黄土区生态建设对流域不同水体转化影响

生态建设治理能够显著改变流域下垫面条件,研究黄土区生态建设治理对流域不同水体转化特征对深刻了解该区域生态建设恢复具有重要意义。该研究运用稳定同位素技术,通过野外采集生态建设治理对比流域不同水体水样样品,分析不同水体氢氧同位素特征,揭示不同季节生态建设治理对流域不同水体转化影响。结果显示:生态建设治理流域韭园沟降水同位素较生态建设未治理流域裴家峁降水同位素贫化。降水同位素变幅大于河水和井水同位素变幅,河水蒸发分馏作用强烈而井水较为稳定。河水、井水和水库水的补给来源主要是降水。生态建设流域雨季同位素值偏低而旱季同位素值偏高,分别与降水量和温度呈正比和反比关系。沿着主沟道流程,韭园沟流域和裴家峁流域河水同位素值呈逐渐富集趋势。旱季,韭园沟流域和裴家峁流域都表现为降水和井水补给河水,补给比例分别为24.66%、75.34%和83.81%、16.19%。雨季,韭园沟流域和裴家峁流域都表现为降水和河水补给井水,补给比例分别为14.75%、85.25%和48.06%、51.94%。表明生态建设显著改变了流域生态水文过程,旱季和雨季不同水体间的相互转化过程以及转化比例发生改变。该研究可为黄土高原生态建设对流域生态水文过程影响研究和生态环境建设保护提供科学依据。     

黄河水土保持绥德治理监督局野外科学观测研究仪器设备推介

<正>黄河水土保持绥德治理监督局(黄委绥德水土保持科学试验站)[简称“绥德局(站)”]成立于1952年,前身是陕北水土保持工作推广站,1956年划归黄河水利委员会领导,是以水土流失规律观测、水土保持科研、示范推广为主要任务的公益性事业单位。自设立伊始,即在无定河左岸选取韭园沟、裴家峁沟、桥沟、辛店沟、王茂沟5条代表性小流域作为典型试点,基于治理和非治理对比、大流域和小流域相衔接的布设原则,建立了科学的试验观测体系。     

“7·26”暴雨调查对黄土高原水土保持工作的启示

2017年陕西省绥德、子洲等地发生了“7·26”特大暴雨,此次暴雨集中于黄河多沙粗沙区尤其是粗泥沙集中来源区,是黄土高原地区近年来发生的一次较大规模的暴雨和水土流失事件。选择暴雨引发灾情比较严重的位于黄土丘陵沟壑区第一副区的清水沟、王茂沟、裴家峁沟、韭园沟、小河沟、岔巴沟等小流域,通过对其在“7·26”暴雨后的洪水流量、土壤侵蚀、治理措施等进行对比,分析黄土高原地区的水土流失治理现状和措施,根据调查结果建议:开展坡耕地、坡地经济林治理;加大老旧梯田改造和田间道路整治;从流域角度开展淤地坝坝系工程建设;开展黄土高原适宜树草种及其植被演替研究;加强封禁治理,强化水土保持自然修复;增加治理投资,科学管护水土保持设施;开展治理模式和新技术研究。     

运用遥感技术调查土地资源利用现状

<正> 本文涉及的调查以“三沟一场”,即绥德水土保持科学试验站治理或管理的韭园沟、裴家峁沟、辛店沟和试验场为基础。这三沟一场均位于绥德县境内,属典型的黄土丘陵沟壑区。为了摸清这里土地资源的分布、数量、质量和利用现状,以探索整个黄丘区充分合理利用水土资源的方向,绥德站与西北大学地理系协作,运用遥感技术对“三沟一场”的土地资源利用现状进行了调查。     

