黄土丘陵区不同土地利用方式水土流失及养分保蓄效应研究

对黄土丘陵沟壑区安塞水土保持试验站3种草本、3种灌木、4种乔木、1种农田共计11种不同土地利用方式径流小区进行径流和侵蚀泥沙观测，并分别分析其养分含量。研究黄土丘陵区不同土地利用方式水土流失及养分保蓄效应。结果表明，试验区2003年草本的年均径流量为1248m^3／km^2。灌木为843m^3／km^2。乔木为2079m^3／km^2，农田为10672m^3／km^2；草本的年均土壤侵蚀模数为4．6t／km^2，灌木为1．0t／km^2。乔木为2．6t／km^2，农田为169．5t／km^2。2003年乔木的径流年均氮素损失量5．68kg／km^2，灌木为3．32kg／km^2，草本为2．49kg／km^2，农田为10．80kg／km^2，乔木的径流年均P2O5损失量为0．29kg／km^2，灌木为0．22kg／km^2。草本为0．17kg／km^2，农田为0．49kg／km^2。乔木的侵蚀泥沙年均氮素损失量为2．69kg／km^2，灌木为1．18kg／km^2．草本为7．51kg／km^2，农田为139．95kg／km^2；乔木的侵蚀泥沙年均P2O5损失量为1．51kg／km^2，灌木为0．54kg／km^2，草本为2．78kg／km^2，农田为259．25kg／km^2。在本研究区注意发展和恢复草灌植被，使之尽快起到水土保持作用；另外，乔、灌、草土地利用方式相对农田对径流和侵蚀泥沙有很好的养分保蓄效应。     

四川盆地中部农区水土保持林防护效益的初步研究

四川盆地中部浅丘农区水土流失严重，侵蚀模数达8815t/km^2.a，通过对水土流失成因分析和试验观测，水土流失主要发生在坡耕地，根据水土流失现状提出了营造水土保持林的治理方案，治理后每平方公里土壤蓄水容量增加22236.1m^3，次洪流量所产生的侵蚀模数由79.14t/km^2下降到3．71t/km^2。     

鄱阳湖流域降雨侵蚀力变化及其对入湖悬移质输沙量的影响

鄱阳湖是中国最大的淡水湖，揭示流域降雨侵蚀力时空演变及其对入湖泥沙的影响对科学指导流域生态保护与修复、促进流域生态文明高质量发展具有重要意义。基于鄱阳湖流域63个气象站1961—2017年逐日降雨量和鄱阳湖"五河"入湖悬移质输沙量（以下简称"输沙量"）年数据，采用Mann—Kendall非参数检验、双累积曲线、线性回归等方法，分析了流域降雨侵蚀力和入湖输沙量动态过程，定量评估了降雨侵蚀力变化和人类活动对入湖输沙量的影响。结果表明：鄱阳湖流域平均降雨侵蚀力为10 034.1（MJ·mm）/（hm²·h），介于6 738.8~12 734.8（MJ·mm）/（hm²·h），呈西南地区低、东北地区高的空间分布格局；降雨侵蚀力年际间呈不显著的上升趋势（P>0.05），在21世纪10年代最大，20世纪60年代最小。鄱阳湖入湖年均总输沙量1 183.3×10⁴ t，呈极显著下降趋势（P<0.01），在20世纪70年代最大，21世纪00年代最小。入湖总输沙量和赣江、信江及修水输沙量分别在1992年、1999年后发生趋势性减少（P<0.01）。以输沙量突变前的时段为基准期，突变年份后人类活动和降雨侵蚀力变化对入湖总输沙量变化的影响程度分别为-138.1%和38.1%；对赣江入湖输沙量变化的影响程度分别为-125.8%和25.8%；对信江入湖输沙量变化的影响程度分别为-121.3%和21.3%；对修水入湖输沙量变化的影响程度分别为-141.4%和41.4%。近60年降雨侵蚀力变化表现为增加入湖输沙量，而人类活动（水库建设、水土保持和采砂活动）是鄱阳湖入湖输沙量减少的主要原因。     

