极端降雨情形下黄土区水土保持治理的减沙效益估算

极端降雨情形下水土流失治理的效益评估对黄河治理具有重要意义,但由于缺乏有效的针对降雨事件尺度的定量评估方法,该问题长期存有争议。2017年陕西榆林"7·26"特大暴雨致灾严重,引发广泛关注。该研究提出了一种适用于事件尺度的减沙效益计算方法,并以岔巴沟流域为研究对象,计算流域水土保持治理在"7·26"暴雨事件中的减沙效益。研究结果表明,在流域未治理时段,高强度降雨事件具有较好的降雨径流关系,并且事件平均含沙量相当稳定,藉此可估计"7·26"洪水发生在未治理时段的产流量和平均含沙量,从而计算出相应的产沙量,估算出流域治理的总减沙效益。进一步,利用坡面措施(包括梯田和植被)和淤地坝减沙机制的不同,可分割其各自的减沙贡献。计算结果表明,"7·26"暴雨中,流域水土保持治理使得洪水平均含沙量减小83%,径流减小55.1%,流域治理的总减沙效益因此高达92.4%,与2007-2017年岔巴沟流域泥沙的减幅相当。总减沙效益中有55.1%来自坡面措施,37.3%来自淤地坝措施,2种措施均发挥重要作用。该方法不仅可以计算流域水土保持治理的总减沙效益,还能够分割不同水土保持措施的效益,可广泛应用于黄土区极端降雨情形下水土流失治理的效益评估。     

大理河流域水土保持措施减沙效益与影响因素关系分析

 利用大理河流域1960—2002年的系列水文资料和水土保持成因分析法计算结果,分析大理河流域减沙效益与措施保存面积、配置比例和汛期降雨量等影响因素的关系,以及大理河流域淤地坝措施减沙量与坡面措施减沙量的关系。结果表明:现状水土流失治理条件下,大理河流域仅靠坡面治理措施取得的减沙效益只有9%,取得最大减沙效益的水土保持措施梯田、林地、草地、坝地最优配置比例为18.6∶73.2∶4.6∶3.6,保持流域水土保持措施较高减沙效益的坝地配置比例为4%;大理河流域水土保持措施减沙量与汛期降雨量关系最为密切,二者呈正相关关系;流域水土保持措施减沙能力表现最充分的汛期降雨量值区间约为300～500mm;大理河流域治理期有21年坡面措施减沙量小于600万t/a,淤地坝措施减沙量均在3000万t/a以内变化。20世纪90年代以来,流域坡面措施减沙量与淤地坝措施减沙量关系比较密切,淤地坝措施减沙量的增幅小于坡面措施减沙量的增幅。     

水土保持综合治理的水沙响应研究方法改进探讨

介绍了国内外水土保持研究的发展概况及水土保持措施减水减沙效益计算方法,着重分析了研究及计算方法中存在的问题,并提出了今后的努力方向：①在利用“水文法”计算减洪减沙效益时,应针对不同的土壤侵蚀类型区分别建立降雨产洪产沙模型;②在利用“水保法”计算减洪减沙效益时,应加强坡面治理对沟道侵蚀的影响研究;③进一步研究淤地坝的减蚀作用;④继续改进水保措施减洪减沙效益计算方法。     

宁夏清水河流域近60年降水量及入黄沙量变化

为了揭示黄河上游水沙变化成因,根据清水河流域的降雨、径流、输沙等实测资料,采用Mann-Kendall趋势及突变检验、“水文法”、“水保法”等方法,分析了不同时段降雨特征值及入黄沙量的变化情况及沙量变化成因。结果表明:1958-2015年,年雨量、汛期雨量、主汛期雨量未发生显著变化及突变;流域控制站泉眼山的多年平均沙量为0.248亿t,1990-1999年来沙量最大,2010-2015年来沙显著减少;流域人类活动减沙量随时间呈先减小后增大的趋势,主要与下垫面的水利水保工程建设及流域坡面治理密切相关;2000年以来,流域水土保持坡面措施及淤地坝数量大幅增加,减沙效益日益显著,其中2010-2015年流域面上的水土保持措施减沙量为733万t,减沙贡献率达12%。清水河近期入黄沙量减少的主要原因是人类活动导致的下垫面变化,流域自2000年起逐步加大水土流失治理力度,2010年以来减沙效益显著增加。     

