气候变化和人类活动对丹江流域泥沙变化影响的定量分析

以丹江流域9个气象台站的降水资料和荆紫关水文站实测的径流、泥沙数据为基础,运用Mann-Kendall非参数趋势检验法、Pettitt变点检测法分析了丹江流域1980²009年的径流量、输沙量和降雨量的变化趋势,检测了输沙量的突变点,并使用水文分析法定量分离了气候变化和人类活动对流域输沙量的影响。结果表明:丹江流域径流量、输沙量均显著下降,降雨量有不显著的下降趋势;输沙量在1989年发生突变,与基准期19802009年的径流量、输沙量和降雨量的变化趋势,检测了输沙量的突变点,并使用水文分析法定量分离了气候变化和人类活动对流域输沙量的影响。结果表明:丹江流域径流量、输沙量均显著下降,降雨量有不显著的下降趋势;输沙量在1989年发生突变,与基准期1980¹989年相比,丹江流域19901989年相比,丹江流域1990²009年的径流量、输沙量以及降雨量分别减少了57%、57%和11%。输沙量和径流量相关性较高(R2009年的径流量、输沙量以及降雨量分别减少了57%、57%和11%。输沙量和径流量相关性较高(R²=0.47),而与降雨量的相关性相对较低(R2=0.47),而与降雨量的相关性相对较低(R²=0.28),降雨对输沙量的直接作用较小。气候变化对丹江流域的输沙量的变化起主导作用(60%),但人类活动的作用仍不可忽视(40%)。     

气候变化和人类活动对丹江流域泥沙变化影响的定量分析

以丹江流域9个气象台站的降水资料和荆紫关水文站实测的径流、泥沙数据为基础,运用Mann-Kendall非参数趋势检验法、Pettitt变点检测法分析了丹江流域1980~2009年的径流量、输沙量和降雨量的变化趋势,检测了输沙量的突变点,并使用水文分析法定量分离了气候变化和人类活动对流域输沙量的影响。结果表明:丹江流域径流量、输沙量均显著下降,降雨量有不显著的下降趋势;输沙量在1989年发生突变,与基准期1980~1989年相比,丹江流域1990~2009年的径流量、输沙量以及降雨量分别减少了57%、57%和11%。输沙量和径流量相关性较高(R~2=0.47),而与降雨量的相关性相对较低(R~2=0.28),降雨对输沙量的直接作用较小。气候变化对丹江流域的输沙量的变化起主导作用(60%),但人类活动的作用仍不可忽视(40%)。     

方便水库汇水区典型暴雨情况下产流产沙过程分析

研究区方便水库汇水区为苏南丘陵区典型山区性小流域,研究通过在位于入库主要河流青龙河下游设置控制站,测定暴雨侵蚀下每次小流域产流过程水沙含量,结合降雨数据。分析每次过程降雨量、产水量和产沙量之间的关系,并进一步探讨产沙总量与各项测量指标之间的相关性。结果表明：①近3年的18场暴雨中,共有7场产流产沙,主要受雨量和降雨历时影响;②小流域产流和产沙过程与降雨具有一定的一致性,降雨停止后水沙产量开始减少直至停止;③不同暴雨特性产生的水量和沙量差距较大,暴雨侵蚀下的小流域产沙模数最高可达7．85t／（km2·d）;④相关性分析发现,该小流域产沙总量与产水总量、雨量和降雨动能有一定关系,相关性系数分别为0．929、0．645和0．623。     

喀斯特地区地表侵蚀产沙对前期有效降雨的响应

以关岭享乐小流域为研究区,利用分形分布理论计算流域前期有效降雨量,分析喀斯特地区地表侵蚀产沙的发生与前期有效降雨的关系。结果表明:喀斯特地区地表侵蚀产沙事件的累积频度和降雨量、产沙事件的累积降雨阈值和降雨时段之间均遵循分形分布的幂指数关系。利用分形分布理论结合喀斯特流域降雨、产沙情况可建立流域前期有效降雨模型,该模型计算出的流域产沙发生时的前期有效降雨量较传统模型更加符合实际。将日降雨量与有效前期降雨量结合可以确定喀斯特流域发生侵蚀性降雨产沙的降雨阈值,对喀斯特流域侵蚀产沙发生的预测具有重要意义。     

