分布式侵蚀产沙模型在流域减水减沙效益评价中的应用

采用分布式侵蚀产沙模型,以陕西省黑草河小流域为例,对多种水土保持措施和不同土地利用方式条件下流域的径流输沙过程进行数值模拟计算,并通过对比评价了不同水土保持措施和土地利用方式的减水减沙效益,为流域内配置水土保持措施和优化流域管理提供了科学依据和技术支撑.     

皇甫川特拉沟小流域近期泥沙减少成因分析

受降雨变化及人类活动等因素影响,近期皇甫川流域水沙发生显著变化。通过分析皇甫川典型小流域特拉沟2007—2016年水土流失原型动态监测资料,揭示了特拉沟小流域存在降雨强度显著减小、产水产沙年际变化大、沟道坝系工程及植被对泥沙减少作用显著等特征,建立了基于降雨侵蚀力和小流域产沙模数的二次曲线相关关系,其适用于分析比较不同降雨条件下特拉沟小流域产沙状况。研究结果表明,特拉沟小流域2007—2016年年均输沙量与1954—1999年均值相比减少167.7万t,其中:降雨强度减小、汛期降雨量减少引起的年均产沙减少量约为24.98万t,占总减少量的14.9%;淤地坝拦沙减蚀作用年均拦减泥沙约75.72万t,占总减少量的45.2%;坡面治理措施年均产沙减少量约67.0万t,占总减少量的39.9%。     

五华河流域水土保持与河流泥沙变化分析

土壤被侵蚀后，经暴雨径流的搬运进入河流，导致水土流失并形成河流泥沙；河流泥沙的变化，与流域内的水土保持状况有着密切的联系。通过分析五华河流域的降雨、径流、泥沙等水沙对应关系，重点分析该流域内水土流失治理工作前后的水沙变化情况及变化规律，建立流域年径流产沙关系，分析流域的水土保持减沙效益。     

大暴雨作用下黄土高原典型流域水土保持措施减沙效益研究

正确评估大暴雨条件下流域水土保持措施的减沙作用,可为科学揭示流域侵蚀产沙变化的驱动机理提供理论支撑。综合采用改进的水土保持成因分析法、林草植被减沙模型和分布式土壤侵蚀模型,对近10年大暴雨作用下4个典型流域的水土保持措施减沙作用进行了系统分析和研究。结果表明:佳芦河流域水土保持措施在"2012.7.27"大暴雨中减沙效益为65.4%;杏子河流域在"2013.7.12""2013.7.25"和"2013.7.27"三场连续降雨中,水土保持措施减沙效益分别为56.5%、40.7%和36.5%;西柳沟流域上游在"2016.8.17"大暴雨中,林草植被措施减沙效益达84.2%;岔巴沟流域在"2017.7.26"大暴雨中,水土保持措施减沙效益为79%。大暴雨作用下水土保持措施减沙效益明显,但遭遇连续极端降雨情况,水土保持减沙效益会降低。     

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。     

三种水土保持措施下红壤坡地径流产沙特性

为了给红壤区选取、布设水土保持措施提供有效依据,基于连续两年试验区降雨资料,分析不同水土保持措施与对照处理径流小区的减流减沙效益,研究降雨与径流产沙的相关性。结果表明:有效侵蚀性降雨发生在春夏两季的比例较大,4—5月降雨量占全年降雨总量比例达38.7%~43.2%;相对于对照小区,植被措施及工程措施的年均减流率均大于90%,减沙率大于99%,耕作措施减流率及减沙率分别为79.6%和93.4%;按照侵蚀强度分级标准,对照小区两年均为剧烈侵蚀,植被措施、工程措施小区为微度侵蚀,而耕作措施分别达到极强度侵蚀和轻度侵蚀,从减流减沙效果而言,植被措施及工程措施较耕作措施的效果更显著;相关性分析结果表明,不同处理下的径流量与降雨量相关性最密切,对照小区与植被措施小区的侵蚀量与径流量呈极显著的相关性。     

融雪与降雨侵蚀条件下水土保持措施因子值对比研究

融雪与降雨侵蚀条件下辽宁省西北部地区的水土保持措施因子研究相对缺乏,据此本文以彰武县乐园小流域为研究对象,结合研究流域2015—2016年的降雨侵蚀数据以及春季融雪侵蚀观测数据,通过对比分析不同融雪与降雨侵蚀条件下的水土保持措施因子、产流产沙次数、径流深度、侵蚀模数等参数,揭示了水土保持措施因子值在融雪与降雨侵蚀条件下的防控效果。研究表明:生态修复措施在融雪条件P值为0.01~0.45范围时的防控效果较好,而在融雪期则具有容水量少、周期短等特点;在融雪侵蚀条件下的水平坑措施主要是对融水进行拦控;地埂植被径流深度及侵蚀模数在融雪条件下明显大于横垄;乐园小流域在水土保持措施规划设计时应同时考虑融雪与降雨两种侵蚀类型。     

