基于ArcGIS Hydrology工具的沟道分级特征值选取

淤地坝系在治理黄土高原水土流失中发挥着重要的作用,而采用的沟道分级方法对淤地坝系的布设有重要影响。以黄土高原多沙粗沙区的典型流域岔巴沟流域为例,借助ArcGIS Hydrology工具进行沟道分级尝试,进而探讨了沟道分级特征值的选取。根据岔巴沟流域的特征值曲线,在布设小型淤地坝时选取特征值应在300 m3左右,中型淤地坝在500 m3左右,大型淤地坝在1000 m3左右。     

黄委组织黄土高原多沙粗沙区野外考察

2005年4月18～26日，黄委主任李国英率领黄土高原多沙粗沙区野外考察队，跨越内蒙古、陕西、甘肃三省区，行程4000余km，系统考察了黄土高原多沙粗沙区的地质地貌，水土流失的成因、分布及特点，水上保持综合治理，水保世行贷款项目，小流域坝系，生态修复，“模型黄土高原”建设等。黄七旆原7.86万km^2的多沙粗沙区中有1.88万km^2为黄河的粗泥沙集中来源区。     

黄土高原治理前景评估方法探讨

黄土高原多沙粗沙区的形成，既受自然地带性和非地带性因素的影响，又受历史时期人类活动和社会经济发展的作用。而自然因素奠定了黄土高原水土流失的基本格局。以临界理论为依据，以环境经济学等方法，建立了多沙粗沙区流域的环境库兹涅茨曲线，用该曲线的拟合方程，计算出各流域单元治理人为加速侵蚀所需的年限，从而评估高原多沙粗沙区水土流失治理前景。     

砒砂岩区沟道人工湿地生态系统的构建和建议

砒砂岩区千沟万壑,光山秃岭,水土流失严重。为控制砒砂岩区支毛沟沟头的严重土壤侵蚀,需要有计划、有组织地在砒砂岩区开展大面积沟道人工湿地生态系统的构建研究,这是黄土高原多沙粗沙区生态建设的战略基石。给出了构建的指导思想、基本原则、可操作性工程技术、可持续发展模式和实施计划,提出沙棘柔性坝必须进行平茬试验和乔木林替代试验,建议把皇甫川沙圪堵以上1 351 km2的流域作为试验平台。     

大力推进黄河流域水土保持生态建设

水土保持是黄河治理开发的根本措施 ,必须抓紧抓好。在治理方略上 ,必须坚持“防治结合 ,保护优先 ,强化治理” ;在战略布局上 ,必须以多沙粗沙区为重点 ;在措施安排上 ,必须把沟道坝系工程建设摆在突出位置 ,积极推进退耕还林工作 ;不断加强预防监督工作 ,实现黄土高原水土保持监测系统网络化、智能化和现代化     

黄河中游粗泥沙集中来源区大型拦泥库工程建设资源分析

黄河粗泥沙集中来源区面积18 803 km2,年均流失泥沙4.08亿t,占黄河多沙粗沙区年产沙量11.82亿t的34.5%;年产生粒径≥0.1 mm的粗泥沙量为0.61亿t,占黄河多沙粗沙区年产粗沙量0.89亿t的68.5%。对该区域大型拦泥库工程建设资源进行的调查表明,区内沟道建坝条件好,建坝材料丰富,建坝修库的发展潜力大,是修建大型拦泥库及沟道坝系工程的理想区域,共可建设大型拦泥库86座,合计工程控制总面积6 581.9 km2。大规模的矿产资源开发和公路、铁路建设,使有些理想的坝址因此而失去了建坝修库的条件。在该区域尽快建设大型拦泥库工程显得十分紧迫。     

晋西多沙粗沙区坝系建设的相关问题

 坝系是以小流域为单元,为充分利用水沙资源,在沟道中修建的以滞洪、拦泥、淤地为目的的大中小型淤地坝工程体系。坝系建设,就是在一条小流域内合理布局大、中、小型淤地坝工程体系,做到遇洪能拦,遇旱能灌,淤地能种,水多能排,防洪保收。为总结晋西多沙粗沙区坝系建设的经验教训,指导今后沟道坝系建设,在对小流域典型坝系进行综合调查的基础上,对坝系建设的相关问题进行了探讨。认为合理确定坝控规模、建坝密度、建设时序和大中小型淤地坝的比例,是保证沟道工程安全,充分发挥坝系群体最佳效益的主要内容。     

坝系相对稳定有关问题的研究及其应用

坝系是指小流域沟道中由淤地坝组成的工程体系。坝系与相对稳定坝系既有联系又有区别,小流域坝系要达到相对稳定,必须同时满足坝系安全、坝系保收、坝系工程加高工程量和坝系控制洪水泥沙四个条件。提出和完善了坝系相对稳定的有关概念,计算和讨论了黄河中游多沙粗沙区不同类型区坝系相对稳定系数临界值的取值范围,并应用坝系相对稳定判别系数对黄河中游地区15条坝系进行了分析。     