窟野河流域基于物理成因概念的次降雨径流产沙统计模型研究

黄土高原丘陵沟壑区土壤侵蚀严重,近年来环境变化导致黄河流域水沙急剧减少,在该区开展流域产沙模拟对流域侵蚀产沙研究有重要意义。以窟野河流域为研究对象,利用1961—2016年的水文泥沙资料,采用双累积曲线、累积距平曲线划分不同下垫面代表时期,以流域输沙关系表达式为理论框架,以径流深与洪峰流量为变量,分别构建不同下垫面代表时期的流域场次洪水产沙经验模型。结果表明,不同时期模型的R~2均大于0.9,平均相对误差绝对值在30%左右;通过模拟不同时期不同产沙水平的场次洪水发现,随着产沙水平的增大,模型模拟相对误差逐渐减小,模型对大产沙事件的模拟效果优于小产沙事件;通过模拟不同等级降雨侵蚀产沙发现,模型对大雨及暴雨产沙的模拟效果略优于中小雨。     

黄土丘陵第Ⅲ副区典型流域水沙演变过程及其驱动因素分析

流域水沙演变过程是构建区域水土流失模型及评价水土保持措施效益的基础。为探讨气候与下垫面变化对流域水沙变化的影响,以黄土丘陵沟壑区第Ⅲ副区罗玉沟流域为例,采用水文要素累积距平、Mann-Kendall趋势性检验和双累积曲线等方法,分析了1986—2010年间流域水沙关系演变过程及驱动因素,并定量分析了驱动因素的影响。结果表明:1)流域径流量在1993年发生突变,其中1994—2010年(后期)较1986—1993年(前期)不同降水水平年的径流量和输沙量减少率大多超过50%;2)土地利用结构优化可改变流域水沙过程和水沙量,而沟道淤地坝工程的运行改变了水沙搭配关系,使流域单位径流输沙量显著降低;3)降水和土地利用变化对流域径流减少贡献率分别为18.48%和81.52%;降水和土地利用变化对泥沙减少贡献率则分别为27.15%和72.85%。      

黄土高原典型流域次降雨径流侵蚀产沙规律研究

【目的】研究黄土高原地区小流域次降雨径流侵蚀产沙规律,建立适宜于该地区的侵蚀产沙预报模型。【方法】根据岔巴沟流域32年实测的水沙资料,采用径流侵蚀功率、地貌分形信息维数的计算模型及多元非线性回归方法,分析了黄土高原地区岔巴沟流域的次降雨径流侵蚀产沙规律。【结果】岔巴沟流域次降雨侵蚀产沙模数Ms与径流侵蚀功率E、地貌形态分形信息维数Di有很好的相关性,模型具有较高的精度和一定的适用性。【结论】基于流域径流侵蚀功率与地貌形态分形信息维数的岔巴沟流域次降雨侵蚀产沙预报模型,能够近似反映不同尺度流域次降雨径流侵蚀产沙特性及水沙传递的关系,为建立具有广泛适用性和较高预报精度的黄土高原流域次降雨径流侵蚀产沙预报模型提供了理论依据。     

淠河上游磨子潭流域输沙量变化及原因

依据大量实测资料。运用统计方法，对磨子潭流域输沙量进行研究。结果表明：20世纪80年代中期以前随着植被破坏的加剧，流域输沙量呈上升趋势；20世纪80年代中期以后，特剐是开始水土保持重点治淮工程以后．流域输沙量呈减少趋势，年均输沙总量减少51％，且流域多年平均粗泥沙所占比例下降13％。依据下垫面条件的相似性建立了不同时段悬移质输沙量、降雨量相关关系，表明磨子潭流域输沙量随降雨量的减小而减少，随水土保持措施面积的增大而减小。因此，流域治理对于控制泥沙来源、特别是控制粗泥沙来源，减少进入磨子潭水库泥沙数量具有重要意义。     