赣江河流悬移质泥沙与水土流失的耦合关系动态分析

通过对赣江河流泥沙变化量的观测与分析，跟踪寻找出水土流失严重的河流为桃江、贡水、章水、平江、乌江、遂川江。11个观测站点多年观测结果表明，赣江多年平均输沙模数上游最大，上游各河均〉140t／km^2。赣江于流多年平均输沙模数自赣州市至南昌市，由上而下逐次变小，万安站144t／km^2，吉安站136t／km^2，峡江站131t／km^2，樟树站112t／km^2，外洲站114t／km^2。赣江河流泥沙颗粒多年平均值，各河大都在0．04～0．066mm之间。赣江流域输沙量年内分布规律表现为与降水量、径流量年内分配一致；此外，对水土流失状况、原因、发展态势进行了分析并提出了防治对策。     

流域侵蚀控制度的概念与计算方法——以王茂沟流域为例

文章将流域最小可能土壤侵蚀模数与实际土壤侵蚀模数的比值定义为流域侵蚀控制度,并以王茂沟流域为例说明计算方法。结果表明：王茂沟流域水土保持措施容量下的流域最小可能土壤侵蚀模数为2573t／（km^2·a）;使用王茂沟流域2004年土地利用图,计算得出王茂沟流域实际土壤侵蚀模数为7413t／（km^2·a）,王茂沟流域侵蚀控制度为0．35,造成王茂沟流域2004年流域侵蚀控制度较低的原因是王茂沟流域还存在一定数量的坡耕地以及林地面积较少。建议将流域停饨榨制摩作为评价流域水土保持现状的指标。     

基于径流侵蚀功率的长江典型流域能沙关系模型及改进

基于径流侵蚀功率概念建立流域能沙关系模型,可为长江流域泥沙变化精准模拟与水土保持规划提供技术支撑。该研究以长江典型流域及其典型小流域为研究对象,通过收集1965—2018年金沙江流域、嘉陵江流域和湘江流域3个典型流域逐日水沙数据以及万安和李子口2个典型小流域2014—2020年场次降水径流泥沙数据,采用径流侵蚀功率、径流量和降雨侵蚀力对比分析不同时空尺度水沙(径流量和输沙量)、雨沙(降雨侵蚀力和输沙量)和能沙(径流侵蚀功率和输沙量)关系的优劣性,解析能沙关系优越性,并识别能沙关系非一致性变化,从而改进能沙关系模型提高流域输沙量模拟精度。结果表明：1)长江流域3个典型流域及2个典型小流域,在绝大部分情况下能沙关系的表现总是优于水沙关系和雨沙关系,在场次、月和年尺度修正的决定系数最大值分别可达到0.94、0.87和0.54。2)对于不同时间尺度,其流量序列中任意2个流量乘积与输沙量的相关性较高时,第一个流量Q₁分位点总是接近1且第二个流量Q₂分位点在0.5附近或者高于0.5。基于径流侵蚀功率可以较为准确地计算不同时空尺度流域输沙量,具有明显适用性...     

黄土丘陵区近10年来典型小流域对侵蚀环境演变的泥沙响应

针对近年来黄河泥沙的锐减现状,以2003—2011年国家退耕还林工程实施效果的显现期为背景,采用典型流域剖析的方法,深入研究了近10a来黄土丘陵区典型流域侵蚀泥沙总量以及年际变化量。结果表明:小流域土壤侵蚀强度大幅度下降,年平均侵蚀模数不足500t/(km~2·a),下降至退耕还林还草工程实施以前的8.3%;如不考虑建坝初期2003年的特殊状况,小流域2004—2011年侵蚀模数平均值为144.93t/(km~2·a),为退耕前的2.4%。这表明在新的侵蚀环境背景下该小流域的侵蚀强度已稳定在轻度以下。     

湟水流域输沙特征分析

湟水青海省境内面积 15 3 4 2km2 ,是黄河中上游地区主要产沙区之一 ,年输入黄河泥沙 2 0 40万t。流域径流主要产生于 6～ 9月 ,占年径流总量的 5 3 % ;下游地区面积占流域总面积的 41 2 % ,年径流量占流域年径流总量的 42 4%。上游地区面积占全流域面积的 5 8 8% ,年输沙量仅占全流域年输沙量的 2 1 6% ;下游地区年输沙量 160 0万t,占流域年输沙总量的 78 4%。流域内灾害性天气频繁 ,水热配置不利于植物生长 ,大面积植被退化 ,人类经济活动频繁等 ,是导致下游地区水土流失严重的主要原因     