水土保持与节水型社会

通过分析水土保持与水资源及节水型社会的关系,提出了水保生态与节水型社会建设应有的作为.水土保持关键在水,节水定当先行;生态植被建设涵养水源,节水应从源头抓起;水土保持蓄水保土,小流域清水长流,节水致富于民;水土保持减沙淤积,减少了黄河冲沙用水,客观上起到了节省流域总用水量的作用.同时要科学认识森林植被建设对河川年总径流量的影响.     

栖龙湾小流域坡面产流产沙特征及降雨分析

为明晰山东省栖龙湾小流域坡面产流产沙规律，选取栖龙湾小流域10个典型坡面径流监测小区的降雨、径流和泥沙等实测数据，探究不同坡度、不同水土保持措施下各小区产流产沙特征以及径流泥沙与各降雨因子的相关关系。结果表明：1）栖龙湾小流域的降雨有明显季节变化，主要集中在6～9月，侵蚀性降雨主要集中在6～8月；2）相同降雨条件下，产流产沙量为裸地最多，且随坡度的增加而增多，采取水保措施后产流产沙量为石坎梯田小区<土坎梯田小区<坡耕地；经济林<农地；3)10°小区除土坎梯田种植的杏树小区外其他3个小区径流深与降雨量、降雨侵蚀力、土壤流失量均呈显著相关；土坎梯田种植的花生小区径流深还与降雨历时存在显著相关性；土坎梯田种植的杏树小区径流深、土壤流失量与各降雨因子均无显著相关性，只有土壤流失量和径流深呈显著相关。     

黄土高塬沟壑区水土保持对小流域地表径流的影响

水土保持对径流的作用是水土流失治理中一个亟待回答的实际问题．本文用小流域平行对比观测法，分析了黄土高塬沟壑区水土保持对小流域地表径流的数量及其时间分布特征的影响，表明在黄土高塬沟壑区，水土保持能使小流域产洪次数减少、地表径流模数和径流系数减小；使小流域地表径流模数的年际变率增大；在洪水产流过程中，水土保持使流域产流起始时间滞后，径流持续时间缩短，瞬时流量及洪峰流量降低以至消失     

王河沟小流域现状及综合治理措施

王河沟小流域位于博爱县寨豁乡北部,流域总面积32.12 km~2,水土流失面积26.44 km~2,该流域土壤侵蚀类型为水力侵蚀,以面蚀和浅沟蚀为主,水土流失严重。针对王河沟小流域水土保持存在的主要问题,将该流域列入博爱县2009-2011年太行山区水土保持小流域综合治理工程内,综合治理面积16.45 km~2。其中工程治理措施面积5.97 km~2,生态修复措施面积10.48 km~2。工程总投资506万元。从已治理的流域来看,王河沟小流域生态环境正在逐步恢复,综合治理效果显著。通过王河沟小流域综合治理实践,探索博爱县太行山区水土保持小流域综合治理新思路。     

基于临界雨强方法的孤山川水土保持效益评估

为了区分孤山川流域降雨变化和下垫面变化对产水、产沙的影响,经过统计分析,得到孤山川流域1970年前产水、产沙临界雨强均为12 mm/d,1970年后产流临界雨强增大到21 mm/d,产沙临界雨强增大到28 mm/d。通过建立孤山川流域有效降雨与产水、产沙的相关方程,评价了水土保持措施的减水减沙效果。结果表明:孤山川流域1970—2006年水土保持措施平均减水比例、减沙比例分别为45.4%、48.5%,水土保持措施的减水减沙效果略低于气候变化的效果,两者所起作用之比大致为4.7∶5.3;2000年以来水土保持措施减水减沙效果略高于气候变化效果,两者所起作用之比大致为6.2∶3.8。这说明2000年后黄土高原还林还草的生态建设使水土保持措施的减水减沙效果显著提高。     