黄土丘陵沟壑区典型流域土地利用/土地覆被变化对径流产沙的影响

该文以黄土丘陵沟壑区第三副区内的桥子东、西沟为例,分析不同土地利用/土地覆被变化对流域径流输沙的影响.研究结果表明,土地利用/土地覆被对年径流输沙有显著影响,治理流域比未治理流域在丰水年、平水年和枯水年的年输沙率分别减少约44%、75%和86%;流域在土地利用后期(1995—2004年)比前期(1986—1994年)在平水年和丰水年的输沙量减少较大.从年内径流输沙变化来看,治理流域比未治理流域的减沙效应在5月和9月更为显著;而对于治理流域的两期土地利用时期,各月降水越多,后期时的流域月均输沙量比前期减少越多.暴雨洪水过程线和输沙过程线分析表明,土地覆被对流域暴雨洪水过程和输沙过程具有较强的调控作用.降雨和洪水流量频率分析表明,治理流域在前后两期土地利用时期,若具有相同频率分布的雨强,则任一重现期下流域后期土地利用时期的洪水平均含沙量小于前期.      

黄土丘陵第Ⅲ副区典型流域水沙演变过程及其驱动因素分析

流域水沙演变过程是构建区域水土流失模型及评价水土保持措施效益的基础。为探讨气候与下垫面变化对流域水沙变化的影响,以黄土丘陵沟壑区第Ⅲ副区罗玉沟流域为例,采用水文要素累积距平、Mann-Kendall趋势性检验和双累积曲线等方法,分析了1986—2010年间流域水沙关系演变过程及驱动因素,并定量分析了驱动因素的影响。结果表明:1)流域径流量在1993年发生突变,其中1994—2010年(后期)较1986—1993年(前期)不同降水水平年的径流量和输沙量减少率大多超过50%;2)土地利用结构优化可改变流域水沙过程和水沙量,而沟道淤地坝工程的运行改变了水沙搭配关系,使流域单位径流输沙量显著降低;3)降水和土地利用变化对流域径流减少贡献率分别为18.48%和81.52%;降水和土地利用变化对泥沙减少贡献率则分别为27.15%和72.85%。     

砚瓦川流域降雨径流泥沙变化研究

本文通过黄土高塬沟壑区砚瓦川中尺度流域降雨径流泥沙资料分析其特征,结果表明,砚瓦川流域处于半干旱地区,年降雨量主要集中在雨季,枯水期的降雨量非常少,因而年降雨量与汛期降雨量有非常相似的变化趋势和特征。砚瓦川流域降雨量年内分配不均,降水主要在集中在7—8月,汛期降雨量占全年降雨量的77.4%。年际变化较小,趋势不明显。砚瓦川流域径流量、泥沙量的变化与降雨量密切相关,具有基本相同的规律和特点。径流量和泥沙量呈逐年减小的变化趋势。     

陕西渭河流域水沙动态变化对环境的响应

根据1954～1996年的降水、径流和泥沙等方面资料,对陕西省渭河流域的水沙动态变化进行统计分析,并对水沙变化的主要原因进行探讨,进而揭示水沙变化对环境因素的响应关系。结果表明,渭河流域水沙输送主要集中于降水量较大的汛期,年内分布相对集中;年际变化较大,从20世纪50年代到90年代总体均呈下降趋势;流域径流量、输沙量与环境要素之间存在密切的响应关系。     

