贷款项目蓄水保土效益评价中进行了应用和验证。结果表明：①神经网络模型能以较高的精度映射不同区域降雨产流产沙、水土保持措施质量与蓄水拦沙量间的复杂关系;②神经网络模型突破并消除了对降雨、植被盖度等因子进行人为分组的局限及其对计算精度产生的影响;③随着监测数据的增加,模型将不断得到泛化。     

黄土丘陵沟壑区水土保持措施蓄水拦沙指标体系探讨

根据归纳出的建立蓄水拦沙指标体系的基本思路和原则,结合黄土丘陵沟壑区第一、二副区的自然环境要素和社会经济情况,分别建立了丘一区和丘二区水土保持措施的蓄水拦沙指标体系,其中淤地坝的拦泥指标与坝地面积建立了指数函数关系。将所建蓄水拦沙指标体系应用于属于丘一区的三川河流域,计算结果表明,20世纪70年代以来三川河流域水土保持措施蓄水拦沙效益较为显著,尤其是80年代和90年代,其拦沙效益和蓄水效益大幅度提高,这与水土保持措施工程量的增长幅度基本一致,与实际情况比较接近。但所建指标体系的适用性还需作进一步的检验。     

三川河流域近30年水土保持蓄水拦沙效益分析

根据黄河中游三川河流域至2000年的水文气象和水土保持措施量资料，分析了流域近30年降水、水沙变化特点和治理进展情况；通过水沙量还原计算，并在地表径流量推求和降水指标计算优选的基础上，建立汛期天然水沙量计算公式，进而计算分析出70年代以来各年代的蓄水拦沙效益。结果表明，该流域水土保持措施的蓄水拦沙效益十分显著，尤其是80年代蓄水、拦沙效益和90年代的拦沙效益分别较70年代提高了22．7％、18．4％和23．5％。     

清涧河流域不同水土保持措施配置下蓄水拦沙效益分析

从分析清涧河流域不同年代水土保持措施配置人手，以蓄水拦沙效益为研究目标，探讨了水土保持措施优化配置问题。分析认为：水土保持措施配置与蓄水拦沙效益是密切相关的，淤地坝在水土保持措施配置中应占有合理比重，坡面治理措施配置中需进一步加大封禁治理比例。     

喀什噶尔河流域水土保持措施配置及蓄水减沙效益探讨

流域水土保持措施的实施将产生一定的蓄水减沙效益,也是较为有效的减沙措施。以喀什噶尔河流域为例,基于1970年～2009年不同时期水保措施配置比例与蓄水减沙效益的关系,进行不同水土保持措施配置下蓄水减少效益的量化分析。结果表明,流域1980年～1989年间由于不同水保措施配比的合理性,导致这一时期水保措施蓄水减沙效益最为显著,而此后的时期由于不同措施配比发生了变化,导致蓄水效益缓慢增长,减沙效果不增反降,为促进流域不同水保措施蓄水减沙效益的提升,应当在1980年～1989年间不同水保措施配比的基础上,进一步以流域基础水文资料为依据,确定出不同时期流域各项水保措施最佳的组合比例,充分发挥水土保持措施的蓄水减沙效益。     

水土保持措施减水减沙效果分离评价研究

根据耦合模拟概念性模型理论，把流域水流泥沙耦事模型应用于水土保持措施碱水减沙效果评估之中，首先把各类措施划分为减水型（或蓄水拦泥型）和植被型，然后利用模型对这两种类型措施引起的减水，减沙效果及总的减水减沙效果分离评估。通过对黑矾沟流域水土保持措施效果进行评估，其结果表明，该方法较合理，分离评估的各项结果也较符合实际情况。其中，计算的次洪产流量和产沙模数与实测值对比，其总结色对误差的相对值分别为２０     