黄河中游水土保持坡面措施减洪减沙指标体系研究

在全面总结以往研究方法的特点、系统分析黄河中游不同类型区坡面径流小区实测资料、深入研究水土保持措施减洪减沙机理的基础上，提出“以洪算沙频率分析法”及“成因分析自然相关法”两种建立黄河中游水土保持坡面措施减洪减沙指标体系的思路和方法。前者应用数理统计方法以代表小区洪水径流量、降雨量为统计量，建立不同洪量频率、不同雨量级下的措施减洪指标体系；以流域降雨量为纽带，消除时段、点面、地区等差异，推到流域面上。后者则通过对小区资料的地区综合相关分析，以代表小区产洪（ 沙） 量和措施减洪（ 沙） 量为相关因子，以措施质量分级指标为参变量，建立经验模型；通过对径流泥沙模数的修正，推算流域的措施减洪减沙指标。     

黄土高原不同道路的水沙响应模拟试验研究

基于降雨径流侵蚀产沙的水动力学原理和相似论所建立的比尺模型理论和技术,以黄土高原延安燕沟康家圪崂小流域为原型建立模型,在验证试验的基础上,针对不同类型道路对小流域的产流产沙影响进行模拟试验。通过分析,得出如下主要结论：水泥路、土路和浮尘土路对流域径流有一定的调控作用,水泥道路产流量较大,因此小流域修建水泥道路必须考虑道路径流收集,否则将会产生比土路更大的侵蚀量;调控工程对修建道路的小流域径流侵蚀产沙影响较大,同一种道路,治理前后的水沙效应具有明显差异。结果表明,小流域在进行治理时,需要加强规划,优化不同治理措施,进行山水园林路优化配置。     

WEPP在黄土高原小流域径流调控中的应用研究

针对黄土高原小流域降雨径流调控优化难以采用数学模型的情况,依据小流域模型试验资料,对WEPP2006流域版应用于黄土高原地区小流域产流、产沙模拟计算的适用性进行了研究.结果表明:WEPP流域版计算的流量和产沙量与原型观测值的相关性较显著,流量预测好于产沙量预测,WEPP模型与实体模型的结合是可能的;但计算值都比实测值偏大,只能在一定程度上反映其径流、产沙、输沙规律.     

三峡库区下岸溪小流域水土流失现状评估

 以三峡库区下岸溪小流域为研究区,在GIS软件的支持下,利用2008年SPOT5遥感影像和1∶5万DEM数据,提取坡度因子、植被覆盖度因子和土地利用类型因子作为水土流失风险评估指标因子,结合土壤侵蚀分级标准,生成研究区水土流失风险分级图,利用改进的工程侵蚀模数计算模型,对小流域土壤侵蚀量进行了估算。结果表明：①本流域以水力侵蚀为主,占研究区总面积的88.81%,其中中度侵蚀面积占该流域总面积的38.49%;②开矿等引起的工程侵蚀对该小流域土壤侵蚀量贡献率很大,占该流域水土流失量的41.43%。因此,在开矿和矿区基础设施建设等工程施工时,应采取有效的水土保持措施。     

黄土高塬沟壑区产沙驱动力及减沙潜力分析

20世纪70年代以来,黄河上中游绝大部分支流来沙明显减少,但泾河流域黄土高塬沟壑区的核心地区无明显减沙趋势。以地处董志塬核心区的南小河沟和砚瓦川流域为例,分析了水土流失治理前后的降雨—产沙关系,以及塬面、坡面和沟谷的产水产沙量,结果表明:塬面径流集中下沟是流域产沙的主要驱动力,尤以庄院和道路径流集中下沟为甚;在塬面面积占流域面积60%以上的完整高塬区,梯田和林草措施的减沙潜力很难超过10%;尽可能减少集中下沟的塬面径流量是遏制该区侵蚀产沙的关键。     

淤地坝和植被变化对渭河流域水沙情势的影响

以渭河咸阳站以上区域为研究区,利用1965年～2016年的水沙长序列实测资料,分析了不同时间尺度上水沙的变化趋势、突变点、周期特征和空间分布,探讨了覆被变化和淤地坝对流域水沙变化的影响。结果表明,径流量和输沙量下降趋势极显著,减水减沙趋势有很强的持续性;20世纪90年代是水沙突变和剧变的时期;在年内分配上输沙量比径流量更集中,沙峰较洪峰提前;水沙主要来自武山和秦安站以上流域;不同年代的降水径流关系和水沙关系发生了很大变化,径流对降水的响应逐渐减弱,输沙量递减;植被覆盖度显著增加,总体与水沙变化呈负相关,2000年后植被覆盖度与径流变化呈正相关。     

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。     

小流域治理中水土保持措施及效益分析

文章详细分析了造成小流域水土流失的自然和人为原因,提出了从提高植被覆盖率、改进农业耕作措施、建设水土保持工程、运用生态修复技术4个方面进行治理,最后分析了小流域水土保持的生态效益、经济效益、社会效益。