略论黄河中游水沙变化及水土保持减沙效益

该文评述了８０年代黄河中游水沙变化情况，水沙变化原因，水土保持减沙效益，及水沙变带来的某些影响，并对今后水沙变化应进一步深入研究的问题提出了初步意见。     

集沙仪结构参数对集沙效率的影响

通过分析近年来国内外集沙仪的研究成果,确定了影响集沙仪集沙效率的主要结构参数：集沙仪进沙口的高宽比、进沙通道长度、布袋材质等。根据集沙仪性能试验要求,对不同结构参数的集沙仪进行了风洞性能试验。试验结果表明：在6、9 、12、15、18 m/s 5个风速下,集沙仪对0.15～0.60 mm粒径土样的平均集沙效率高于混合土样和0.15 mm以下粒径土样的平均集沙效率,说明集沙仪更适合采集以跃移形式运动的土壤颗粒。结构因素对集沙效率影响的主次顺序为进沙口高宽比、进沙通道长度、布袋材质。进沙口高宽比是对集沙效率影响显著的结构因素。通过对试验结果的极差和方差分析,得出集沙仪最优组合的结构参数是高宽比为0.5、进沙通道长度为20 cm、白丝布,此时集沙仪的平均集沙效率为80.91%。     

黄河流域的来沙及其水利水保减沙效益

黄河虽流经广阔的黄土高原，但来沙区十分集中，中游69％的泥沙集中来自7．86万km2的多沙粗沙区。为防止水土流失，在该区进行了大规模的水土保持治理工作。经分析，近30年来，入黄泥沙已显著减少，黄河中游主要来沙区水利水保工程年均减沙约4亿t。     

黄土高原多沙粗沙区侵蚀产沙的临界问题

黄土高原多沙粗沙区高强度产沙是自然因素和人文因素综合作用的结果。该产沙过程对其影响要素存在着多个维度的临界响应。在对多沙粗沙区侵蚀产沙影响要素进行识别的基础上，比较系统地阐述了该地区侵蚀产沙存在的自然临界和社会经济临界问题及其产生的内在机理，以便为该地区的水土流失治理和生态环境建设提供一定的理论和调控依据。     

不同沙埋程度下带状沙障的防风固沙效果研究

沙障在防护过程中,易发生沙障沙埋现象。为了对比分析不同沙埋程度下沙障的防风固沙效果差异,该文通过风洞模拟和野外试验相结合的方法,研究了沙袋沙障在裸露、浅埋、深埋3种状态下,防护区近地层风流场、输沙通量等风沙运动规律,并以未设置沙障的流沙区作为对照,明确了沙埋过程中沙障的防风固沙效果变化规律。结果表明,沙障在经历裸露至深埋过程中:1)对过境气流的防护距离、防护高度逐渐减小,近地层风速廓线变化趋势与对照相同,并逐渐服从对数函数;2)沙障防护区输沙分布高度显著降低(P0.01),输沙分布高度由42 cm(裸露)降低至34 cm(浅埋),最终降至28 cm(深埋),而对照的输沙分布高度为24 cm;3)近地层输沙率分布曲线逐渐服从对数函数,0～50 cm高度范围输沙量也呈现递增趋势;4)3种埋设深度野外试验说明,经过两个风季后,裸露、浅埋、深埋的沙袋沙障防护区土壤风蚀呈现降低趋势,风蚀深度分别比对照降低了18.53%、72.97%、80.40%。研究可以为沙障高度优化及应用技术提升提供理论依据。     

模拟径流条件下覆沙黄土坡面产流产沙过程

基于可调控的放水冲刷试验,模拟风水复合侵蚀区典型覆沙黄土坡面,研究不同径流条件下覆沙黄土坡面产流产沙过程。通过室内放水冲刷试验,采用3个放水流量(5,10,15L/min)和5个覆沙厚度(0,5,15,25,35mm)研究覆沙黄土坡面产流产沙过程。结果表明:覆沙坡面能够延长产流时间,且随覆沙厚度的增大而延长,不同放水流量条件下5,15,25,35 mm覆沙坡面的产流时间较黄土坡面分别延迟了1.29~1.46倍,1.66~2.5倍,2.32~3.76倍和3.64~4.72倍;覆沙坡面相对黄土坡面其产沙贡献率大于产流贡献率,在相同放水流量条件下,覆沙坡面的径流总量是黄土坡面的1.05~1.8倍,而产沙总量是黄土坡面的1.6~7.5倍;覆沙坡面在不同放水流量条件下,产流0~5min内,覆沙坡面产流率增长速率明显高于黄土坡面,而在后25min覆沙坡面与黄土坡面的产流率增长速率基本一致;在整个产流阶段,覆沙坡面的产流率波动程度显著高于黄土坡面。随着放水流量的增大,覆沙坡面的初始产沙强度显著增加;但在同一放水流量前提下,随着覆沙厚度的增大初始产沙强度增强不显著。不同放水流量和不同覆沙厚度条件下坡面产沙强度总体上表现为先剧烈增大后降低然后逐步达到平稳状态,且覆沙坡面产沙强度的波动性明显活跃于黄土坡面。覆沙坡面能够破坏水流的稳定性,在一定程度上加剧了土壤侵蚀。     

