用边际分析法确定黄河中游粗泥沙集中来源区

 为进一步寻找并治理对黄河下游主槽淤积危害最严重的粗泥沙集中来源区,根据1960年未建三门峡水库前自然水沙条件下下游河槽淤积物粒径组成,确定出黄河中游粗泥沙集中来源区界定中的粗泥沙界限为0.1mm。利用边际分析法在黄河中游多沙粗沙区确定粗泥沙集中来源区面积为1.88万km2。该面积仅占黄河中游多沙粗沙区面积的23.9%,可产生的全沙、粒径大于0.05mm和0.1 mm的泥沙分别占同期多沙粗沙区相应沙量的34.5%、47.6%和68.5%。由此看出,该区是名副其实的粗泥沙集中来源区。     

黄河中游粗泥沙集中来源区界定研究

通过黄河下游多断面、多钻孔、深层次泥沙淤积物取样级配分析,认为在1960年三门峡水库运行前,下游河道主槽淤积物中0.1 mm以上泥沙占一半。以0.1 mm为粗泥沙集中来源区界定研究中的粗泥沙界限,0.1 mm的粗泥沙输沙模数1 400 t/(km2.a)为粗泥沙集中来源区界定指标,界定出黄河中游粗泥沙集中来源区面积为1.88万km2。该区面积仅占黄河中游多沙粗沙区面积(7.86万km2)的23.9%,但该区产生的全沙量、d≥0.05 mm和0.1mm的粗泥沙量分别占多沙粗沙区相应输沙量的34.5%,47.6%和68.5%,说明该区是名符其实的产粗泥沙“大户”,是当前黄河粗泥沙“源头”治理的重中之重。     

黄河中游多沙粗沙区粗泥沙输沙模数区域分布及产沙量分析

通过对黄河中游多沙粗沙区中d≥0.05 mm和d≥0.10 mm不同粗泥沙年输沙模数级的区域分布及产沙量的分析,得出d≥0.05 mm粗泥沙年输沙模数大于等于2 500、5 000和10 000 t/km2的粗泥沙来源区面积分别为5.82万、1.97万和0.22万km2,对应区域产生的全沙量分别占黄河中游多沙粗沙区全沙量的80.0%、35.6%和5.9%;d≥0.10mm粗泥沙年输沙模数大于等于350、700、1 400和2 800 t/km2的粗泥沙来源区面积分别为5.80万、3.94万、1.88万和1.17万km2,对应区域产生的全沙量分别占黄河中游多沙粗沙区全沙量的79.8%、58.3%、34.5%和24.2%。研究不同输沙模数级的区域分布、面积及产沙量,为粗泥沙集中来源区界定提供支撑。     

黄河中游粗泥沙集中来源区的确定

利用d≥0.10 mm的粗泥沙输沙模数≥1 400 t/(km2.a)的指标在黄河中游多沙粗沙区中界定出粗泥沙集中来源区面积为1.88万km2,该面积占黄河中游多沙粗沙区面积的23.9%,年产沙量为4.08亿t,占多沙粗沙区年产沙总量的34.5%,产生d≥0.05 mm和d≥0.10 mm的粗泥沙量分别为1.52亿和0.61亿t,占多沙粗沙区相应输沙量的47.6%和68.5%,该区是名符其实的产粗泥沙“大户”。     

黄河中游粗泥沙集中来源区界定研究中粗泥沙界限的确定

针对黄河粗泥沙界限问题,介绍了粗泥沙界限0.05 mm的由来,利用下游河床质钻孔资料分不同时段研究主槽淤积物粒径组成,利用输沙率平衡法计算下游河道不同时段的区间淤积比和排沙比,利用小浪底水库运用以来下游河床质淤积物钻孔资料分析淤积物粒径变化。依据1960年以前天然情况下、对长系列资料分析结果显示、小浪底水库运用以来的黄河下游主槽淤积物中d≥0.10 mm的泥沙淤积特点,确定应以0.10 mm作为黄河中游粗泥沙集中来源区界定研究中的粗泥沙界限。     

黄河中游多沙粗沙区水沙分布及变化特征分析

黄河中游多沙粗沙区年均降水总量331.01亿m3,年均水资源量33.93亿m3,其中年均地表水资源量31.18亿m3,年均水资源模数为4.32万m3/km2,产水系数为0.10;多沙粗沙区年均降水量第三期治理区最大、第一期治理区最小,年均水资源模数和产水系数第一期治理区最大、第三期治理区最小;1956~2000年,多沙粗沙区各年代年均降水量和水资源总量总体呈递减趋势;多沙粗沙区全沙和粒径≥0.1mm的粗泥沙输沙模数、单位地表水资源全沙和粒径≥0.1mm的粗泥沙产沙量、单位降水粒径≥0.1mm的粗泥沙产沙量均是第一期治理区最大、第三期治理区最小。第一期治理区是当前向黄河输送粗泥沙的集中区域,应当首先作为黄河“治沙”工程的重点地区,尽快安排实施。     

