赣江上游典型流域水沙过程及驱动因素

[目的]对赣江上游典型流域水沙过程及驱动因素进行分析,为该区域土壤侵蚀治理、土地利用和功能调整等工作提供科学依据。[方法]根据桃江流域1980—2015年逐日水沙实测资料,运用MannKendall突变检验法及其它统计方法分析了桃江流域的水沙变化特征,结合水文法、双累积曲线法对降水量、径流量和输沙量三者之间的相互关系进行探讨,并以此来确定桃江流域水沙变化的驱动因素。[结果](1)桃江流域输沙量呈现显著减小趋势,突变时间出现在2005年,径流量同样出现递减趋势,但其递减趋势不甚显著,其递减时间开始于2003年。(2)径流量和输沙量突变开始的时间不同,水沙特性的划分阶段亦不同:径流量可划分为1980—2002年和2003—2015年2个阶段,输沙量可划分为1980—2004年和2005—2015年两个阶段。(3)桃江流域径流量在2003—2015年时段内年均减少量为7.26×10~(10) m~3,输沙量在2005—2015年时段内年均减少量为8.82×10~7 t。(4)人类活动引起的减水量为5.77×10~(10) m~3/a,占总减水量的76.8%;减沙量为8.44×10~7 t/a,占总减沙量的95.7%。[结论]研究区内水沙均呈减少趋势,其中输沙量减少显著。降水与人类活动引起的减水减沙量的比值约为4∶1。     

黄河未来输沙量态势及其适用性对策

[目的] 探索黄河输沙预测的新思路，预估黄河未来输沙态势与输沙量水平，为黄河流域生态治理规划提供参考。[方法] 结合黄河流域水土保持生态修复现状，采用单累积曲线法、滑动平均及频率分析方法，分析1950—2019年黄河主要来沙区间的实测输沙量变化特征及其未来态势。[结果] 1950—2019年黄河输沙量呈现阶梯式减少。1950—2019年黄河中游各站累积实测输沙量随时间的变化可用“左半抛物线”表征。黄河输沙量自1997年以来已进入相对稳定态势，目前已达企稳状态；黄河潼关站未来年输沙量在90%频率下为1.00×10⁸ t左右，在10%频率下为5.00×10⁸ t左右，未来多年平均输沙量为1.40×10⁸ t。[结论] 为了维持黄河输沙量低稳状态，提升水土保持措施质量与标准，补齐“后水土保持”短板，构建完善的水沙关系调控体系，维持黄河下游河道冲淤平衡，是黄河流域生态保护与高质量发展的保障。     

昕水河流域“水文法”基准期降水输沙相关关系统计方法研究

  目的  基于昕水河流域日尺度降雨和输沙数据，分析1958—2015年昕水河流域降水与输沙变化趋势及相关关系，比较年降雨量、汛期降雨量、侵蚀性降雨量、轻度产沙降雨量、中度产沙降雨量、强度产沙降雨量等6种统计标准和降水空间分布对“水文法”基准期分析降水输沙相关关系的影响，筛选最佳的降水输沙相关关系统计方法，提高“水文法”的计算精度。  方法  利用Mann-Kendall非参数检验方法分析降水量与输沙量变化趋势，双累积曲线法判定“水文法”基准期，Pearson相关分析法比较水沙关系相关性结果。  结果  昕水河流域年降水量无显著变化趋势，年输沙量呈显著下降趋势；6种统计标准下的水沙关系相关性由高至低依次为:强度产沙降雨量、年降雨量、侵蚀性降雨量、中度产沙降雨量、轻度产沙降雨量、汛期降雨量；低降雨强度但高降雨量降雨事件对研究区产沙贡献小，剔除产沙无效降雨能提高水沙关系相关性；午城、黄土、蒲县雨量站水沙关系相关性较好，大宁、桑峨雨量站水沙关系相关性较差。  结论  昕水河流域年输沙量变化与三北防护林及淤地坝建设等地表人类活动变化直接相关；研究区的产沙主要发生在夏秋季的强降雨事件中，强度产沙降雨量用于降水输沙相关关系研究结果最优，汛期降雨量不适用于降水输沙相关关系研究，产沙无效降雨会增加水沙关系研究的偏差，在缺乏降雨强度准确数据时，应选择降雨历时短、降雨量大的产沙有效降雨进行水沙关系分析；在流域尺度，降水空间分布对降水输沙相关关系有影响，距流域出口站距离较近雨量站降水数据的水沙相关关系较好。      

河西绿洲灌区保护性耕作对土壤风蚀特征的影响

为研究河西绿洲灌区保护性耕作对土壤风蚀的影响，通过春小麦田间试验，设置免耕不覆盖、免耕秸秆覆盖、立茬和残茬压倒4种保护性耕作处理，以传统耕作为对照，分析了河西绿洲灌区不同保护性耕作措施对田间输沙量、风蚀深度、风蚀物粒径组成、风速的影响。结果表明：0~30 cm高度输沙量能敏感地反映不同耕作措施之间输沙量的差异。与传统耕作相比，免耕不覆盖、免耕秸秆覆盖、立茬和残茬压倒处理0~30 cm高度输沙量分别减少17.4%~46.7%、21.7%~45.2%、24.7%~48.2%和10.7%~42.4%。风蚀深度传统耕作为1.22~1.44 mm，4种保护性耕作处理均为0 mm。与传统耕作相比，保护性耕作处理风蚀物粒径组成无显著变化，但<0.063 mm细粒占比有减小趋势。立茬处理20 cm高度风速显著降低24.1%~39.5%，其他保护性耕作措施风速降低不显著。综上所述，河西绿洲灌区不同保护性耕作措施能不同程度地抑制土壤风蚀，立茬处理是相对较优的保护性耕作措施，适宜该地区推广应用。     