大青山不同植被下的地表径流和土壤侵蚀

该文以内蒙古大青山6种植被为对象,在不考虑林冠层作用的条件下,于2006—2007年用人工降雨方法,以地表径流和土壤侵蚀为指标,研究不同植被条件下地表的产流产沙状况,并就降雨因子、坡度、凋落物、地被物、土壤等因子与产流产沙的相关性进行探讨,以期为大青山生态环境建设和植被恢复与保护提供依据。结果表明:①４种林地间凋落物特性和土壤物理特性差别较大,白桦山杨林的减流减沙功能最好,落叶松林次之,油松林最差;② 6种植被的水土保持功能不同,差别较大,产沙量大小依次为油松林＞未封育荒草坡地＞落叶松林＞虎榛子林＞已封育荒草坡地＞白桦山杨林,油松林的产沙量是白桦山杨林的218倍;③ 坡度、降雨强度和降雨量对产流产沙影响较大,随坡度、降雨强度和降雨量的增大而增加;④ 降雨季节不同,产流量也不同,主要取决于活地被物层干燥度和凋落物层自然含水率;⑤对于荒草坡地,产流量与坡度和降雨量相关性较大,产沙量与径流量和降雨量相关性较大;对于森林植被,产流量与凋落物厚度和降雨量相关性较大,产沙量与径流量和凋落物厚度相关性较大。      

松花江水沙变化态势与影响因素

松花江流域的水沙变化将在很大程度上影响流域内人类的活动。本文利用累积曲线法、M-K次序分析法和有序聚类法就松花江各主要支流1955?2013年的水沙变化特征进行研究,结果表明:松花江干流及嫩江的年径流量显著减少,主要支流第二松花江没有明显的变化趋势;第二松花江年输沙量明显减少,干流和嫩江有显著的变化趋势。结合松花江各支流水沙变化的特征,分析了松花江气候降雨、植被覆盖与水土保持、水库建设和过度建设对水沙变化的影响。     

辽东半岛赤松和蒙古栎林降雨再分配特征及其相关性分析

  目的  降雨再分配是森林生态系统重要的水文过程，分析辽东半岛地区赤松和蒙古栎林降雨再分配特征，为区域典型林分的生态水文分析及模型建立提供参考。  方法  以辽宁仙人洞国家级自然保护区内的赤松和蒙古栎林为调查观测对象，选择林外降雨量（POF）、林内穿透雨量（TF）、树干径流量（SF）和树冠截留量（IF）为指标，应用回归分析法建立林外降雨量与各类指标的关系方程，并分析2种林分的降雨特征及其变化规律。  结果  （1）赤松林穿透雨量、树冠截留量和树干径流量分别为388.5、215.3、66.5 mm，占林外降雨量的57.96%、32.12%、9.92%；蒙古栎林穿透雨量、树冠截留量和树干径流量分别为421.7、119.0、55.5 mm，占林外降雨量的70.73%、19.96%、9.31%。（2）低强度降雨时，赤松和蒙古栎林的初始迟滞时长1 h左右，而中等和高强度降雨时，迟滞时长较短，明显小于1 h。且赤松林的树冠截留迟滞时间较长，迟滞作用更强，截留效果更好。（3）林外降雨量与穿透雨量、树干径流量呈极显著线性正相关（P < 0.001），赤松林和蒙古栎林产生穿透雨l、树干茎流量的最小降雨量分别为4.2、5.8和2.0、2.5 mm。（4）赤松和蒙古栎林的树冠截留量与林外降雨量呈极显著（P < 0.001）二次函数关系，树冠截留作用与林外降雨同时产生。当林外降雨量分别大于90.0、70.0 mm时，赤松和蒙古栎林的树冠截留量分别在10.0、7.0 mm左右。（5）林外降雨量与树冠截留率呈极显著负相关（P < 0.001）的幂函数关系，当林外降雨量分别大于90.0、70.0 mm时，赤松和蒙古栎林的树冠截留率趋于平稳，降低到20%和10%左右。  结论  降雨再分配过程中，赤松林的树干径流量、截留量和截留率大于蒙古栎林，而赤松林穿透雨量小于蒙古栎林，赤松林降雨再分配作用强于蒙古栎林。林内穿透雨存在迟滞效应，迟滞时长受降雨强度和林分类型影响，且赤松林的迟滞时长大于蒙古栎林。林外降雨量与树干径流量、穿透雨量、树冠截留量呈极显著正相关，与树干径流量、穿透雨量呈线性函数关系，与树冠截留量呈二次函数关系，与树冠截留率呈极显著负相关的幂函数关系。      

