水土流失治理背景下小流域泥沙来源初探——以皇甫川流域西五色浪沟小流域为例

以皇甫川流域西五色浪沟小流域为研究区,以高分辨率遥感影像为信息源,通过GIS技术,提取小流域沟缘线,将小流域分为沟谷地、沟间地2大地貌类型。基于沟蚀和面蚀及其影响因子切割裂度、水土保持措施及土地利用方式、坡度、植被覆盖度等数量和分布以及通过项目布设的雨量站、把口站和径流场观测资料2种方法对在水土流失治理背景下小流域泥沙来源进行比较。结果表明,2种方法均显示,西五色浪沟小流域泥沙主要来源于沟谷地,沟谷地土壤侵蚀量约占流域侵蚀量的73%,是沟间地侵蚀量的2.73倍。     

晋西黄土区小流域泥沙来源分析

以晋西黄土区小流域为研究对象,选择了7个典型小流域,根据14 a的定位观测结果,对流域泥沙来源进行了分析.结果表明,按小流域泥沙来源的地貌部位划分,沟谷地(沟头、沟道和沟坡)产沙量＞沟间地(坡面、梁峁坡)产沙量,沟谷地产沙量占流域总产沙量的60%以上,沟谷地侵蚀模数是沟间地的1.28～2.48倍,坡耕地、裸露地是主要产沙地类.     

近20年来黄土高原水蚀风蚀交错区典型小流域土地利用/覆被变化分析

剖析黄土高原水蚀风蚀交错区小流域不同土地利用/覆被类型的演变方向和程度,是认识该区侵蚀环境演变趋势,评价区域水土流失动态的重要基础性工作.通过收集黄土高原水蚀风蚀交错区典型代表流域——神木县六道沟流域1990、1995、2002年土地利用信息和2010年遥感影像,结合近期实地调查结果,分析该区耕地、林草地和工矿用地等主要土地利用类型在流域内分布格局的变化态势.结果表明:1)1990-2010年,流域林草地面积占总面积比例由35.74％增加到62.79％,耕地面积比例从33.87％锐减至7.61％,坡耕地和旱梯田向林草地大量转移,耕作区域向沟缘线以下沟谷地转移和集中,沟缘线以下耕地面积占耕地总面积比例由13.82％上升至74.04％,工矿用地作业面积由0.28 hm2扩展到14.89 hm2,煤矿开采趋于活跃;2)就影响侵蚀环境演变的流域下垫面条件而言,地表覆被,尤其沟缘线以上坡面植被显著改善,但煤矿开采活动的活跃,一方面对流域内林草生长及土地利用方式存在着极大影响,另一方面,对侵蚀环境的人为恶化起着巨大的促进作用.     

黄土丘陵沟壑区地表过程响应单元划分及其地形特征提取

地表过程解析与调控是保障人与自然和谐相处的重要途径,高效、合理地划分地表过程响应单元则是开展地表过程研究的重要前提.针对黄土丘陵沟壑区土壤侵蚀的地形地貌分异特征,提出在小流域内以沟谷线、山脊线、分水线和沟缘线相互交叠,构成具有相对均一坡向、坡度与坡位的地表过程响应单元,在ArcGIS9.2中,以Hc-DEM为基础数据,通过确定沟谷线、山脊线、分水线和沟缘线的提取方法,以及响应单元平均坡度、整体坡向、面积与周长等地形特征的测算技术,实现地表过程响应单元的快速划分及其地形特征的高效提取.研究结果对促进黄土丘陵沟壑区以土壤侵蚀为代表的地表过程研究具有重要的基础意义.     

从彩红外航片上分析南川河流域土壤侵蚀状况

从彩红外航片上分析南川河流域土壤侵蚀状况费健雄，郭立民（山西省农业遥感应用研究所，太原０３０００２）从彩红外航片上分析流域黄土区土壤侵蚀状况，主要是根据航片上显示的沟缘线分布高低，沟谷地、沟坡面积比例大小，沟坡上侵蚀沟的密度、规模、侵蚀方式，沟坡地表...     