黄土高原地区淤地坝建设有关问题浅析

黄土高原水土流失治理的重点在多沙粗沙区 ,淤地坝是实现治理目标的关键措施。淤地坝建设应结合我国经济社会发展总体规划 ,按照近、中、远三个阶段确定的目标 ,分步实施。以多沙粗沙区为重点 ,确定合理的建设规模 ,以小流域为单元、骨干坝为支撑 ,在原有沟道工程的基础上 ,新建或完善小流域的坝系建设。同时 ,充分考虑已有治理措施的作用和生态自我修复能力。应建立一套有利于工程建设、运行管理和工程维护的长期的管理体制和运行机制。     

城西川小流域坡面治理措施与坝系工程拦沙效果分析

在黄土丘陵沟壑区第五副区选择甘肃省环县城西川小流域,采用实地测量、全面调查和在沟道内布设拦沙输沙监测点的方法,对该流域坡面治理措施和坝系工程的拦沙效果进行了连续5年的监测。对监测成果进行了分析,结果表明坡面治理措施和坝系工程均能有效拦截小流域产沙,坝系工程的拦沙量大于坡面治理措施的拦沙量,这主要是由于坝系工程能抬高侵蚀基准面、稳定沟坡,控制沟床下切和沟岸扩张,能快速有效地拦蓄径流泥沙,控制水土流失。监测成果可为开展黄土高原小流域综合治理效益评价等提供参考。     

基于MIKE模型的不同淤地坝型组合情景对小流域侵蚀动力和输沙量的影响

为科学认识黄土高原淤地坝建设对小流域侵蚀动力过程的影响,通过分布式水文模型MIKE SHE和一维水动力模型MIKE 11耦合模拟了王茂沟流域的洪水过程,并计算了流域主沟不同断面的侵蚀动力参数和不同坝型组合的减沙效益。结果表明:(1)淤地坝建设在不同程度上改变了小流域沟道的侵蚀动力分布,坝系建成后沟道的侵蚀动力参数减幅最大。(2)小流域径流侵蚀功率表现为上中游剧烈变化,下游趋于稳定,且下游径流侵蚀功率明显小于上游。(3)淤地坝建设可以有效减小流域的输沙量,其中单独建设骨干、中型、小型坝相比流域未建坝时,输沙模数分别减少24.74%,47.11%,64.11%;流域坝系建成后减沙效益最明显,流域输沙量减少83.92%。研究成果可为黄土高原淤地坝减沙效益评估提供科学参考。     

黄土高原多沙粗沙区农村聚落土壤侵蚀研究

通过分析黄土高原土壤侵蚀人为因子体系，发现黄土多沙粗沙区农村聚落土壤侵蚀研究是目前该区水土保持工作的薄弱环节。对多沙粗沙区农村聚落抽样调查统计并进行农村聚落土壤侵蚀量计算，得知多沙粗沙区农村聚落常年土壤侵蚀量已占到区内年人为产沙量的9．77％。在研究黄土高原农村聚落土壤侵蚀方式和特点的基础上，提出了黄土高原农村聚落土壤侵蚀的6项基本防治措施。     

砒砂岩地区沙棘“柔性坝”拦沙与生态效应试验研究

沙棘植物“柔性坝”是一种防止沟道土壤侵蚀、拦沙保水的新型生物工程,尤其适合生态环境恶劣的砒砂岩地区。在内蒙古砒砂岩地区鄂尔多斯市准格尔旗东一支沟开展了沙棘植物“柔性坝”野外拦沙保水实验,泥沙颗粒级配分析结果表明,沟道“柔性坝”坝系普遍发生了淤积,与下游刚性谷坊配套使用可天然分选沟道里的泥沙——拦粗淤细,将粗沙拦截在沟道里,细沙淤在下游谷坊中,拦沙效果非常明显。“柔性坝”沟道土壤水分监测表明,沙棘植物“柔性坝”沟道土壤剖面含水量年内动态变化有着明显的差异,“柔性坝”可显著调节沟道土壤水分,提高水源涵养能力,促进“柔性坝”自我繁殖,实现坝体的自我增长。     