渭河主要支流产流产沙规律及水保措施减水减沙效益

通过对渭河流域１２条主要支流的产流、产沙规律探索和对降雨、径流、输沙资料的统计分析，应用数理统计原理分别建立了各支流的降雨－径流和降雨－产沙经验公式，并用该公式计算了各支流７０￣８０年代水土保持措施的减水减沙效益，取得了比较可靠的 初步结果。从而，为流域治理规划、合理开发利用水土资源提供了科学依据。     

淳化县泥河沟流域减沙效益及相关问题分析

在分析了泥河流域水土流失特征，水土保持措施配置的基础上，利用水土持法－降雨较正和降水量－洪水量－输沙量相关的地区经验公式，计算了该流域的减沙效益，两种方法的结果证明，减沙效益的９０％以上，并以该流域为样点，讨论了当前水土保持治理中几个问题。     

仕望河流域水土保持措施的减水减沙效益研究

黄河河口镇至龙门区间是黄河流域的主要产沙区,该区间河道全长725.1 km,落差607.3 m,比降0.084%,流域面积11.2万km²。而仕望河流域地处黄土丘陵沟壑区与高原沟壑区的过渡地带,是黄河中游吴堡—龙门段西岸的1条1级支流。本文旨在通过对仕望河流域的水沙变化的综合分析探讨而为黄河的综合治理提供一个切实可靠的依据。本文根据1970—1989年水文站的实测资料,分析了该流域的水沙来源和降雨产流产沙关系,并结合2006—2010年的实测资料,对比分析了不同时期该流域降雨、产流、产沙的变化情况。采用水文法分析计算了该流域水土保持、水利措施的减水减沙效益。通过实测资料分析计算,认为仕望河流域水量变化采用双累计曲线法分析结果比较合理,基本反映了降雨和产流产沙的内在联系。对比影响流域产流产沙的自然因素（降雨）和人为因素（水土保持措施）,仕望河流域水土保持措施减水减沙量在总减水减沙量的占比呈逐年增加的趋势,而降雨因素的的影响在逐步递减。近30 a来国家越来越重视水土保持工作,黄土高原地区的水土保持治理工程陆续的实施对流域产流产沙的减少有显著的影响。     

SCS模型在削洪减沙效益计算中的应用

本文通过对葫芦河流域1956～1989年实测洪水资料的统计分析,结合洪水流量与输沙量关系,采用SCS产流模型计算了1970～1989年葫芦河流域水保措施削洪减沙效益,并率定了在不同降雨条件下适合于该流域产流计算的CN值.经用“经验公式法”和“水保法”对计算结果进行验证,其值基本接近,这说明利用SCS方法进行大面积削洪减沙效益计算是可行的.     

黄土高原梯田和淤地坝坡沟治理措施对产流产沙的协同效应

黄土高原地区的梯田和淤地坝措施发挥了重要的水土保持功能,然而现有的研究主要关注单个措施的减水减沙效应,对坡沟治理措施综合配置协同调控水沙过程的作用一直认识不清。因此,该研究为解析梯田和淤地坝措施对水沙过程的协同调控效应,构建了10个坡沟系统物理模型,设置了对照组（CO）,单一措施组（梯田措施（T0）,4种因淤地坝淤积导致坡沟区域的坡长缩短（L1、L2、L3和L4））和组合措施组（梯田与4种因淤地坝淤积导致坡沟区域的坡长缩短的综合配置（T1、T2、T3和T4））,进行降雨强度为90 mm/h的室内模拟降雨试验,量化不同试验方案下坡沟系统的产流产沙过程。结果表明：1）梯田措施和淤地坝淤积导致坡沟区域坡长缩短均有效调控了坡沟系统的产流产沙过程,梯田能分别减少46.30%～83.59%的径流总量和25.82%～82.41%的泥沙总量,淤地坝导致坡沟区域坡长缩短能分别减少7.87%～33.42%的径流总量和10.20%～30.57%的泥沙总量。2）不同试验方案下坡沟系统的产沙率和产流率之间满足线性关系,而累计产沙量和累计产流量满足幂函数关系。3）综合措施配置发挥了“1+1> 2”的水土保持...     

