1969-2018年黄河实测径流与天然径流的变化

[目的] 分析黄河实测径流与天然径流的变化规律，为探究人类活动对径流的影响提供依据。[方法] 基于1969—2018年黄河干流8个水文站的天然径流和实测径流数据，使用Mann-Kendall趋势检验与突变检验法，对比分析近50 a黄河干流实测径流和天然径流的变化规律。并结合近15 a各分区耗水数据探讨人类活动对于径流的影响。[结果] ①1969—2018年黄河上中下游实测径流整体呈降低趋势，兰州、花园口、利津3个代表站多年平均降低速率分别为5.10×10⁷，3.55×10⁸，4.13×10⁸ m³/a。②近50 a天然径流和实测径流趋势突变主要集中在1986和1990两个年份，结合前人研究和重要水事分析，1986年突变可能与1984年以来一系列水土保持措施实施以及1986年龙羊峡水库修建有关；而造成1990年径流突变的原因可能是80—90年代黄河流域用水量激增和流域下垫面改变。③天然径流与实测径流的差值从上游至下游水文站断面逐渐增大，这主要与近15 a平均耗水量也沿程增大相一致；另外多年平均实测径流在利津站仅占天然径流的42%。耗水量最大的两个分区为花园口以下和兰州—头道拐段，分别达到了1.06×10¹⁰和1.04×10¹⁰ m³。[结论] 人类活动中的各项耗水（尤其是农田灌溉）是造成兰州站以下地区天然径流与实测径流差值大的主要原因，因此，应进一步推进黄河流域节水农业的发展，合理分配各项耗水量。     

砚瓦川流域降雨径流泥沙变化研究

本文通过黄土高塬沟壑区砚瓦川中尺度流域降雨径流泥沙资料分析其特征,结果表明,砚瓦川流域处于半干旱地区,年降雨量主要集中在雨季,枯水期的降雨量非常少,因而年降雨量与汛期降雨量有非常相似的变化趋势和特征。砚瓦川流域降雨量年内分配不均,降水主要在集中在7—8月,汛期降雨量占全年降雨量的77.4%。年际变化较小,趋势不明显。砚瓦川流域径流量、泥沙量的变化与降雨量密切相关,具有基本相同的规律和特点。径流量和泥沙量呈逐年减小的变化趋势。     

依据物联网的树干径流自动监测系统

针对森林水分监测中树干径流数据收集单一、不准确、严重依赖人力操作等问题,研究设计基于物联网的树干径流自动监测系统。系统由翻斗式传感器、数据采集和处理模块、无线通信模块、服务器、客户端等组成。嵌入式系统接受和储存翻斗式脉冲信号次数,利用4G无线网络将数据上传到服务器,通过上位机对原始数据进行处理,最终达到在手机或者电脑上直观读取数据。测试表明该系统长期在野外运行稳定、数据收集准确,节约了大量人力成本和时间。     

三皇庙小流域治理措施对位配置数量化研究

通过对径流调控工程技术和水土保持植物措施的详细分析,比较系统地探讨了三皇庙小流域水土资源分布状况和植物措施影响因子,为满足流域内植物生长所需的水资源量,定量分析了植物措施与环境资源之间的相互关系,在此基础上确定两者的对位配置数量。结果表明:植物措施对位配置可大大提升小流域径流调控工程效益,对增大林草植被成活率、保存率和生长量发挥着重要的积极作用。     

油茶林不同水保措施径流及产沙特征研究

通过5年的径流小区的野外定位观测,研究了油茶林不同水保措施的产流产沙特征。研究表明:产流降雨峰值和谷值出现的时间与自然降雨出现的时间基本一致,表明降雨的季节动态是产流降雨动态变化的主要驱动力;前埂后沟模式有最小的产流产少量和径流系数,其次为内斜式模式,正常小平台则最大;不同水保措施采用梯壁植草措施均能有效减少产流产沙量。前埂后沟和梯壁植草的水保措施适宜在红壤侵蚀区油植种植过程中推广。     

模拟径流试验条件下紫色土有机肥氮素流失特征研究

为研究有机肥化肥施用于紫色土后氮素流失特征的差别,以牛粪、有机-无机复混肥、沼液、油枯、化肥(磷酸氢二铵)为供试肥料,通过人工模拟径流试验,对比研究典型有机肥、化肥中氮素在紫色土径流中的流失特征。试验结果显示,在供试条件下,施肥处理径流液中总氮含量均极显著(P0.01)高于不施肥的空白,为空白的3.4～9.1倍;而供试有机肥处理径流液中总氮含量与化肥处理相比差异不显著(P0.05)。供试有机肥相对化肥总氮流失率大小顺序为牛粪有机-无机复混肥沼液油枯。紫色土中的径流总氮含量与降雨强度、施肥量、坡度呈显著正相关关系(P0.05),且坡度是引起氮素流失最主要的因素,施肥量次之,降雨强度最小。在模拟径流试验条件下,颗粒态氮是供试肥料在紫色土中的主要流失形态,占总氮的52.51%～81.50%,铵态氮流失大于硝态氮,其中铵态氮占总氮的11.44%～43.57%,硝态氮仅占总氮的1.74%～14.55%。由此表明,在紫色土中施用有机肥一样会造成氮素径流流失,且有机肥总氮流失在一定条件下还可能高于化肥。因此,在农业生产过程中应该合理选用不同类型的有机肥,并合理控制施用量。     