黄河中游不同地区来沙对三门峡库区及下游河道的淤积作用

利用输沙量平衡法分析了黄河中游6站来水来沙对库区及下游的淤积作用,利用断面法分析了黄河中游、多沙粗沙区和粗泥沙集中来源区来沙对下游的淤积指标。结果表明,龙门来沙对下游的淤积贡献最大,华县、河津和状头来沙对下游淤积影响较小,而黑石关和武陟来水来沙有利于下游河道的冲刷。通过断面法得出黄河中游、多沙粗沙区以及粗泥沙集中来源区来1．00×10^8t泥沙对三门峡库区及下游河道淤积危害分别为2．50×10^7,2．57×10^7和3．29×10^7t,且粒径越粗对下游河道淤积危害越大。     

黄河粗泥沙集中来源区拦沙工程规划关键技术研究

黄河难治的症结是泥沙,其中关键在粗泥沙。经多年研究,黄河中游1.88万km2的粗泥沙集中来源区是控制入黄粗泥沙的重点区域。在这一区域建设拦沙工程,对改善当前水沙关系不协调矛盾加剧的局面,遏制主槽萎缩和"二级悬河"不断发展的态势,减少下游河道泥沙的淤积和延长干流水库拦沙库容使用年限具有十分巨大的作用。围绕黄河粗泥沙集中来源区拦沙工程规划实践中需要解决的重大技术问题,分析了拦沙工程建设对减少黄河下游河道泥沙淤积的重大影响,研究了拦沙工程设计洪水关键参数、侵蚀模数计算等核心设计指标的合理取值,论证了工程总体布局与建设规模确定的方法和成果,探讨了工程地质对工程建设的影响、工程监测任务和工作内容、工程建设对水资源的影响等关键问题。     

黄河中游粗沙区范围界定研究

黄河下游沉积泥沙主要来自黄河中游粗沙区，但至今粗沙区的范围及面积还未定论，笔者在理解粗泥沙特定内涵的基础上，提出了粗沙区，多沙区和多沙粗沙区的基本概念的内涵，确定划分粗沙区，多沙区和多沙粗沙区的指标，并进行了形态类型区划分和侵蚀产沙模型建设，在上述过程的基础上，进行了粗沙区范围定，其结果是黄河中游粗沙区面积为95515km^2，多沙粗沙区的面积为9412km^2.     

黄河下游河道主槽淤积物粒径变化分析

利用1999年黄河下游河道汛前深层(河南段为11 m,山东段为10 m)钻孔淤积物取样资料和2000年以来汛前钻孔取样资料,对黄河下游河道主槽淤积物粒径变化情况进行的分析表明:1960年以前在无三门峡水库影响的“天然”水沙状态下,黄河下游河道主槽淤积物中粒径大于等于0.10 mm的泥沙含量为50.7%;1960~1999年河道主槽淤积物中粒径大于等于0.10 mm的泥沙含量为20.4%,比1960年以前少30.3个百分点;小浪底水库运用初期,下泄的大多为低含沙水流和细泥沙,特别是经过3次调水调沙试验,加剧了河道冲刷,主槽床沙逐渐粗化,粒径大于等于0.10 mm的泥沙含量有向50%靠近的趋势。     

皇甫川流域治理区与原生植被区植物多样性比较研究

在皇甫川流域,分别选择原生植被区、人工恢复治理区和退化未治理区3个样区,对其物种组成特征、优势种重要值、物种多样性特征等进行了对比分析.结果表明:人工恢复治理区经过20余年的小流域治理,其植被的区系组成、优势种组成和物种丰富度已接近原生植被区,生态优势度则显著高于退化未治理区和原生植被区,但其生活型谱、水分生态类型组成特征与未治理区相似而与原生植被区差异较大,均匀度和信息多样性指数则低于退化未治理区和原生植被区.文中还对流域治理过程中植被重建措施及生物多样性恢复等问题进行了初步探讨.     