无定河流域水土保持措施配置及减沙效益分析

从分析无定河流域不同时段水土保持措施配置入手,以减沙效益为研究目标,探讨了水土保持措施优化配置问题。分析认为:水土保持措施配置与减沙效益是密切相关的,淤地坝在水土保持措施配置中应占有合理比例,无定河流域坝地配置比例应大于3%;坡面治理措施配置中需进一步加大封禁治理比例。     

水利水保措施对延河流域侵蚀、泥沙输移和沉积的影响

以黄土丘陵沟壑区的延河流域为例,研究水利水保措施对流域侵蚀、泥沙输移、沉积过程的影响.水利水保措施能改变流域的侵蚀、泥沙输移和沉积过程,影响流域的泥沙收支平衡.分析表明:(1)20世纪70年代以来开展的大规模水土保持建设工程,使得延河流域的泥沙输移比显著下降,最小值为0.26;到80年代末,泥沙输移比有所回升,介于0.50~0.71之间;(2)泥沙输移比变化的主要原因,系流域内淤地坝、水库等沟道工程措施的拦沙作用所致,其波动变化主要受库坝质量及拦蓄库容变化的影响;(3)沟道措施的拦沙作用远大于坡面措施的减蚀作用,前者约相当于后者的1.68~16.98倍,因而坡面治理及相应措施尚有待加强.     

黄土高原地区提倡节水型水土保持

 基于黄土高原几十年的治理成就和经验,对干旱和半干旱地区的水土保持建设进行再认识,指出水土保持措施的减水作用不容忽视,乔木林要适度种植,治坡和治沟是互相依存和互相补充的关系,在西部地区开发建设中注重生态环境建设,避免基础设施建设中的水土流失。从全流域整体考虑,在黄土高原地区应提倡节水型水土保持,并重点治理多沙粗沙区,依据植物的群落特征和地带性理论,因地制宜进行林草建设,尽量选择耐旱的林草,少种高耗水量的植被,工程措施中不同规模淤地坝应建有排水设施,做到淤沙排水,以达到节水的目的。     

黄土高原地区沟道工程的水保作用与防洪功效

实践证明,黄土高原地区以骨干坝、淤地坝为主的沟道工程、小流域坝系,在拦泥淤地、防洪保收、水资源利用、灌溉、养殖、人畜饮水、改善交通等方面发挥了重要作用,成为不可缺少的水土保持重要措施。沟道工程的防洪实践证明,只要形成以治沟骨干工程为骨架,以小多成群的淤地坝为主体的沟道坝系,完全可以保证沟道工程的安全。     

SOIL EROSION,CONSERVATION, AND ECO‐ENVIRONMENT CHANGES IN THE LOESS PLATEAU OF CHINA

As one of the best‐known areas in the world, the Loess Plateau, has long been suffering from serious soil erosion. The present paper reviewed the historical variation of climate, vegetation cover, and environment changes in order to understand the causes of severe soil erosion. Documentary evidence indicated that climate changes and vegetation cover were the dominant natural factors influencing the soil erosion rates during the Holocene. Intensive human activities consisting of warfare, population growth, deforestation, and soil and water conservation measures were responsible for the changes of soil erosion during the anthropogenic period. Spatial and temporal changes of specific sediment yields presented significant decrease within the last several decades, which resulted from decreasing rainfall, large scale soil and water conservation measures, agricultural irrigation, and reservoir construction. Different phase of soil conservation measures demonstrated the development of policies and techniques on soil erosion control. Effective strategies of soil and water conservation, consisting of terracing, afforestation, natural rehabilitation, and check‐dams construction, were carried out on the Loess Plateau during the past six decades. The progress of soil conservation measures confirmed that the check‐dams systems might be suitable for Loess hilly Plateau, and natural vegetation rehabilitation is the best way for soil erosion control and should be implemented in other regions with emphasis of improving the quality of conservation measures based on natural rehabilitation. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.     