长江上游紫色丘陵区土壤侵蚀与泥沙输移比研究——以涪江流域为例

 通过涪江流域水文站控制区域的地貌与土地利用类型的综合分析,以不同土地利用类型地块作为侵蚀量计算单元,计算每个流域发生侵蚀的地块（即旱坡地、陡坡旱地、有林地、疏林地、草地、灌木地和裸地）侵蚀量,得到全流域年均侵蚀量为2 460万t/a,年均侵蚀模数为813.9 t/（km2.a）,上游山地区侵蚀模数>1 000 t/（km2.a）,紫色丘陵区侵蚀模数50～0800t/（km2.a）;流域平均泥沙输移比为0.83,上游泥沙输移比>0.90,中下游丘陵区泥沙输移比在0.30～0.80之间,而在流域上中游山地丘陵衔接的冲洪积扇区的年均泥沙沉积量约144万t/a;流域泥沙输移比与流域面积不存在固定的线性关系,其根本原因在于流域面积是度量衡单位,而不是影响因素。     

基于时变矩BMA方法的赣江流域年输沙量变化归因分析

分析河道泥沙影响因素并进行定量归因分析,对正确认识和评价流域水土流失治理措施有着重要意义。该研究通过对鄱阳湖赣江流域1958-2014年的年输沙量变化特征分析,引入降雨侵蚀、森林覆盖以及水库调控3个影响因素建立年输沙量时变矩模型,利用BMA方法融合4个时变矩模型模拟赣江年输沙量过程,并定量归因分析年输沙量变化中多因素的贡献程度。研究表明:1)以降雨侵蚀力、森林覆盖率和水库调控系数为主要物理影响因子构建的时变矩模型,可以较好地描述赣江年输沙量分布特征及时变过程,纳什效率系数达到0.93;2)BMA方法有效融合了多个时变矩模型的优点,年输沙量模拟的不确定性区间变小,通过遍历多因素情景组合可定量分离不同影响因素的贡献量及变化范围;3)相对于基准期(1958-1989年),变化期(1990-2014年)赣江流域年输沙量显著减少(P0.05),主要受人类活动影响,与双累积曲线法和产沙函数法的定量归因结果相近。森林覆盖率和大中型水库调控对赣江流域年输沙量减少贡献量分别为414.87和261.45×10~4t/a,两者贡献率分别为59.72%、37.63%,而降雨侵蚀导致年输沙量增加约42.99×10~4t/a,其他因素减少年输沙量61.40×10~4t/a。对于赣江流域,持续加强流域森林资源的保护,强化大中型水库的调控能力,是提升流域水土流失治理能力的重要举措。研究结果可为流域水土流失综合治理提供科学参考。     

基于功率谱分析的蒋家沟泥石流侵蚀输沙量准周期的探讨

泥石流侵蚀输沙量不仅反映了泥石流形成区地理环境特征和泥石流搬运能力,也反映了泥石流规模和泥石流搬运泥沙等固体物质在泥石流堆积区造成的严重程度。本文以泥石流灾害典型区长江上游蒋家沟流域1965—2007年的泥石观测资料为基础,利用功率谱方法分析了该流域泥石流侵蚀输沙量的周期变化,发现其存在5～7a的显著震荡周期,这种周期的形成主要与该流域5～6a的年降水量周期震荡以及受降水控制和影响的滑坡活动与坡面侵蚀影响相关。     

大沙河流域降水变化与输沙关系的研究

对皖西南大沙河流域1954～1999年的降水记录和该流域1970年以来的逐月径流和输沙量资料分别进行了趋势分析和关联分析，发现46年来，地处皖西南大别山区的大沙河流域降水的季节和年际变化异常显著，且降水有下降趋势，流域春季、夏季和全年的降水变化率分别为-7．4mm／10a，-13．06mm／10a和-4．6mm／10a。通过对同期降雨、径流和输沙量各因子相互间的灰色关联分析发现大沙河流域输沙量与日雨量大于100mm和50～100mm的暴雨次数关联最密切，其关联系数分别达到0．98和0．90，说明皖西南大别山地区降雨强度特别是大于100mm的特大暴雨和50～100mm的暴雨对地表侵蚀最为严重，是造成本地区水土流失的主要因素；此外，人类活动特别是人口和耕地面积的增加也是导致本地区水土流失的重要原因。     