不同历史时期坡面措施减沙效果综合评价研究

以黄河中游粗沙集中来源区黄土丘陵沟壑区第一副区的韭园沟、王峁沟、辛店沟和裴家峁沟4条小流域为研究对象,针对不同历史时期坡面治理措施的减沙指标,采用综合评分指标体系评价方法对坡面措施拦沙进行评价,结果表明:小流域坡面综合评价指标与治理初期相比提高5倍,其减沙效果可提高100倍以上;小流域坡面综合评价指标达到0.3以上,流域输沙可减少到1 000 t/km2.a以下,达到多沙粗沙区容许土壤流失量范围;综合评价指标达到0.55以上,流域水土流失得到有效控制,将基本不向下游河道输送泥沙。     

黄土丘陵沟壑区水土流失治理示范样板——韭园沟流域

正韭园沟流域位于无定河中游的陕西绥德县城北5km处,流域面积70.7km~2,土壤侵蚀模数1.8万t/(km~2·a),是黄土丘陵沟壑区第一副区的典型代表流域。1952年,韭园沟被确定为水土保持试验、观测、示范流域。64年来,通过措施配置和水土保持试验示范,形成了梁峁坡修筑梯田、沟谷坡营造林草、沟道建设淤地坝系的"三     

王茂沟流域的坝系建设与效益

<正> 王茂沟是陕西省绥德县韭园沟流域的一条支沟,流域面积5.97km~2,其中沟间地占58.4％;沟谷地占41.6％,主沟长3.75km,沟底平均比降2.7％,沟壑密度4.31km/km~2。流域地表被马兰黄土覆盖,厚20～150m,下部为离石黄土,再下为基岩。这里年平均气温10℃,无霜期160天,多年平均降雨量513mm,其中6～9月占73％,且多以暴雨形式出现,一次暴雨产沙量往往为全年总产沙量的60％以上。土壤侵蚀以水蚀及重力侵蚀为主,治理前多年平均侵蚀模数为1.8万t/km~2。 该流域从1953年开展水土保持工作,到1990年,共完成治理面积7203亩,占总面积的80.4％,占利     

从淤地坝淤积调查推算坡面侵蚀状况

对韭园沟流域沟掌淤地坝次暴雨淤积量的调查及结果分析，客观地评价了坡面水土保持措施的作用，并为大面积坡面在不同降雨和不同治理状况下水土流失量的科学估算提出了一种新方法。     

黄丘一区坡面水土流失规律研究

<正> 为了探索黄丘—区坡面水土流失规律,寻求水土流失与其影响因素之间的关系,为合理利用水沙资源、水土保持规划与措施设计提供科学依据,我们进行了该项试验研究。 一、径流场布设概况 1954～1958年,我们在绥德辛店沟布设径流小区,由9个逐步发展到66个;1958～1961年,径流小区缩减为8个;1962～1964年,在韭园沟内王茂庄大咀峁布设自然地貌全坡长径     

HIMS模型蒸散发模块的改进及在海河流域的应用

利用流域分布式水文模型精确模拟计算和分析流域内不同植被类型实际蒸散发量及其时空分布特征,是当前流域蒸散发研究的一个前沿与难点问题。本文基于点尺度蒸散发观测试验与机理研究,对HIMS(Hydro-Informatic Modelling System)日过程模型蒸散发模块进行改进,考虑流域内植被空间分布和生长变化特性及灌溉措施的影响,利用分类汇总和分段单值作物系数法计算流域实际蒸散发,并在海河流域进行验证分析。研究结果表明:流域实际蒸散发模拟值与水量平衡法计算值相差3.4%,与原HIMS模型相比,蒸散发模拟精度提高9.2%;改进的模型对原有模型的模拟内容有所扩展,能够模拟林地蒸散发、草地蒸散发、冬小麦?夏玉米农田总蒸散发、作物有效蒸腾和土壤无效蒸发。改进后的HIMS模型能够快速模拟分析流域内不同植被类型实际蒸散发量及其时空分布特性,可为海河流域蒸散发管理提供技术支撑。     

