植被恢复与重建过程中小流域降雨及水沙变化特征研究

以女儿寨小流域为研究对象，着重研究了植被恢复与重建过程中小流域系统的降雨和水沙变化特征，并对植被恢复过程中的总体减沙水平做了分析。结果表明：①受大气环流的影响，小流域年际降雨量差异较大；小流域降雨年内时间分布极为不均，集中性很大，主要集中在汛期（4-8月），但年内降雨量的月间分布趋势基本一致。②小流域迳流年际变化很大，迳流年内分配不均。迳流集中是该小流域迳流变化的一个显著特征：小流域的植被恢复与重建对洪峰的出现和洪峰流量具有明显的延缓和削减作用。③径流（Qi）主要来源于降水（Pi），二者呈明显的一元线型关系：Pi=115．7678＋2．7386Qi。④小流域的年输沙模数与年迳流量的变化规律基本一致，小流域年内产沙也高度集中，且与降水、迳流关系密切，小流域的土壤侵蚀主要由汛期的强降水引起。⑤随着小流域大面积、高标准的生态环境建设，1990年至2004年间小流域的输沙模数呈锐减之势，植被恢复与重建起到了显著的减沙效应。     

孔兑沙漠小流域高含沙洪水水沙关系特征及其指示意义——以毛布拉孔兑苏达尔沟为例

黄河上游十大孔兑流域是风水复合侵蚀十分严重的区域,以高含沙洪水为典型特征,水土流失严重,对区域生态与环境以及黄河干流造成严重威胁。因此,揭示孔兑小流域的暴雨洪水水沙关系,阐明高含沙洪水泥沙输移过程与特征,对防治区域泥沙灾害与整治水土流失具有指导意义。流量与含沙量(悬移质含量)滞后环(C-Q环)是研究水沙关系的重要工具和手段,是一种很有效的用来探讨泥沙输移动态变化的方法,能揭示泥沙输移的空间与时间上的联系,区分悬移质泥沙供给的时空来源。文中选择毛布拉孔兑支沟苏达尔沟作为孔兑沙漠小流域的典型观测对象,基于实地观测的暴雨洪水数据,研究探讨高含沙洪水的水沙关系。结果表明:砒砂岩与风沙是该区域高含沙洪水主要泥沙供给源,但两者对其洪水悬移质的供给方式不同。受砒砂岩沟道塌岸的滞后效应影响,洪水在上游砒砂岩段的水沙关系环表现为典型的逆时针滞后环,洪水涨水阶段泥沙含量约0. 2×10~3kg·m~(~(-3)),塌岸滞后效应使洪水退水阶段的最大含沙量约0. 8×10~3kg·m~(~(-3))。在下游沙漠段,风沙的大量横向供给直接导致水沙关系完全区别于上游砒砂岩段。由于沟岸沙丘的易侵蚀性与松散非粘滞性,洪水对沟岸沙丘的侵蚀过程并无滞后效应,所以洪水涨水阶段泥沙浓度急剧增大,形成超高含沙量的洪水,洪水泥沙浓度峰值平均约1. 2×10~3kg·m~(~(-3)),最大达1. 5×10~3kg·m~(~(-3));洪水退水阶段前期悬移质浓度无显著下降,直至洪水末期消退阶段悬移质浓度才急剧下降,水沙关系曲线呈现为"8"字形滞后环。因此,沙漠风沙的横向供给是该区域风水复合侵蚀与高含沙洪水的重要影响因素。     

簸箕李引黄灌区水沙运行规律分析

通过对簸箕李引黄灌区水沙运行的观测，引水沉沙的季节变化，水流含沙量在渠道中的运行情况及泥沙淤积的沿程分布方面进行了分析探讨，得出了水沙运行的基本规律。灌区引水、引沙量、条渠泥沙淤积量随季节的不同变化较大；条渠拦沙作用是随着清淤年初期到清淤年末期逐渐减弱的，其进口与出口含沙量存在一定的函数关系；条渠内泥沙淤积主要表现为溯源淤积。     

水沙数据可视化方法研究

针对水沙数据的特点，对水沙数据可视化方法进行了探讨。详述了系统功能设计及实现过程，利用MapInfo professional为软件开发平台，采用MATLAB语言实现了水沙数据标量场和矢量场的可视化，并用Visual Basic高级语言编程对系统进行集成。     