松花江流域侵蚀产沙演变特征分析

利用松花江流域116个站点的降水资料和14个典型流域水文站的径流泥沙资料,在分析降水、径流和输沙时间变化特征的基础上,研究了该区侵蚀产沙演变特征及其主要影响因素.研究结果表明,1961-1990年松花江流域降水和径流无显著增长趋势,但输沙量增长显著,每10 a平均增长幅度为34.7%,丘陵漫岗区输沙量增长幅度较山区更为显著.流域输沙量自1979年开始显著增加,降水量变化不是输沙量快速增长的主要原因,人类活动导致的下垫面变化可能是输沙量增加的重要原因.     

近50年来玛纳斯河泥沙变化及影响因素分析

河流泥沙对水利工程具有巨大的危害性,泥沙淤积直接造成水库和湖泊容积损失,河道河床抬高,间接影响防洪、供水、发电、灌溉等效益的正常发挥.分析了玛纳斯河1960-2005年40余年不同季节河流泥沙变化特征,并分析了影响河流泥沙变化的原因.分析结果表明:玛纳斯河泥沙年内分布具有极大的集中性,93%的输沙量都集中在夏季3个月.玛纳斯河各个季节的泥沙输移量表现为递增的趋势.玛纳斯河肯斯瓦特水文站以上侵蚀发生区侵蚀模数由20世纪60年代的802.78t/(km²·a)上升到21世纪初期的2056.82t/(km²·a),比20世纪60年代上升了156%.侵蚀等级由20世纪60年代的微度上升到21世纪初期的轻度.山区日益扩张的放牧活动以及森林采伐行为,是河流泥沙输沙量增加的驱动因素.输沙量的增加对河流电站和下游平原水库的正常运行造成巨大影响.加强流域管理,严格限制超载,禁止采伐天然林,对山地水源地进行养护,是控制河流泥沙的重要举措.     

川中丘陵区小流域自然侵蚀速率的初步研究

长江三峡中更新世的贯通,导致川中丘陵区河流的急剧下切,两岸广袤的平原被沟谷肢解为起伏的丘陵,现今孤立的丘顶是河流下切前的平原面,沟谷的盆腔体积表征了急剧下切以来的侵蚀量。我们选择内江附近的小河沟流域为研究小流域,采用DEM法测算了沟谷的盆腔体积,并根据阶地绝对年龄,计算了流域的自然侵蚀速率;还估算了流域内的松散堆积物体积,计算了流域的自然泥沙输移比。小河沟流域集水面积10.88 km2,侵蚀沟谷盆腔体积6.57亿m3。IV级高平原阶地和Ⅲ级阶地砂砾层的绝对年龄分别以0.7M a和0.4M a计,相应的自然侵蚀模数分别为216 t/(km2.a)和378/(km2.a),和沱江川中丘陵区区间的现代输沙模数397 t/(km2.a)非常接近。流域内松散堆积物总体积不超过200万m3,流域的自然泥沙输移比为0.997,接近于1。     

丹江鹦鹉沟小流域土壤侵蚀和养分损失定量分析

小流域土壤侵蚀量和养分损失量的定量研究可为南水北调水源区的生态保护、水土保持和生态补偿提供重要的依据.该文在地理信息技术(geographic information system,GIS)的支持下,应用修正通用土壤流失方程(revised universal soil loss equation,RUSLE)估算了丹江鹦鹉沟流域的土壤侵蚀量和养分损失量,并进行了土壤侵蚀强度分级.结果表明,流域的年均土壤侵蚀模数为3140 t/km2,侵蚀强度为中度.其中强度侵蚀以上的土地面积占流域总面积的24.1%,侵蚀量为4573.0 t,却占年侵蚀总量的84.8%,其主要是坡度较大的坡耕地,是流域需要重点治理的区域.不同土地利用类型的土壤侵蚀量差异较大,林地、草地和农地的年均土壤侵蚀模数分别为509.7、1511.8和4606.5 t/km2.林草地年侵蚀量较小,农地土壤侵蚀量占流域总侵蚀量的95.3%.坡度每增加5°,不同土地利用的土壤侵蚀模数增加量比坡长每增加5 m的增加量要大1~2倍.研究区表土流失造成的全氮、全磷和有机质损失量分别为3.81、3.52和101.45 t,其中农地的养分损失量最为严重.流域泥沙中全氮、全磷和有机质的年均流失模数分别为1.01、0.75和38.43 t/(km2×a).该研究可为水源区水土流失和非点源污染治理以及清洁小流域建设提供科学依据.     