水土保持措施减水减沙效果分离评估研究

根据耦合模拟概念性模型理论，把流域水流泥沙耦合模型应用于水土保持措施减水减沙效果评估之中。首先把各类措施划分为减水型（或蓄水拦泥型）和植被型，然后利用模型对这两种类型措施引起的减水、减沙效果及总的减水减沙效果分离评估。通过对黑矾沟流域水土保持措施效果进行评估，其结果表明，该方法较合理，分高评估的各项结果也较符合实际情况。其中，计算的次洪产流量和产沙模数与实测值对比，其总绝对误差的相对值分别为２０．１％和２０．４％。     

黄河黑山峡河段水库泥沙淤积研究

黑山峡河段的开发方式有大柳树一级高坝和小观音高坝加大柳树低坝两级2个开发方案.通过泥沙冲淤计算,对黑山峡河段不同开发方式的各时期调节库容、拦沙减淤作用、蓄水造峰情况及死库容等几方面进行了比较:大柳树高坝有调节库容大、拦沙减淤时间长、蓄水造峰作用强等优点,黑山峡一级开发比二级开发能更大限度地发挥水库的综合效益.     

黄河中游多沙粗沙区淤地坝拦减粗泥沙分析

本文对地处黄河中游多沙粗沙区的河口镇至龙门区间（简称河龙区间）及四大典型支流皇甫川、窟野河、无定河和三川河流域淤地坝拦减粗泥沙效果进行了深入分析，计算了不同年代淤地坝拦减粗泥沙量。通过分析实施淤地坝等水土保持措施前后泥沙粒径的变化、淤地坝配置比例与减沙比例关系的变化后认为：淤地坝是快速减少入黄粗泥沙的首选工程措施和第一道防线，具有明显的“拦粗排细”功能。只要河龙区间坝地的配置比例保持在2%左右，其减沙比例即可达到45%以上。当四大典型支流淤地坝配置比例平均达到2.5%时，淤地坝减沙比例平均可以达到60%。因此，为有效、快速地减少入黄泥沙尤其是粗泥沙，河龙区间水土保持措施应采用以淤地坝为主的工程措施与坡面措施相结合的综合配置模式。淤地坝的配置比例应保持在2%以上。减少黄河粗泥沙的重点支流应首选窟野河和皇甫川。     

不同水土保持措施对流域生态环境效应影响的定量解析研究

文章以辽宁地区某水土保持试验区为例,定量分析不同水土保持措施下对流域水生态环境效应的影响。研究结果表明:各水土保持措施拦沙能力的排序为:坝地梯田草地林地,坝地的拦水、拦沙能力最强;各水土保持措施对总氮、总磷及其他有机物拦截能力的排序为:坝地梯田草地林地;在典型暴雨分析中,各水土保持措施的拦水能力达到45%以上,而对泥沙以及其他污染物的拦截能力可达到60%以上。     

多沙粗沙区不同水土保持措施组合对径流影响分析

在对多沙粗沙区不同类型区水土保持措施组合的调查、评价的基础上，分析了《黄河近期重点治理开发规划》中皇甫川、三川河和马莲河3条支流不同措施组合对径流的影响。结果表明，水土保持措施规划实施后，对径流的影响在枯水年分别为3278万m^3和2159万m^3，占河龙区间多年平均实测径流量的20．9％，若是丰水年或平水年将分别占到58．8％和38．9％。可见，水土保持措施对径流的影响作用是很大的。     

基于水土保持的流域降水-径流统计模型及其应用

本文在变量共线性分析基础上，提出了流域降水量标度和水土保持标度及其计算方法，建立了流域降水-水土保持-径流统计模型，该模型不仅能分离水土保持措施对河川径流量影响程度，而且还可分析降水及水土保持对流域径流量变化的影响。研究表明，在佳芦河和秃尾河流域，水土保持使流域径流量平均减少10%～22%。因降水量减少及水土保持措施面积增大，20世纪70～90年代比60年代径流量明显减少，佳芦河降水变化及水土保持措施影响分别为25%和75%，而秃尾河分别为35%和65%。     