“坝系工程安全评价方法研究”进入冲刺阶段

由黄委绥德水土保持科学试验站承担的治黄专项课题“黄河多沙粗沙区坝系工程安全评价方法研究”已经进入冲刺阶段。     

淤地坝坝系在小流域综合治理蓄洪拦沙中的作用——以岔巴沟流域为例

淤地坝坝系的形成改变了流域的下垫面条件,使黄土高原地区产汇流及输沙特性发生了很大变化。为研究淤地坝坝系在小流域综合治理蓄洪拦沙中的作用,选取位于黄河中游的岔巴沟小流域为研究对象,通过对流域坝系形成前后相同量级洪水的产流产沙情况进行对比,并结合流域淤地坝发展情况,对该地区淤地坝坝系的水土保持蓄洪拦沙效果进行分析,研究和揭示黄土高原典型小流域在库坝工程影响下的水沙变化情况,以期为揭示近期黄河水沙量锐减的原因提供科学依据。     

从地貌演化谈黄土高原淤地坝建设

黄土高原淤地坝建设,仅仅考虑20~30年的拦沙作用是不够的。从地貌演化理论和动力平衡理论出发,阐述了淤地坝建设对沟道和小流域地貌演化的影响,并对当前坝系规划和布局提出了以下几点建议:根据地貌演化特点选择拟建坝系的小流域、加强坝系建设的目标和规模的论证、以地貌演化控制的思想指导淤地坝的合理布局等。     

地貌几何数学模型在黄土高原沟道分级和坝系规划中的应用

 针对我国在沟道分级中存在的问题,为了从沟道级别上既能反应侵蚀规律,又能进行同级之间类比,便于坝系布局,采用美国A.N.Strahler提出的地貌几何定量数学模型分级方法,该方法强调在一个流域内,最小的不分支的水道属一级水道,2个一级水道汇合后组成的新水道,称为二级水道,以此类推。在1/108地形图上进行分级。通过在黄土丘陵沟壑区3条典型小流域坝系现状分析和坝系规划中的应用,取得了预期的效果。按沟级分别布设不同规模的工程,便于坝系布局走向科学化、规范化,同时使地貌研究朝着定量化的方向发展。采用美国地貌几何定量数学模型进行沟道分级,研究水土流失规律、进行地貌几何定量分析和坝系规划,具有普遍的理论意义和实用价值。     

黄土丘陵第三副区典型淤地坝系结构特征分析

为科学认识黄土丘陵区淤地坝系结构特征,对黄土丘陵区第三副区车路沟坝系沟道特征、库容分布特征、泥沙淤积及蓄水量分布特征进行了总结,并对坝系的级联方式进行了解析,对把口站的水沙变化趋势进行了分析。结果表明:(1)车路沟流域随着沟道级别的提高,沟道平均面积增大,平均沟长增加,平均比降减小;Ⅰ级沟道小型坝的数量最多,Ⅱ级沟道中型坝数量最多,Ⅲ级和Ⅳ级沟道则以骨干坝建设为主。(2)随着沟道级别的提高,骨干坝的总库容、设计防洪库容和设计淤积库容表现为逐渐增大,中型坝、小型坝的总库容和设计防洪库容表现为逐渐减小,设计淤积库容先增大后减小。(3)车路沟坝系中型坝和小型坝的设计淤积库容已经几乎淤满,而骨干坝还剩余较大的淤积库容。(4)车路上游坝系单元通过拦蓄洪水泥沙为下游主沟的淤地坝减轻防洪压力,坝系单元内部各中小型坝尽快淤积成地,车路沟坝系仍有较大的淤地潜力;随着车路沟淤地坝系的建设,流域把口站的水沙趋势发生了明显变化。研究成果以期为黄土高原淤地坝系建设管理提供参考。     

对在黄河中游多沙粗沙区修建大型拦泥库的认识

通过对在黄河中游多沙粗沙区修建大型拦泥库的必要性和可行性进行分析,提出:①解决黄河泥沙问题特别是粗沙问题的关键是有效控制多沙粗沙区高含沙洪水,目前一般规模和水平的水保措施还达不到有效控制。②在多沙粗沙区快速高效解决泥沙问题的基本途径是构建支流水保综合防治控制体系。其中,大型拦泥库是支流坝系中不可缺少的骨架工程和支流水保综合防控体系的重要组成部分,以小流域为单元的基础性治理和大型拦泥库的集中控制,是支流防治控制体系的核心。③在黄河中游多沙粗沙区修建大型拦泥库有着特定条件,据此提出了相关技术性认识和建议。     

治沟骨干工程建设几个问题的探讨

<正> 水土保持治沟骨干工程,是水土流失严重地区为加强治理、提高沟道坝系的防洪能力、减少水毁灾害而在沟道中兴建的控制性缓洪拦泥淤地工程。为了加强黄河中游多沙粗沙区的水土保持治沟骨干工程建设,国家计委和水利部拨专款进行补助,1986年开始试点,计划将从1991年开始大规模建设,约在30年时间内投资20多亿元,建坝2.5万座,可拦泥150亿立方米,淤地305万亩,保护现有坝地300万亩,对黄河的开发治理和当地农业生产将起到重要作用。