黄土高原典型支流淤地坝拦沙对输沙量减少的贡献

为探明淤地坝拦沙作用对河流输沙量变化的影响,依据淤地坝作用年限、坝控面积、坝控流域侵蚀产沙模数及淤地坝排沙率,确定淤地坝拦沙量的估算方法,并结合2009年淤地坝安全大检查数据,分析黄土高原典型支流淤地坝拦沙对输沙量减少的贡献.延河与皇甫川淤地坝在不同年代的拦沙量分别在92.48万～854.35万t/a与36.47万～1 138.75万t/a之间,淤地坝拦沙量占人类活动影响的比例在一级和二级突变后分别为29.1％、28.5％与8.4％、18.2％;2000年以后延河与皇甫川输沙量减幅均达到85％以上,而淤地坝拦沙量的贡献率分别小于10％和20％.淤地坝的拦沙作用已不是目前输沙量减少的主要因素,但由于土壤侵蚀环境的不同,淤地坝在皇甫川对输沙量减少的贡献比在延河要大.     

悬移质断面平均含沙量测验误差的确定

本文阐述了悬移质断面平均含沙量在悬移质输沙率测验中重要性,并讨论了确定悬移质断面含沙量测验误差的重要性。提出了悬移质断面平均含沙量测验误差确定的具体要求。     

低坡度农业流域悬移质及养分流失规律研究

通过研究伊利诺斯州中部河流源头的一个支流附近的泥沼中悬移质沉积物的来源,预测低坡度流域沉积物情况及养分运输方式。根据该流域的沉积物和营养元素含量分析得出的硝酸盐浓度,超过美国环境保护局水质标准,得出的磷浓度足以促进藻类生长,降低伊利诺斯州的水质量。本研究的土地负载沉积物函数、泥沼的河槽形态适用于美国伊利诺斯州中部桑加蒙河61.3 km~2的流域。潜在的沉积物来源包括侵蚀严重的区域,河漫滩,牧场,草地、农田及弯曲的河岸。大多数的降雨会汇集在砖砌排水沟内,然而在水流流出排水沟到达岸边浅滩时对河岸的侵蚀非常严重,本研究利用一系列示踪剂(C~(13),P,Mg,Mn,和C)来明确沉积物来源,再利用分离模型估算出每个源对悬疑质沉积物的影响。研究表明悬浮泥沙主要来自河道岸边(40%~65%)和森林(35%~55%),很少来自农业高地(10%或更少)。高地的起伏地形和河道中砖砌排水沟导致来自高地和河道的沉积物量低。研究表明,防治河道侵蚀的重点应该放在弯曲的河段上。在类似的弯曲河道地区可利用限制河岸附近肥料使用程度、数量及种植抗侵蚀的植被来降低流入河道的营养元素量,从而达到预期的效果。     

黄河乌兰布和沙漠段沿岸沙丘形态及其运移特征

为更合理、精确地计算黄河乌兰布和沙漠段的入黄沙量,探明其对黄河沿岸植被造成的影响程度,以黄河乌兰布和沙漠段沿岸沙丘为研究对象,通过野外地貌调查、沙丘形态测量和遥感解译对其沙丘的形态特征及其运移特征进行了系统研究。结果表明:乌兰布和沙漠沿黄段沙丘以走向西南—东北的新月型沙丘和新月型沙丘链为主,沙丘剖面形态不对称,具有明显落沙坡;在发育过程中同时受到了西南风和西北风的显著影响,5年内以沙丘整体向河道推进为主,共移动19.45m,具有单向快速运移的特点,且沙丘不断向黄河侵袭,应采取措施予以遏制。     

黄土高原全新世以来土壤侵蚀强度的定量分析初探

黄土高原全新世以来可划分出5个侵蚀阶段,其起始年龄分别为11,7.0,0.7,0.3,0.15kaBP。根据高原现代河流沉积物的粒度组成、河流输沙量、径流量和年降水量等数据建立了各个指标的回归方程。根据各方程和全新世不同时期阶地沉积物的实测数据,计算了各个阶段的平均古侵蚀强度和流域输沙量。结果表明,不同时期水土流失的主要控制因素是不同的:在11000～7000aBP时期以构造活动因素为主,在7000～2000aBP期间以气候因素为主,在2000～700aBP和300aBP以来以人为活动因素为主,而在700～300aBP是构造活动、气候变迁和人类活动的共同作用因素。自然因素的突变作用一般大于人类活动的作用,而现代人类活动的加剧程度大约是自然侵蚀强度的45.5%。     

暴雨径流期间前次洪水对悬移质传输影响的研究

对日本北海道西南部的两个不同土地利用方式流域的几场降雨中的悬移质输沙量进行了观测。一个流域完全被森林所覆盖 ,另一个流域农业用地占 35%。这个地区主要种植日耕型的高原作物 ,该作物系喂养菜牛的饲料。从 1 997年 5月到 1 998年 1 0月 (不包括 1 997年 1 1月至1 998年 4