骆驼越沙机理初步分析

本文分析了驼体和驼足对沙地的适应性,借助微细动作分析仪,进行了骆驼沙地运动动作剖析及驼足与沙相互作用研究,初步揭示了骆驼高越沙功能的机理。     

解冻期覆沙黄土坡面能量参数与径流产沙关系

为探究春季解冻期覆沙黄土坡面能量参数动态响应时空演化过程,在相同放水流量(1 L/min)条件下,采用2个土壤处理(未冻坡面,冻结坡面)和4个覆沙厚度(0,1,2,3 cm)进行室内模拟冷冻和放水冲刷试验,系统分析了径流流速(V)、径流功率(W)、单位径流功率(P)和径流动能(E)在不同土壤处理和不同覆沙厚度条件下的时空演化过程。结果表明:(1)不同处理下的径流流速随产流时间的延长总体呈下降趋势,随着距坡顶距离的增大总体呈增大趋势。未冻坡面和冻结坡面径流流速的均值在0.23~0.35,0.18~0.35 m/s变化。径流深的时空变化规律与径流流速相反,未冻坡面和冻结坡面的值分别在0.36~1.32,0.46~2.89 mm变化。(2)未冻坡面和冻结坡面径流功率的变化范围分别为0.22~0.82,0.29~1.13 N/(m·s)。不同处理下的单位径流功率随产流时间的延长总体呈下降趋势,未冻坡面和冻结坡面的单位径流功率的均值分别在0.047~0.072,0.037~0.072 m/s变化。未冻坡面的径流动能随着覆沙厚度的增加而增大,冻结坡面的径流动能随着时间的延长总体呈先增大后减小的趋势。在空间上,未冻坡面和冻结坡面的能量参数和距坡顶距离均可用线性函数表示(R^2>0.71)。(3)产流率与径流流速和能量参数之间呈显著的线性关系(p<0.01),径流流速和单位径流功率可以对未冻坡面和冻结坡面在不同覆沙厚度条件下的产流过程进行描述。研究结果可为建立解冻期的覆沙黄土坡面侵蚀模型提供参考。     

清涧河水沙变化分析

清涧河流域水土流失严重。年侵蚀模数在１００００ｔ／ｋｍ２以上。自５０年代初开展水土保持工作，截至１９８９年底止，共治理水土流失面积２２０４．０７ｋｍ２，治理程度达５０．６７％，流域输水输沙明显减少。分析表明：清涧河水沙减少受降雨和流域治理的共同影响，与１９６９年以前相比，７０年代年均减沙１５．４％，８０年代年均减沙７１．３％。在减沙量中，降雨偏枯影响７０年代占１４．６％～２８．２％，８０年代占３６．９％～４１．８％；流域治理减沙量７０年代占７１．８％～８５．５％，８０年代占５８．２％～６３．１％。同时，流域治理减水量也由７０年代的１８．２％～３３．９％增加到８０年代的４２．９％～４７．７％。     

黄河多沙粗沙区产水产沙对中游来水来沙的贡献率

在分析黄河流域不同产水产沙区自然环境特征的基础上,论述了黄河多少粗消区界定的原则,指标,最后给出了多沙粗沙区面积,建立了流域各产沙区与中游来水沙耦合关系的多元回归模型,计算了多沙粗沙区的产沙量对中游四粘来水来沙的贡献率,即,多沙粗沙区的年产水量只占黄河四站总水量的12．9％,年产沙量占四站总来沙量的63．4％,其中四粘的粗泥沙量约87％是来自多沙粗沙区,今后加大多沙粗沙区的治理是减少四站来沙的关键,若多沙粗沙区治理1万km^2,即可减少四站全沙量的8％,粗沙量的10％。     

沙冷杉概况及研究进展

沙冷杉(Abies holophylla Maxim.)寿命长,抗病虫能力强,树形端庄优美,喜冷湿气候,耐寒,是良好的园林绿化树种。木材纹理直,有光泽,具香气,为优良用材和观赏树种。本文对已发表的文献进行归纳。     

毛乌素沙地治理新思路

毛乌素沙地形成的时间已有几十万年,年降水量350～500 mm,是以森林草原和草原为主的地带.根据毛乌素沙地形成的特殊成囡分析,提出了治理毛乌素沙地的新思路,即除植树种草之外,更要注意利用该区以南丰富的黄土物质改良沙地.这能够阻止大气降水通过沙层向深部的快速渗透,能有效增加土壤的持水性,改善土壤水分条件,有利于植物生长和植物固沙,能够加速植被的恢复,而且还能够在平坦的地区发展良田,能从根本上治理和利用这一沙地.由于该区紧邻黄土高原,土壤物质丰富,采取以土盖沙的改良方式对解决该区沙漠化问题应当是现实而有效的.     