基于水文模型的流域蒸散发规律

基于双源蒸散发模型与栅格产汇流模型,该文构建了分布式流域水文模型,在老哈河上游的甸子流域模拟了蒸散量的时空变化过程。研究结果表明：相比蒸发皿观测数据计算的蒸散发能力,双源模型计算实际蒸散量作为水文模型的驱动因子更具优势,其能够有效地模拟流域尺度实际蒸散量的变化过程;不同植被类型的截留蒸发、植物蒸腾、蒸散量过程都呈单峰形式,夏季达到最大值,高大植被的植被蒸腾量和生产性蒸发比例显著高于低矮植被;不同植被条件下的土壤散发变化规律不一致,高大植被在5月达到峰值,低矮植被则在6月或7月达到峰值。     

韭园沟流域的洪水资源化研究

洪水给人类带来过巨大灾难,但其本身并不单具有灾害属性,在某种程度上还具有资源属性,即具有水害和水利双重特性。我国西北地区水资源短缺,年降雨主要集中在汛期,洪水资源化能缓解此区水资源尖锐供需矛盾.地处我国西北部的韭园沟流域经过50 a洪水资源化的实践,取得了较好效果,洪水资源化程度达到24.2%.文中总结了韭园沟流域洪水资源化的技术要点和实施措施。     

黄土丘陵沟壑区多尺度地貌单元输沙能力及水沙关系

以黄土丘陵沟壑区裴家峁沟为原型观测流域,利用流域内相互嵌套的全坡面径流场、水文站网等观测设施,定量研究黄土丘陵沟壑区不同空间尺度地貌单元水沙关系和输沙能力特征。结果表明:1)坡面尺度地貌单元的径流深和输沙模数在多年平均时间尺度上均大于流域尺度地貌单元。当地貌单元空间尺度达到流域尺度时,多年平均径流深随着流域尺度增加而增加,输沙模数与流域面积之间存在着负相关关系。但在次降雨条件下,不同空间尺度地貌单元径流深和输沙模数峰值可能出现在全坡面、桥沟一支沟、桥沟或裴家峁沟。2)不同空间尺度地貌单元水流输沙能力随着空间尺度的增大而减少,相对于裴家峁沟,全坡面径流场、桥沟一支沟和桥沟的单位水流功率含沙量分别是裴家峁沟的186、77和58倍。3)不同空间尺度地貌单元径流量与输沙模数的水沙关系表现出较好的线性关系,且径流量与输沙模数关系随着空间尺度增加更为密切,但随着空间尺度增加,径流量和输沙模数的水沙关系曲线斜率急剧减小。研究成果可为水土流失空间尺度效应及尺度转换的研究提供科学依据。     

典型草原地区蒸散发研究与分析

蒸散发(ET)作为影响水资源空间分布的关键因素之一,准确监测、模拟其值的空间变化,对提高水资源利用效率和保护区域生态环境具有重要意义.选择北方典型草原区锡林河流域作为研究对象,通过气象数据和TM数据,利用遥感和GIS技术,构建了锡林河流域反演蒸散发的SEBAL模型.结果显示,卫星过境当天流域蒸散发为0～9.1 mm/d,其中蒸散发在0～2 mm/d之间的像元占流域总面积的70％以上,地表水资源不足是导致蒸散发较小的主要原因;按照土地利用类型统计,水域分布的地区日蒸散发相对较高,草地分布的地区日蒸散发相对较低;相关性分析显示,地表温度的大小变化对ET空间分布影响较大.反演结果对流域尺度的水资源管理定量化研究具有重要意义,同时,可为深入研究“水—草 畜”系统平衡奠定理论基础.     

