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。      

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。     

彰武农田土壤风蚀物垂直分布规律的研究

利用自制沙尘采集器,通过对3种自然风速天气下所收集风蚀物的分析,研究了农田土壤风蚀物近地表1.5 m的垂直分布规律。结果表明:土壤输沙量随着高度的增加呈下降的趋势,且输沙量随高度变化的规律可以用幂函数近似描绘;风沙流中沙粒的粒径在垂直分布中,随高度的增加,气流中粒径大的颗粒含量逐渐减少,粒径小的颗粒含量逐渐增加,相关分析表明粒径>0.1 mm的颗粒含量与高度在0.05水平呈显著负相关,粒径≤0.1 mm的颗粒含量与高度在0.05水平呈显著正相关;风速在4.8~12.2 m/s范围内,与农田土壤输沙量之间呈指数函数的变化规律;不同耕作方式对输沙量有较大影响,其中,输沙量最大的是花生茬深翻,其次是秋翻地、春浅旋灭茬、秋浅旋灭茬,最小的是旋耕覆盖。     

吕梁市1956～2000年泥沙变化分析

河流泥沙是重要的水文要素之一。河流的泥沙状况,不仅关系河流本身的发展演变,也反映了流域的环境特性、水土流失程度及水土保持等人类活动对生态环境的影响。泥沙又是污染物的载体,对污染物的输移和转化具有很大影响。因此,研究泥沙的变化规律是十分重要的。本文利用新资料、新技术和新方法,全面分析了吕梁市泥沙资源量及其时空分布特点,为吕梁市泥沙资源的合理开发利用提供了依据。     

三江源区水土保持生态监测实践与探索

随着全球气候变暖趋干,三江源区"中华水塔"的生态地位进一步凸显。2005年,青海三江源自然保护区生态保护和建设工程开始实施。为评价三江源区的水土保持生态环境和工程成效,填补我国在三江源这个特殊的高海拔地区没有系统的生态监测资料的空白,开展了三江源水土保持生态监测。监测范围是三江源国家级自然保护区,涉及16县1乡,总面积为15.23万km2,共布设28个监测点;监测内容包括区域内的水蚀、风蚀强度及其分布,以及降水、植被、土壤和地形、地貌等水土流失因子;监测方法可分为定点监测、辅助样区监测和遥感监测等。从样区监测分析结果与土壤侵蚀相关性分析来看,2006年三江源区的土壤侵蚀量小于2005年,水土流失程度较2005年有所减弱。     

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%。     

科尔沁沙地不同下垫面风沙流结构与变异特征

对流动、半流动、半固定和固定沙地 4种不同下垫面 0～ 2 0 cm气流层的风沙流结构与变异特征研究表明 :(1 )不同退化沙地在总输沙量及各层输沙量上存在明显的差异 ,在 5月 1 5日的测定中 ,流动沙地的总输沙量是 83 .1g/ cm2 .h,分别是半流动、半固定和固定沙地的 2 .1倍、9.2倍和 33 .9倍 ;而在 5月 1 5日的测定中 ,流动沙地的总输沙量 1 0 5.7g/ cm2 .h,分别是半流动、半固定和固定沙地的 5.6倍、1 4.1倍和 75.6倍。(2 )总输沙量的 60以上分布在 1 0cm的高度内 ,随高度的增加 ,输沙量呈负指数函数下降。(3)风蚀物中粗粒 (粒径 1 .0～ 0 .5mm )与极细颗粒 (粒径0 .1～ 0 .0 5mm)和粉、粘粒 (<0 .0 5mm)的含量均很低 ,而细颗粒 (粒径 0 .2 5～ 0 .1 mm)的含量很高 ,占风蚀物的73 %～ 91 %,说明近地表层沙粒的运动以跃移为主。随高度的增加 ,风蚀物中中颗粒 (粒径 0 .5～ 0 .2 5mm)的含量下降 ,而极细颗粒和粉、粘粒含量增加 ,但其增幅因下垫面不同而异。(4) 0～ 2 0 cm总输沙量及各层输沙量与植被盖度呈显著负相关 ,与植株高度、地表紧实度和地表粗糙度长度呈微弱负相关     

依水文观测资料评估流域治理效益

辽宁省大凌河流域为国家重点水土保持治理区。通过对大凌河流域老虎山河德立吉水文站以上泥沙衰减分析,建立了德立吉站输沙量逐年累计曲线。从累计曲线斜率的改变,反映出流域综合治理对输沙量衰减的影响。累计曲线明显反映出4个变化带:1958~1968年斜率较大,将其定义为未治理期;1969~1979年,斜率变缓,将其定义为小规模治理期;1980~1993年,斜率再度变缓,将其定义为加强治理期;1994~2004年斜率更加平缓,将其定义为重点治理期。采用降水~径流~输沙相关均值法进行定量评估,结果表明,流域治理后与未治理时期比较,20世纪70~80年代、90年代和本世纪头几年治理效益分别为41.0%、63.9%、68.0%,治理效益明显。     

风蚀水蚀交错区小流域的风沙输移特性及其影响因素

通过对河北坝上地区典型小流域风沙输移特性及其影响因素的研究，得到了风蚀水蚀交错区风沙流的几方面典型特征，主要包括：（1）高效农田、草地、灌木丛3种不同下垫面风沙流风速随高度增加均呈递增趋势，其垂向分布与下垫面的性质密切相关；（2）3种不同下垫面输沙量垂向分布差异明显，其中高效农田的输沙量与垂直高度有较好的负指数函数关系；（3）高效农田风蚀物中粒径在0．1～0．075mm之间的极细颗粒和粒径在0．075～0．019mm之间的粉砂颗粒的含量较高，占输沙总量的80％以上，说明近地表层沙粒的运动以跃移为主；（4）输沙量与下垫面特性密切相关，植被盖度越大，输沙量越小；（5）气象因子和人为因子等环境因子对小流域风水两相侵蚀具有决定性的影响。     

考虑水土保持拦沙效益的水库设计输沙量分析

陕北黄土高原的水土流失严重地制约着当地经济和社会的发展。为此,人们开展了一系列的水土保持治理工作,并取得了明显的拦沙效果。然而,在水利工程设计,特别是无资料流域水库设计输沙量的确定等方面,如何考虑这种拦沙作用,目前尚缺乏成熟的方法。结合水库设计实例,综合分析了相似流域的水库实测泥沙淤积资料及水文站的实测泥沙资料。考虑水土保持与生态建设拦沙效益对水库设计输沙量的影响,探讨了水库设计输沙量的合理确定途径。