泥河沟小流域土壤养分的分布与保护

以淳化县泥河沟流域为对象 ,通过不同时期土壤样品的分析以及径流小区资料的统计 ,得出该流域土壤养分具有明显的空间分布规律 ;从分水岭到沟缘 ,土壤肥力呈衰减趋势 ,沟谷地向沟床呈增大的变化趋势 ,其主要是水土流失的结果。因此 ,进行水土流失综合治理、坡耕地覆膜套种等是保护与恢复土壤肥力的有效途径。     

黄土丘陵区沟间地与沟谷地面积比例问题探讨

本文利用航空相片沟间地与沟谷地分异明显的特点,在陕北黄土丘陵区按地表形态,选出典型地段的样片,勾绘谷缘线,量算沟间地与沟谷地的面积。得出:1.陕北黄土丘陵区沟间地与沟谷地的面积比例关系有区域性差异,但不存在地带性规律;2.二者的面积比例既受古地形制约,也受人类开垦历史的影响;3.有深层滑坡的地域,沟间地比例小,在35%左右;4.河源区沟间地比例大,在45%左右;5.其余大部分地区沟间地比例均在40%左右。     

唐家堡河小流域的地质地貌条件和土壤侵蚀量推算与评价

唐家堡河小流域内,地形起伏不大,沟间地面积较大,占流域总面积的85.4%,平均坡度近12°;沟谷切割微弱,河道密度仅0.7—0.8公里/平方公里;降水较少,强度也不大,可是年侵蚀模数竟达4,500吨/平方公里。通过调查分析,并进行了不同流失方式侵蚀量的推算,发现这是由于各种因素的综合影响。该流域内有一种产沙量很大的季节性冻融泥流,它的产沙量可达总产沙量的36.5—41.8%。此类冻融泥流,在当地邻近许多县普遍存在。     

黄土丘陵沟壑区坡沟植被生态序列研究

植被生态序列是小地形对植被空间分布影响的反映。采用样线法,对安塞纸坊沟支沟拐沟中南北向短坡面深沟谷和长坡面浅沟谷断面进行植被调查,分析其植被生态序列特征、物种组成及物种多样性。结果表明：短坡面深沟谷序列主要以灌乔木等演替后期物种为主,而长坡面浅沟谷序列则主要为草本物种;同一序列中,阴坡、沟谷地具有比阳坡、沟间地复杂的演替后期群落;序列中物种主要由菊科（Compositae）、豆科（Leguminosem）和禾本科（Gramineae）构成,生活型主要为多年生草本,生态型以旱生、中旱生为主。α多样性指数在阴坡和短坡面深沟谷序列较高,β多样性指数在地形变化活跃的沟缘线区较高。研究结果可为黄土丘陵沟壑区植被建设人工调节提供参考依据。     

黄土高原沟沿线的廊道防蚀效应探析

在分析黄土高原地区的沟沿线、沟沿线上下沟间地和沟谷地土壤侵蚀特征、小流域泥沙来源、坡沟侵蚀产沙关系的基础上，结合廊道的生态功能和以往的研究结果，认为在沟沿线的上部建立草灌与整地工程措施相结合的植物廊道，来拦蓄阻截沟间地的来水来沙，可使流域的土壤侵蚀量减少54．5％～77、0％。     

基于栅格数据估算侵蚀量方法在蔚汾河流域的应用

在分析土壤侵蚀形成的主要影响因子基础上,提出了基于栅格数据的流域土壤侵蚀量估算的指标模型.结合山西蔚汾河流域,以降雨、地形、沟谷密度、植被盖度、成土母质为主要影响因素,对流域土壤侵蚀量进行了估算和土壤侵蚀分级,并对土壤侵蚀量的空间分布进行了划分和分析.模拟计算结果与实测数据较为符合.     