梭锥管混浊流体分离装置倾角优化数值模拟研究

为了研究锥圈倾角和下锥管倾角对梭锥管内水沙分离效果的影响,在数值模拟计算结果与PIV测试结果一致基础之上,建立了5个不同锥圈倾角和7个不同下锥管倾角的梭锥管模型,采用层流方程和简化的多相流Mixture模型通过数值模拟计算了浑水含沙浓度为5kg/m3时各个梭锥管内部的泥沙浓度和速度场,详细对比分析了不同倾角下梭锥管内的速度场和浓度分布特性。结果表明,在上锥管结构尺寸、锥圈间距不变的条件下,锥圈倾角β与下锥管倾角γ相等且等于45°时,梭锥管水沙分离效果最好,在该角度下锥圈上表面泥沙滑动至排沙通道所需要的时间最短,梭锥管水沙分离效率最高。     

黄土丘陵区生态恢复重建过程中流域降雨及其水沙变化特征研究

以燕沟流域为研究对象，着重研究生态恢复重建过程中流域系统的降雨和水沙变化特征，并对高度治理流域的总体减沙水平做了分析。结果表明：治理流域增强了土壤接受降雨的人渗能力，提高了流域自身林草涵养水分以及流域地表对径流的调蓄能力，因而增加了流域生态建设可用的径流资源量。燕沟流域1997年以来的年降雨量具有一定的代表性．说明燕沟流域的输沙模数逐年锐减，对近年来流域所实施生态环境建设和流域植被重建工程起到了显著的水土保持效果，与治理前相比，减沙效益约为83．7％。     

渭河水沙变化及其影响因素分析

渭河是黄河的一条多泥沙支流 ,1970年之前每年向黄河输送泥沙 1 85亿t。渭河具有水沙异源的特点 ,泥沙主要来自南河川站以上地区 ,径流主要来自南河川站至咸阳站区间流域。 1970～ 1996年 ,流域内水利水保措施年均减水2 5 5亿m3 ,年均减沙 0 6792亿t,发挥了重要的蓄水拦沙和削洪作用。流域内人类活动有使泥沙增长的势头     

清涧河水沙变化分析

清涧河流域水土流失严重。年侵蚀模数在１００００ｔ／ｋｍ２以上。自５０年代初开展水土保持工作，截至１９８９年底止，共治理水土流失面积２２０４．０７ｋｍ２，治理程度达５０．６７％，流域输水输沙明显减少。分析表明：清涧河水沙减少受降雨和流域治理的共同影响，与１９６９年以前相比，７０年代年均减沙１５．４％，８０年代年均减沙７１．３％。在减沙量中，降雨偏枯影响７０年代占１４．６％～２８．２％，８０年代占３６．９％～４１．８％；流域治理减沙量７０年代占７１．８％～８５．５％，８０年代占５８．２％～６３．１％。同时，流域治理减水量也由７０年代的１８．２％～３３．９％增加到８０年代的４２．９％～４７．７％。     

坡面径流类型对侵蚀产沙及水沙传递关系的影响

降雨-径流格局对土壤侵蚀过程具有重要影响,以团山沟七号全坡面径流场1961-1969年间65次径流事件的径流泥沙数据为基础,选取历时、径流深和径流变率为径流过程的特征指标,采用K均值聚类和判别分析相结合的方法,将坡面径流划分为5种类型。其中,A型径流具有超长历时、低变率、小径流的特点,是较为特殊的类型,B、C型径流具有中长历时、中高变率、大径流的特点,D型径流具有短历时、低变率、小径流的特点,是最为普遍的类型。E型径流具有中历时、中变率、中径流的特点。不同径流类型下的输沙模数、平均含沙量及最大含沙量由大到小依次为:CBEDA,B、E、C型径流应是坡面径流调控的重点。不同径流类型输沙模数的差异主要来源于径流量(深)的变化,相同径流量(深)条件下,不同径流类型输沙模数的差异主要来源于由径流历时和径流变率所引起的水沙传递关系的改变;与A型径流相比,其作用使D、E、B、C型径流的输沙模数相对增大7.9、6.3、4.8和4.5倍,增大倍数随径流量(深)的增加呈逐渐减小趋势。通过构建包含主要径流特征指标的动力参数ξ,对不同径流类型及径流阶段的径流-泥沙传递关系进行数学描述,其最优回归关系均符合S=alnξ+b的一般形式,能合理解释不同径流类型及不同径流阶段含沙量变化的主要驱动因素。研究结果可为坡面径流类型划分、水沙传递关系构建、全面评估坡面径流调控系统的水土保持意义、进一步丰富坡面径流调控理论的内涵提供一定的参考。