赤红壤蔗区11年连续增量施磷下磷素演变及其 对甘蔗产量与磷流失的影响

【目的】 系统分析连续11年增量施磷下赤红壤蔗地土壤全磷、Olsen-P以及地表径流磷流失量的变化特征和土壤磷素变化与磷盈亏、蔗茎产量的响应关系,为土壤磷素科学管理提供参考。【方法】 依托长期肥力及地表径流定位监测试验（2008年—）,选取不施肥（CK）、推荐施肥（OPT）和增量施磷（OPT+P）3个处理,测定土壤全磷、Olsen-P含量及地表径流磷流失量,分析土壤磷素变化与磷累积盈亏量的关系,采用Mitscherlich模型拟合蔗茎产量对Olsen-P的响应曲线,计算土壤Olsen-P农学阈值,并推算施肥处理土壤Olsen-P含量从第11年降至环境阈值所需的时间。【结果】 CK处理逐年降低土壤全磷含量,年降速率为0.0251 g·kg ^-1·a ^-1。施肥土壤全磷和Olsen-P含量随种植年限波动增加,土壤全磷和Olsen-P增速率OPT+P处理高于OPT处理。不施肥土壤表观磷盈亏10.2 kg·hm ^-2·a ^-1,施肥处理土壤表观磷盈余41.3—69.2 kg·hm ^-2·a ^-1,占施磷量的31.9%—35.6%,以OPT+P处理显著高于OPT处理67.5%。施肥下赤红壤蔗区土壤全磷和Olsen-P变化量均与土壤累积磷盈亏量呈显著正相关关系（P＜0.01）,土壤每累积盈余100 kg P·hm ^-2,OPT处理和OPT+P处理土壤全磷上升0.06 g·kg ^-1和0.09 g·kg ^-1,Olsen-P 含量上升11.0 mg·kg ^-1和9.1 mg·kg ^-1。土壤每累积亏缺100 kg P·hm ^-2,CK处理土壤全磷下降0.32 g·kg ^-1。Mitscherlich模型较好地拟合蔗茎产量与赤红壤Olsen-P含量的响应关系（P＜0.01）。其计算出的土壤Olsen-P 农学阈值为12.1 mg·kg ^-1。施肥显著提高地表径流磷流失量,且OPT+P处理也显著高于OPT处理。地表径流磷流失量与土壤Olsen-P含量显著正相关。基于土壤磷素变化与累积磷盈亏的关系推算得出第11年OPT和OPT+P处理Olsen-P水平降至环境阈值的时间分别需要12年和16年。 【结论】 在南方赤红壤区,施肥尤其增量施磷在提高土壤磷素累积的同时增加了地表径流磷流失风险。在本试验磷的基础养分条件下,按OPT处理施磷,并从甘蔗种植的第2—3年实行隔年施磷可维持土壤磷素处于农学阈值与环境阈值之间。     

宁波四明山区域生态脆弱性成因分析

宁波四明山区域以低山、丘陵为主,是宁波重要生态功能区、水源涵养地.区域内高低起伏的地形易形成径流、造成水土流失,是四明山区域生态脆弱性存在的根本原因;土壤母岩风化程度高、母质结构松散、主要土壤易受侵蚀,构成了四明山生态不稳定的源泉;充沛的雨量以及结构简单、地表覆盖度低的植被类型,加剧了四明山区域的生态脆弱性.限制人类经营活动,首要恢复坡顶与25°以上陡坡的森林植被,避免表土裸露,在种植经营区营造水土保持植物缓冲带等是缓解四明山区域生态脆弱性的重要措施.     

黑河中游正义峡径流变化趋势及归因分析

以黑河中游正义峡水文站的实测径流量数据为基础,采用线性回归法、Mann-Kendall突变检验法、滑动t检验法、Pettitt检验法和累积距平法分析了正义峡水文站1970―2020年径流序列的变化趋势和突变年份,并利用基于Budyko假设的水热耦合平衡方程,对正义峡径流量变化趋势进行了归因分析。结果表明：（1）研究期内正义峡径流量波动变化,丰枯交替,但整体呈现增加趋势,2004年径流发生突变,突变后的年平均径流量增加了3.08×108m3,增加率为32.7%。（2）突变后的2005―2020年,正义峡径流量对降水、潜在蒸发和下垫面参数的弹性系数分别为1.40、-0.40、-1.57,且各因子对径流的贡献率分别为42.73%、-12.52%、69.79%,表明径流量对下垫面变化最为敏感,气候因子中降水对径流的影响大于潜在蒸发。（3）在一定的区域气候条件下,植被覆盖、土地利用、流域调水等人类活动引起的中游下垫面变化是正义峡径流量变化的主要原因。研究结果可为流域管理部门制定水资源合理分配及调用方案提供科学依据。