杂谷脑河流域暴雨型泥石流沟地貌特征分析

沟谷的地貌特征是泥石流灾变过程中的一个重要的缓变因子。它决定泥石流形成的动力条件,制约水源条件中的地表径流汇流过程,影响固体物质补给的方式。因此,可以通过研究流域地貌特征来分析泥石流灾害发育特征。以杂谷脑河中游的暴雨型泥石流沟为研究对象,分析了定量描述沟谷发育阶段的流域地貌信息熵,流域面积以及沟床纵比降与泥石流灾害特征之间的关系。结果发现,泥石流沟流域地貌信息熵值处于为0.12～0.20之间时,沟谷属于中高频的泥石流沟,熵值位于区间之外的沟谷则属于低频泥石流沟;沟谷流域面积大于15km2,沟床纵比降小于300‰时,发育稀性泥石流,反之则发育黏性泥石流。     

砒砂岩区典型淤地坝沉积泥沙特征及来源分析

黄土高原地区的淤地坝是拦减入黄泥沙的关键措施,尤以对泥沙具有绝对控制的"闷葫芦"淤地坝为甚。为研究淤地坝对侵蚀泥沙的拦蓄作用,以砒砂岩区皇甫川流域园子沟淤地坝为研究对象,采集坝地淤积剖面及沟间地、沟谷地表层样品,对沉积旋回进行断代分析,计算泥沙贡献率,反演其淤积过程。结果表明:坝地沉积泥沙粒径分布以2~0.05 mm砂粒为主,其次为粉粒、黏粒,砂粒中以极细砂和细砂占比最多。园子沟坝控流域内侵蚀性降雨事件对应的最小日降雨量为22.8 mm;淤地坝运行可划分为2个阶段,前期主要依靠坝体拦蓄泥沙,后期随着拦蓄泥沙的增多,减蚀作用凸显。坝地沉积泥沙主要来源为沟谷地,贡献率达71.4%,沟间地为28.6%,其中沟间地侵蚀产沙并非受植被唯一影响,在降雨量>45.4 mm时,地形因素会限制侵蚀的加剧。     

黄土丘陵沟壑区坡沟系统产流产沙对源-汇-路径格局的响应

坡沟系统是流域水土流失与治理的基本单元,掌握其产流产沙规律是有效解决水土流失区生态环境恢复重建的核心问题之一。该研究利用无人机遥感与地理信息系统技术对流域的土地利用进行识别,再确定5个不同坡沟系统（2个无人为干扰的退耕植被恢复+自然植被坡沟系统SG1和SG2、2个人为扰动的退耕植被恢复+自然植被坡沟系统SG3和SG4、以及1个果园+坡耕地的坡沟系统SG5）内泥沙源、汇及其输移路径分布特征,并在量化指标的基础上,结合2016—2022年坊塌小流域5个坡沟系统的降雨和产流产沙的监测数据,研究了不同坡沟系统的产流产沙特征及其对源-汇-路径格局的响应。结果表明：次降雨条件下,SG1和SG2的产沙模数显著低于其他坡沟系统（P<0.05）,且SG3径流深和产沙模数均较大;SG2的年平均径流深显著低于SG5（P<0.05）。坡沟系统径流深分别与总坡沟系统、沟间地、沟谷地的泥沙源和汇最大斑块面积比显著正相关（P<0.05）,且与沟间地泥沙源、汇指数的相关系数均要大于沟谷地,径流深与总坡沟系统路径的分岔比、沟间地与沟谷地的路径比降均呈现出显著负相关（P<0.05）;产沙模数与各源汇指数之间均无显著的相关性,但与路径数量密度、长度密度、沟间地的路径分岔比呈显著正相关（P<0.05）;径流深和产沙模数均与路径复杂度呈显著负相关。可见,降低源/汇比例大小,适当增加泥沙输移路径的复杂度和输移距离,可有效减少坡沟系统的水土流失。研究可为坡沟系统土壤侵蚀防控以及流域生态保护和修复提供科学支撑。     