浅谈黄河水沙变化研究成果

综合对比分析了水利部黄河水沙变化研究基金,黄季会水土保持科研基金,国家自然科学基金以及国家“八五”重点科技攻关项目（85－926）有关黄河水沙变化的4项研究成果,肯定了定性上的共识,分析了定量上的差异及其原因,为了各方面应用的参考,作为阶段性成果,提出了黄河中游水利水保工程减水减沙的定量数据。     

黄河中游多沙粗沙区侵蚀产沙与植被相互作用的临界现象

黄河中游多沙粗沙区是黄土高原境内侵蚀最为强烈的地区,也是下游河道强烈淤积的主要物源区。该区的土壤侵蚀受到多重因素的复合作用,植被作为其最显著的影响因子之一而广受关注。以统计资料为依据,论述了研究区侵蚀模数、林草覆盖度和林木覆盖度的空间分布特征,发现一些相对较大的侵蚀模数与植被覆盖度之间具有良好的非线性关系。将这些相对较大的侵蚀模数定义为极端侵蚀模数——相似植被覆盖度条件下的最大侵蚀模数,并拟合出它们与林草和林木覆盖度之间的定量函数关系,得出极端侵蚀模数由增加到减小的临界林草覆盖度为24.2%,临界林木覆盖度为12%。这就是说,在其它复合因素不发生明显改变的情况下,当研究区林草覆盖度小于24.2%或林木覆盖度小于12%时,极端侵蚀模数随着林草或林木覆盖度的增大而增大;当覆盖度大于上述临界值后,极端侵蚀模数则随之减小。该研究成果对于更有效地管理黄河中游流域具有一定的指导意义。     

毛乌素沙地沙蒿凝结水形成规律及其对水均衡的影响

凝结水是干旱半干旱区重要的补给水源,为了探究毛乌素沙地典型植被沙蒿凝结水的形成过程,定量化凝结水量,分析气象因素对凝结水的形成贡献,评价沙蒿凝结水量对水均衡的影响,该研究在毛乌素沙地基于大型称重式蒸渗仪开展了沙蒿凝结水的实时动态观测研究。研究结果表明,沙蒿年凝结水生成量为47.1 mm,占年降水量的19.6%,且寒冷的月份凝结水量高于温暖月份。空气温度与地表温度之差及相对湿度的大小是凝结水形成的重要影响因素。通过增强回归树模型的结果发现,相对湿度对凝结水形成的贡献率最高,为43.4%。考虑沙蒿凝结水量,水均衡方程的误差能够降至5.7%,可提高水资源评价时的精度。该研究可为干旱半干旱地区精确评价水资源量提供重要依据,同时也将深化沙蒿条件下凝结水对水循环影响的认识,为旱区植被生态系统的保护提供了科学依据。     

流域侵蚀产沙模型述评

实践证明,在分析流域侵蚀产沙和预测发展趋势的研究中,选择一种既有理论依据,又能反映客观实际的计算方法是极其重要的。在众多类模型中,物理成因模型概念清楚,意义明确,应用方便,适应性强,是目前比较先进的模拟方法之一。鉴于土壤侵蚀产沙过程及环境因素的复杂性,该类模型也有需经改进的若干问题。     

迁安县治山改沙生态效益分析

研究和分析了半山半沙地区建设生态农业，实施工程措施和生物措施取得的成效，阐明了山区修建“围山转”水平沟和沙区营造速生丰产林，护岸林及农田防护等配套生态工程建设是治山改沙的有效途径，可充分利用自然资源，改善生态环境，生态，经济和社会效益显著。     

黄土高原地区淤地坝拦沙分析方法研究进展

淤地坝是黄土高原地区水土流失治理中行之有效的沟道治理措施，其通过滞洪拦泥淤地的方式在减沙减蚀方面发挥着至关重要的作用。随着流域生态保护的日趋科学合理，有必要对淤地坝在不同阶段的拦沙量进行定量准确分析，以评估其在水土流失治理中真实具体的效益，为黄河流域高质量发展的精准施策提供参考依据。通过查阅国内外淤地坝相关研究，结合野外调查采样、室内上机测试以及后续相关研究经验，系统总结归纳当前淤地坝拦沙量分析的实地调查、地形测绘法、数理归因法、成因分析法、权重系数法、模型模拟法和指纹识别技术7种方法，阐述各方法原理、步骤、适用性、需要解决的问题等，并对未来淤地坝拦沙量分析进行展望，以期能为进一步精准定量分析淤地坝拦沙量提供参考。     

迁安县治山改沙生态效益分析

研究和分析了半山半沙地区建设生态农业、实施工程措施和生物措施取得的成效，阐明了山区修建“围山转”水平沟和沙区营造速生丰产林、护岸林及农田防护林等配套生态工程建设是治山改沙的有效途径，可充分利用自然资源，改善生态环境，生态、经济和社会效益显著。