谈泥沙输移比

<正> 泥沙输移比,是指在一定时段内通过沟道或河流某一断面的实测输沙量与该断面以上流域总侵蚀量的比值。在流域侵蚀—产沙—输沙系统中,泥沙输移是研究流域侵蚀与产沙关系的关键。泥沙输移比这一概念的应用,使这项研究向定量化方向发展迈进了一步。进行中小流域综合治理规划、防治土壤侵蚀、合理利用水沙资源,无不需要掌握流域产沙情况。在上游总侵蚀量可以估算的情况下,如果知道流域泥沙输移比,就可以预报下游的输沙量,从而满足规划或工程设计的需求。     

近50年来王茂沟流域侵蚀沟变化及其影响因素

基于1968年、2004年和2018年3期高分遥感影像,以王茂沟流域为典型研究区,提取了3个时间点的沟沿线、土地利用、水土保持措施、植被覆盖度和LS因子,对近50年侵蚀沟时空变化特征及其影响因素进行了分析。结果表明:(1)用遥感方法采集的信息,可基本满足侵蚀沟中长期变化分析;(2)50年来王茂沟流域侵蚀沟一直处于变化中,时间上变化速度逐渐减缓,前期和后期沟头年均前进速率分别为0.30,0.27m/a,沟壁年均扩张速率分别为0.009,0.004 m/a;空间上2个时期年均侵蚀沟变化密度大于200 m/(km^2·a)的值分别占比26.89%,7.07%,且多分布在流域中下游;(3)1968—2004年侵蚀沟变化主要受到土地利用变化和水土保持措施增加的影响,2005—2018年,侵蚀沟变化主要受到植被覆盖度进一步提高和土地利用多样性的影响。研究有助于量化分析多年治理过程中侵蚀沟的变化及其影响因素,能对退耕还林还草工程实施前后侵蚀沟治理的生态效益评价提供重要参考。     

何店小流域水土保持措施蓄水拦沙效益分析

何店小流域是商城水保试验站的试验监测流域 ,自 1982年起至今连续监测从未间断。对流域水保措施实施前后径流、泥沙监测的结果表明 ,流域治理后比治理前年减少径流量 3 6%～ 10 7% ,年减少输沙量 62 6%～ 72 7% ,年侵蚀率减少 5 9 7%～ 69 7% ,坡地改梯田后减少 70 %～ 80 %的水、土、肥流失 ,流域年侵蚀模数由治理前的 5 80 0t/km2 下降为 12 0 0t/km2 ,削减洪峰的效率达 5 0 %。     

区域尺度侵蚀产沙估算方法研究

 区域土壤侵蚀模型是大区域土壤侵蚀普查和水土保持宏观决策的支持工具,土壤侵蚀模型的研发是土壤侵蚀学科的前沿领域。基于DEM将区域划分为规则网格,设计产流、产沙过程的单元模型,包括植被截留、入渗、填洼、流速、携沙能力、径流剥蚀量、泥沙沉积等算法。将月降水当作1次降雨事件,并划分若干时段进行迭代计算,利用GIS空间分析功能完成水沙汇集运算,并在ArcGIS支持下进行计算机程序设计,有效地完成了区域侵蚀产沙量的计算。将模型应用于延河流域得到:1995年7月份平均径流深为35.6mm,径流系数为0.237,流域出口径流量为2.72亿m3,流域出口输沙量为0.38亿t,流域平均侵蚀模数为4575t/(km2.月);输出图形空间格局和结构符合实际情况,初步模拟结果令人较满意。