平凉市纸坊沟流域降水、径流及输沙变化特征初步分析

对纸坊沟流域近50年降水、输沙及径流特征资料分析,并应用相关分析法在年尺度上讨论降水量与径流量、土壤侵蚀模数及时段治理程度与时段年均输沙量之间关系。结果表明,降水量在年内分配不均,凸显单一峰值,流域降水在年际上呈平水年一千旱年一平水年（较丰水年）周期性变化,流域月径流变化基本与月降水量变化相吻合;输沙量年内分配不均,且...     

凌河保护区水量综合管理研究——凌河流域水沙特性分析

通过对凌河流域代表水文站的实测径流量和输沙量分析,得出凌河流域的水沙变化规律.探讨了凌河流域典型水文站(朝阳水文站)流域径流量、输沙量和含沙量的年内和年际变化趋势,比较了不同水文站径流量、输沙量和含沙量的年际变化.同时,探讨了凌河流域径流量、输沙量的沿程变化规律,并对大、小凌河流域的径流量和输沙量等水沙特性进行了比较.结果表明,凌河流域径流量和输沙量年内分配不均,多集中于汛期(6～9月),且年际变化较大,径流量随沿程增大;而输沙量在山丘区随沿程增大,到达平原区随沿程减小.     

日本山地森林小流域悬移质泥沙研究

以日本山地源头森林小流域为研究对象,利用泥沙自动取样器和自计水位计,研究了悬移质泥沙的输出过程及其与洪水过程间的关系.研究结果表明,该森林流域的泥沙来源主要是林道、沟道、沟道两边裸露地;河川径流中悬移质泥沙浓度与总泥沙浓度间有很好的相关性;降雨时悬移质泥沙浓度随流量过程的变化呈现出顺时针变化的套索;悬移质泥沙的输出过程属于波浪式变化;悬移质泥沙浓度最大值与洪峰流量几乎同时出现,属同步型;悬移质输沙量主要取决于10 min最大雨量;场降雨量对悬移质输沙量的贡献较大;单场大暴雨造成的悬移质输沙量占全年输沙量的5％左右;悬移质年输沙量的30％是由为数不多的几场降雨造成的.      

黑麦草对黄土坡面降雨产流产沙过程的影响

为研究草地对土壤侵蚀过程的影响,选用黄绵土人工种植草地,采用室内模拟降雨试验研究黑麦草不同覆盖度（0、25%、50%和75%）对3种降雨强度（60、90和120 mm/h）坡面产流产沙过程的影响。结果表明：黑麦草覆盖可以显著减小侵蚀产沙。在坡面土壤预饱和的条件下,坡面产流、产沙与时间呈线性关系;累计产流量随降雨强度线性增加;同一降雨强度条件下,草地覆盖度对累计产流量影响不显著;草地坡面水流含沙量、输沙率、次降雨产沙量均随覆盖度增大而降低,随降雨强度增大而增加;3种降雨强度条件下,无黑麦草覆盖坡面水流含沙量差异不显著,次降雨产沙量和输沙率随着降雨强度的增加而增大。研究结果可为土壤侵蚀预报模型建立及水土保持措施的制定提供理论参考。     

滇中地区小流域治理前后降雨因子对产流、产沙影响的灰色关联分析*

 通过生物措施、工程措施和耕作措施对滇中地区典型小流域——王家箐进行综合治理,对治理前后气象、水文、水土流失资料进行观测,运用灰色理论分析了降雨因子与产流、产沙的关联性。结果表明,在该小流域治理前后各降雨因子对径流量、泥沙量的影响的关联序基本不变,降雨复合因子PI₃₀,PI₆₀,PI₁₀ 是影响产流、产沙的主要因子,降雨量是影响产流、产沙的第２因子,雨强对其影响居第３,降雨历时对小流域产流、产沙影响最小。