淤地坝赋存信息在流域侵蚀产沙研究中的应用

黄土高原淤地坝在拦蓄大量泥沙的同时,也赋存了大量环境变化信息。该文从淤地坝赋存信息在小流域侵蚀产沙速率、泥沙来源和泥沙输移比研究方面的作用进行了归纳和总结,分析了目前研究中存在的问题,提出了今后研究的发展方向,以期能为更好地利用这些赋存信息,发挥其在黄土高原土壤侵蚀和环境演变过程研究中的作用提供参考。     

陕北子洲县典型淤地坝淤积过程和降雨关系的研究

淤地坝作为黄土丘陵沟壑区水土流失治理的重要工程措施之一,其坝系优化布局、相对稳定性及坝地效益等受到广泛关注,但对其淤积过程研究甚少。该文通过对黄土高原淤地坝进行调查,典型坝淤积过程剖面的观测及取样分析,结合库容曲线和每个淤积层的淤积厚度求出分层淤积量。根据暴雨产沙过程原理及淤积过程降雨资料,反演淤地坝各淤积层所对应的次侵蚀性降雨,建立层淤积量与相应次侵蚀性降雨指标的相关方程。研究结果表明：坝地淤积物中层淤积量和次侵蚀性降雨的降雨侵蚀力呈幂函数关系,层淤积量和次侵蚀性降雨的最大30 min降雨强度呈指数函数关系,经检验结果良好。     

黄土高原丘陵沟壑区一副区小流域淤地坝系效益分析——以王茂沟小流域为例

淤地坝是水土保持治理的主要措施之一，特别是在水土流失最为严重的黄土丘陵沟壑区一副区．其效益更为突出。根据王茂沟流域淤地坝坝系的调查资料．分析了王茂沟流域坝系的蓄洪拦泥、增产、生态、社会效益。研究结果表明，黄土高原丘陵沟壑区的淤地坝坝系在防止沟道侵蚀、提高粮食产量、促进植被恢复及土地利用结构调整、促进农村产业结构调整、提高水资源利用率、便利交通、促进农村科技文化事业的发展等方面发挥着不可替代的作用。     

A laboratory study on the relative stability of the check‐dam system in the Loess Plateau,China

The building of check‐dams is one of the most effective measures for the conservation of soil and water in the Loess Plateau of China, and the hydro‐sedimentologic balance is the most important factor influencing the relative stability of the check‐dam systems. This means that the soil and water in small watersheds controlled by the check‐dams will be absorbed internally, without the need for raising the height of the dams, if some given parameters have reached certain values. A runoff simulation experiment for a single check‐dam and a rainfall simulation experiment for the whole check‐dam system has been conducted, and the runoff/rainfall intensity and the parameter RV were determined through the annual erosion rate of the prototype watershed. The results indicated that the raising of the dam‐land altitude became slower, and the mean gradient of the gully was kept at a constant. The main reasons causing the check‐dam to show a good relative stability are the enlarging of the dam‐land area, the alleviating of erosion by the check‐dam, and the auto‐stabilizing mechanism of the gullies. This study presents a kind of scale‐down model experiment in which the ratio of the model geomorphological variable to the corresponding prototype variable keeps constant after the determinate runs of rainfalls, so that the soil and water erosion processes of the prototype could be monitored from the results of the model experiment. Four measures have been suggested for ensuring this ratio is a constant: (1) A bare‐land model with an appropriate erosion rate should be used in the experiment. (2) Dimensions of the landform, including the check‐dam, should normally be scaled down according to the prototype watershed. (3) Soil similar to those of the prototype should be used. (4) The antecedent water content before each rainfall simulation should be kept constant. Copyright © 2006 John Wiley & Sons, Ltd.