水土保持措施对黄河水沙影响评价模型及效益评价研究

黄河水沙变化研究是黄河水、沙资源合理利用的前提，水土保持措施对水沙影响评价模型及效益评价是黄河治理开发的基础。本文对第三期黄河水土保持科研基金项目第三专题研究成果进行了总结：综合分析了现有水沙评价模型和孤山川流域水沙变化研究成果，探讨了水土保持措施对产流产沙机制的影响，遴选了用于研究的水沙评价模型，并对研究区的水土保持措施对水沙的影响做了定量分析评价。     

黄土丘陵沟壑区坡面水保措施及植被对流域尺度水沙关系的影响

根据黄土高原高含沙水流的特点，认为次暴雨的产沙模数和径流深可用线性正比关系式来表示，关系式中比例系数表示流域单位径流深的输沙能力、次暴雨过程中流量超过临界值后的稳定含沙量以及流域历次洪水的平均含沙量。在此模型基础上，以黄土丘陵沟壑区的王家沟的两个毗邻地貌相似的两条沟为研究区，其中一条沟为经治理而另一条则未治理。探讨各种坡面水土保持措施及植被对流域水沙关系的影响。结果表明，治理流域和非治理流域具有相同的水沙关系，被治理沟的植被等坡面措施在流域尺度上仅通过减水来减沙。这主要是因为植被等坡面措施不能显著改变沟道的输沙能力，且由于植被不能很好地控制沟谷侵蚀和重力侵蚀，使得水流进入沟道后又会获取充足的泥沙补充，达到和治理前相同的径流输沙能力。因此可以认为，在仅有植被和其它坡面治理措施的情况下，治理流域的减沙率可用减水率来估计。本文的实际计算表明，在多年平均尺度、年际尺度和次暴雨尺度这一方法都有较好的精度。     

黄河中游水利水保工程对下游的影响

由于水利水保工程和气候因素的双重作用 ,使得近年来黄河中游地区入黄水沙锐减 ,虽然减沙有利于黄河下游河道减淤 ,但减水特别是含沙量较小区的减水使黄河下游河道淤积量增加并逐步细化 ,且使下游断流现象加剧。本文经分析指出 ,多沙粗沙区必须加速治理 ,少沙清水区和黄河下游要节约用水 ,才有可能缓解黄河下游的断流和中常洪水高水位等问题     

泾河流域水土保持措施减水减沙作用分析

采用“水保法”对泾河流域自70年代以来水土保持保持的减水减沙作用进行了分析研究。在研究过程中,根据泾河流域各县1989年土地详查资料和1996年土地变更调查资料,核实了泾河流域水土保持措施的保存面积。坡面措施减洪减沙作用计算方法自成体系,在小区坡面措施减洪指标推到流域的过程中,消除了小区与流域存在的时段、点面和地区三方面差异;流域坡面措施减少量的计算注重了坡面与沟道、洪水与泥沙的有机联系。计算结果表明：1970－1996年,泾河流域年均综合减水6.537亿m^3、减沙0.475亿t。     

不同生态护坡下水土保持效果动态变化研究

为研究不同生态护坡措施实施后其护坡效果随时间的变化情况,选取北京市昌平区朱辛庄水土保持示范基地内的4组不同护坡类型径流小区为研究对象,通过连续5 a的植被调查和人工模拟降雨实验研究,对各个护坡径流小区的植被状况以及产流和产沙数据进行了分析。结果显示:4种生态护坡实施后,随着时间推移,护坡植物种类会朝着当地土生植物种类发生演替,从而导致护坡的水土保持效果发生变化,每种生态护坡的效果各不相同;单一植物护坡容易受到植物演替规律的影响,而采用工程与植物措施相结合的护坡形式,水土保持效果则更为持久有效。研究成果可为今后生态护坡技术的推广应用提供借鉴。