黄土高原沟壑区典型造林树种蒸散发对气候变化的响应

为研究黄土沟壑区典型造林树种蒸散发对气候变化的响应,基于黄土沟壑区小流域刺槐、侧柏、油松样地实测蒸散发数据,借助Hydrus-1D软件构建了黄土沟壑区刺槐、侧柏及油松植被蒸腾与土壤蒸发的模拟模型,使用修正Morris法对模型参数敏感性进行分析,结果表明：>40～100 cm土壤孔径分布参数（n2）,>40～100 cm土壤饱和体积含水率（θs2）,0 cm土壤田间持水率（θf）,根系吸水最适水势上阈值（h1）,根系吸水最适土壤水势下阈值（h2）,植物出现永久凋萎时的土壤水势（h3）,消光系数（μ）,截留模型经验参数（a）等参数对植被蒸腾影响较大,植被生理特征相关参数h1,h2,h3,μ,a的不同是造成树种间蒸腾量出现差异性的重要原因。选取2015年试验观测数据对模型进行率定,2016年试验观测数据对模型进行验证,土壤含水率及土壤蒸发的Nash-suttcliffe模拟效率系数（Ens）均在0.700以上。采用率定后的模型对预设情景下的蒸散发量进行模拟,结果表明：未来及不同水文年气候特征对刺槐蒸腾的影响程度大于蒸发,对侧柏和油松而言,则正好相反。所有气候情景下,刺槐、侧柏、油松的蒸腾量分布在128.8～282.6、99.3～200.3和140.5～220.5 mm,蒸发量分布在94.6～135.4、116.5～187.3和123.8～212.5 mm,蒸腾量与蒸发量均表现为丰水年＞平水年＞枯水年。3个树种蒸腾量对未来及不同水文年气候特征的响应程度表现为：刺槐＞侧柏＞油松,并且,同一时期内,在丰水年及平水年,刺槐蒸腾量最大,在枯水年,油松蒸腾量最大。3树种蒸发量对未来及不同水文年气候特征的响应程度表现为：油松＞侧柏＞刺槐。生长季降雨量对于同期蒸腾量与蒸发量的影响明显强于温度的影响,其与蒸腾量、蒸发量之间均呈极显著（P<0.01）线性关系。     

小流域土壤侵蚀调查制图的探讨——以杏子河流域为例

实践证明,以沟道小流域为单元进行水土保持规划及其实施,是全面推进黄土高原水土流失科学治理的有效途径。自五十年代以来,在黄土高原不同类型区,先后建立了不少以沟道小流域为单元的综合治理区,例如离石王家沟、河曲黄道沟、西峰南小河沟、绥德韭园沟、延安小寺沟等,都取得了较明显的成效,并发挥了一定的典型示范作用。     

基于MOD16产品的怒江流域中上游蒸散发分布特征研究

[目的]研究怒江流域中上游蒸散发的空间分布特征,为流域水资源合理开发及生态保护提供支撑。[方法]利用气象站点实测降水资料,验证TRMM(tropical rainfall measuring mission)3B43产品在怒江流域中上游的精度,进而对MODIS(moderate-resolution imagine spectroradiometer)全球陆地蒸散发产品(MOD16)在该流域的适用性进行检验。在此基础上,探讨该流域蒸散发及产水量的空间分布特征。[结果]①TRMM3B43数据与站点实测月降水量相关系数R为0.86,在怒江流域中上游使用具有较好精度,MOD16蒸散发量相对偏大,但仍具有一定的适用性;②研究区多年平均蒸散发量为489.4 mm,蒸散发主要集中在300～800 mm;③降水量与蒸散发量的差值(P-E)与降水量(P)的空间分布格局相似,(P-E)/P在无植被地区较大(为0.33),在植被覆盖区相对较小。[结论]研究区多年平均蒸散发量空间分布差异较大,沿河流呈现出低—高—低—高的变化规律;MOD16产品具有覆盖范围广,时空上连续等特点,能够为缺资料地区蒸散发的相关研究提供相对可靠的数据支撑。     