重力侵蚀黄土沟壑区沟坡产沙特性

沟坡是黄土丘陵沟壑区小流域侵蚀产沙的主要来源,其侵蚀规律的研究可为流域水土保持措施优化配置提供科学依据,对该地区的防灾减灾和可持续发展具有重要现实意义。在多种坡度、坡高的陡坡模型上进行了模拟降雨试验,分别采用地貌仪和径流泥沙采样装置对次降雨过程中沟坡的重力侵蚀量和产流、产沙过程进行了动态监测和定量分析。结果表明:重力侵蚀在高含沙水流的形成中起着十分重要的作用,但不是每次重力侵蚀的发生都能导致高含沙水流;次降雨过程中,含沙量和输沙率均随降雨历时呈现上升趋势,特别是次降雨的中后期,含沙量和输沙率的增大趋势都比较明显;历次降雨事件中,次降雨30min全过程出口径流的平均产沙量和次降雨中后期出口径流平均产沙量的变化趋势一致;次降雨过程中,出口径流含沙量与输沙率随坡度的增大呈整体波动式增大,但与坡高关系不显著。总之,在黄土沟坡区,重力侵蚀对产沙过程有显著影响。     

全国水土保持生态恢复分区探讨

把年降水量和干燥度作为判断生态自然恢复难易程度和生态恢复分区的基本依据 ,将全国划分为 4个水土保持生态恢复一级类型区 ;按照区内相似性和区间差异性 ,根据水土流失、地貌、土壤等情况 ,在一级类型区中可划分若干个二级类型区。根据各类型区的特点 ,提出了相应的生态恢复措施。     

宁夏西海固地区生态建设中的博弈问题分析

生态问题已是制约贫困落后地区区域经济可持续发展的主要障碍。根据博弈论,探讨了宁夏西海固地区生态保护与重建中各经济利益主体的不同行为动机。结果表明,由于各博弈主体之间的利益矛盾和对待公共产品(生态环境)的偏见以及自身行为的短期化,导致了目前生态保护与重建低效的局部性窘境。据此,提出了要致力于建立符合各博弈主体经济利益为目的的协同合作机制,以真正实现生态建设与经济发展的双赢。     

广西壮族自治区平果铝土矿区待复垦土地适宜性评价

以广西壮族自治区平果铝土矿区为研究对象,采用四层逐级分类指标划分待复垦土地评价单元类型,运用权重指数和法对矿区待复垦土地的适宜性进行预测性评价.评价结果表明,(1)无污染的4:1厚层顶板土十地表土平台的最佳适宜性用途为Ⅲ等旱地;(2)无污染的3:1厚层底板土+粉煤灰平台的最佳适宜性用途为Ⅱ等早地;(3)无污染的4:1薄层顶板土+地表土斜坡的的最佳适宜性用途为Ⅰ等园地;(4)无污染的3:1薄层底板土十粉煤灰斜坡的最佳适宜性用途为3等林地.该预测结果可为矿山企业制定复垦规划提供科学依据,有利于矿山企业节约复垦成本及平果铝土矿区土地资源的可持续开发与利用.     

宁南半干旱区草原群落结构与生物量的研究

天然草场是草原畜牧业赖以生存的物质基础。宁南半干旱区天然草场面积辽阔,植物种类繁多。由于地理分布、生长季节及年度变化的不平衡,使本区草场的饲草供应极不稳定。研究不同草原群落结构及生物量的年变化和季节动态,可以人为调整饲草的供需关系,做到畜草平衡。1980～1985年作者在几个主要草场类型上进行了草场生产力定位研究,研究结果为因地制宜合理利用草场资源、指导畜牧业生产发展提供了科学依据。     

封丘地区土壤水分扩散率的研究

本文研究了河南封丘地区代表性土壤的水分扩散率,结果表明:封丘地区3个土壤亚类的水分扩散率变化于1. 0×10-3 ~1. 5×10cm2 min-1之间;土壤水分扩散率存在着空间上的变异性,随土壤剖面深度增加而呈现出表土层高、中间土层低、底土层又升高的趋势;各土层土壤水分扩散率与土壤含水量呈指数函数变化关系,经统计分析均达到极显著水平;土壤容重、孔隙度及孔隙类型、土壤有机质含量和土壤粘粒含量均对土壤水分扩散率有不同程度的影响,而土壤全盐含量对其影响不大。     

中国荒漠区的生物多样性

论述了中国荒漠地区生物多样性的现状、生物多样性的特点和保护该区生物多样性的意义,指出生物多样性保护的迫切性,为生物多样性的保护和科学管理提供依据.     

宁夏中部干旱风沙区砾砂混合料筑坝分析

在干旱风沙区修建水土保持治沟骨干工程,可同时起到拦泥与蓄水的作用,并对改善风沙区生态环境、发展绿洲农业起到促进作用。用沟道内洪水冲积形成的砾砂混合料作为筑坝材料,既可以就地取材,又可以充分发挥土料透水性强的优势达到雨洪转化的目的。通过野外和室内试验获得的数据和资料,应用多种方法对宁夏同心县长沙河流域的上流水骨干工程的坝坡稳定性和渗透稳定性进行了分析,结果表明,干旱风沙区砾砂混合料用于修建水土保持治沟骨干工程能满足坝坡稳定和渗透稳定的要求。