梯田作为地形因子和工程措施对土壤侵蚀定量评价影响的对比研究

[目的]根据中国土壤流失方程(CSLE),在降雨、土壤、植被等因子一定的条件下,将梯田作为地形因子计算流域土壤侵蚀量,并与梯田作为工程措施的计算结果进行对比分析,为土壤侵蚀定量评价提供新的思路。[方法]以黄土高原地区的纸坊沟流域和燕沟流域作为试验区,利用5m分辨率的DEM,0.3m分辨率的WorldView 3,30m分辨率的Landsat 8影像、降雨数据、土壤数据、土地利用等数据。[结果](1)在纸坊沟流域和燕沟流域,坡式梯田作为地形因子的流域土壤侵蚀量大于梯田作为工程措施的流域土壤侵蚀量,同时坡式梯田作为地形因子的流域土壤侵蚀量大于水平梯田作为地形因子的流域土壤侵蚀量,而水平梯田作为地形因子的流域土壤侵蚀量与梯田作为工程措施的流域土壤侵蚀量的比较根据流域的不同结果不同。(2)梯田占流域面积比例不同时,随着梯田占比的升高,梯田作为工程措施的流域土壤侵蚀量要明显低于梯田作为地形因子的流域土壤侵蚀量。[结论]梯田作为地形因子和工程措施因子会对土壤侵蚀量计算产生一定影响,梯田占比较大时差异明显。     

黄土丘陵沟壑区小流域侵蚀沟数量及形态特征

为分析黄土高原不同类型侵蚀沟形态特征及其区域差异,以黄土高原第一副区和第五副区小流域为例,基于无人机影像(0.15 m)及DEM(1 m),分析沟谷网络特征和各类型侵蚀沟的数量特征,并对比冲沟和切沟的二维、三维形态参数。结果表明：丘一区小流域主沟支沟比为1∶35.6,远小于丘五区小流域主沟支沟比(1∶22.0),且各级沟谷密度多高于丘五区,表明丘一区支沟数量多,发育程度较高,地表更破碎,沟谷系统形态更复杂。丘一区和丘五区侵蚀沟类型都以切沟为主,密度分别为9.72,14.22 km/km²,冲沟密度分别为4.27,4.23 km/km²,冲沟数量虽少,但沟谷面积较大。切沟在沟谷网络分级中主要集中在1级,冲沟主要分布于1～3级,干沟多为3～5级。丘一区切沟除纵比降较大外,其他形态参数均明显小于丘五区,说明丘五区切沟规模更大,但两区冲沟形态差异较小。切沟、冲沟的体积和面积之间都具有显著的幂函数关系,但丘一区冲沟和切沟的判定系数更高,表明其同类侵蚀沟在形态上更具有相似性。研究结果为黄土高原侵蚀沟准确统计和小流域水土保持综合治理提供参考。     

黄土丘陵沟壑区第三副区沟道治理途径研究

长期以来黄土丘陵沟壑区第三副区的沟道治理一直是流域综合治理的薄弱环节。回顾和总结了沟道治理的探索历程及经验,根据自然环境和沟道发育特征,分析了沟道治理的技术条件,总结了淤地坝、支毛沟谷坊、沟头防护和沟坡防护林、微型沟台阶化整治工程、生态陡坎治理等相结合的沟道治理途径和模式。     

纸坊沟流域人工刺槐林生长状况与土壤水分条件研究

本文对安塞纸坊沟小流域不同土地类型刺槐林生长状况进行了分析、并且分析了林地水分生态环境对刺槐生长的影响。分析结果认为,该流域水土流失严重,刺槐应营造水土保持林为主,但在水分条件较好的沟谷地和沟坡地可营造部分用材林,以解决当地木林短缺的矛盾;同时,应加强林地的管理,提高土壤水分的利用率。     

降水变化对不同下垫面的水土流失之分异影响

提出了一种基于DEM的沟缘线和坡脚线的提取方法,该方法以沟缘线和坡脚线的形态特征为基础.沟缘线作为梁峁地和沟坡地的分界线位于凸坡上,沟缘线象素以下的坡度应大于某一坡度值;坡脚线作为沟坡地和沟底地的交界线位于凹坡上,坡脚线象素以上的坡度应大于某一坡度值;沟缘线和坡脚线上的象素都具有局部最大的坡度变化.利用这种特性进行沟缘线和坡脚线的提取,易于实现.处理的速度快、效率高,提取结果较准确.     

黄土沟谷下蚀趋势评价的指标体系研究

均衡纵剖面是一切水道发育的最终形态 ,其标准形式是摆线。以实际沟谷与标准摆线间的差异为依据 ,初步建立了由摆线相关度和沟谷纵剖面几何形态参数两类指标构成的沟谷下蚀趋势评价指标体系 ,并以鸭儿沟为例进行了实际验证 ,结果较符合实际。