城市绿化树种银杏的蒸散特征和土壤水分状况

[目的]研究关中地区城市园林绿地0—300 cm土壤含水量的变化特征,探究园林绿地的蒸散发及其组分的变化特征,为城市园林绿化的高效水分管理提供科学依据。[方法]以常见的绿化树种银杏为例,通过中子仪测定以银杏为主景树的园林绿地的土壤水分,2020年采用热扩散探针法(TDP)分别对24 a和29 a银杏树干液流速率进行定位监测,结合微型蒸发皿测定银杏棵间土壤蒸发量,计算银杏园林的蒸散发及其组分占比。[结果]两处绿地0—300 cm土壤含水量的变异程度为中度变异。24 a银杏蒸散量的变化范围为0.24～9.06 mm/d,蒸腾所占比例变化范围为51.77%～71.92%;29 a银杏蒸散量的变化范围为0.46～19.76 mm/d,蒸腾占比的变化范围为64.45%～79.24%。[结论]城市生态系统中,不同树龄银杏园林蒸散发最大的组分均为蒸腾,且7—8月蒸腾比例最大。土壤水分变化与银杏树龄之间无明显规律,且与银杏蒸散发的相关性较弱。     

忻州市小流域综合防护体系探讨

通过对北沟流域水土保持综合治理,对忻州市以流域为单元的水土保持综合治理治理模式、防治技术、土地结构调整等多方面进行综合研究,以期寻求水土保持综合防治体系的最优配置方案。北沟流域水土保持综合治理,从立体防护角度出发,布设"五道防线",经过4 a综合治理,年径流量只有11.87万m3,输沙量只有2.44万t,分别占未治理前平均径流量、输沙量的42%和18.6%,流域水土保持综合治理体系达到了非常好的水土保持防治效果,为今后小流域治理中防护体系建设提供较高的参考价值。     

FLUS-CSLE模型预测黄土高原典型流域不同土地利用变化情景土壤侵蚀

流域土壤侵蚀预测对于了解未来土壤侵蚀发展趋势，制定未来水土保持治理策略具有重要意义。为了提出一种适用于黄土高原地区的易于评估未来不同土地利用管理策略的土壤侵蚀预测方法，本研究基于地形、降雨、土壤、遥感影像数据，完成韭园沟流域2010-2020年的土地利用空间分布解译，并计算历史时期（2010-2020）的土壤侵蚀模数，基于FLUS模型完成流域2025年土地利用分布状况预测，以此为基础获得未来植被覆盖措施因子B和耕作措施因子T，结合CSLE模型预测2025年自然发展、经济增长、生态保护3种不同土地利用变化情景下土壤侵蚀状况。结果表明：1）韭园沟流域土地利用类型主要为草地（面积占比62.23%）和林地（28.41%），其次是耕地、建筑物和水体，在2010-2020年期间土地利用空间分布格局经历了较大变化，林、草地面积增加8.36%，耕地面积减少30.3%。2）流域2010、2015、2020年这3 a间土壤侵蚀模数平均值分别为19.49、15.83、20.7 t/(hm2·a)，整体呈现先降低后增加的趋势，不同土地利用类型的土壤侵蚀模数由大到小为耕地（40.56 t/(hm2·a)）、草地（18.79 t/(hm2·a)）、建设用地（10.25 t/(hm2·a)）、林地（8.02 t/(hm2·a)）。3）在积极的生态保护情景下，2025年林、草地面积相比自然发展和经济增长情景分别增加1.63%、5.06%，耕地面积相比自然发展和经济发展分别减少1.2%、14.73%。4）2025年流域自然发展、经济增长、生态保护情景下土壤侵蚀模数分别为24.3、22.9、18.3 t/(hm2·a)。采取积极的生态保护情景发展模式，建设用地面积适度扩张可以兼顾生态保护和经济发展的需要。该研究为流域未来的土地利用规划以及水土保持治理提供了参考，同时提供了一种快速、高效的不同土地利用情景土壤侵蚀预测方法。