黄土丘陵沟壑区典型淤地坝坝系结构和溃坝模拟分析

进行淤地坝溃坝风险研究可保障淤地坝下游地区群众的生产生活和财产安全。为科学认识黄土丘陵沟壑区淤地坝坝系结构及其溃坝风险,以宁夏什字河小流域为例,采用MIKE11模型分析什字河坝系内部级联作用关系,模拟什字河坝系在暴雨洪水条件下的溃坝过程,结果表明：(1)总体上什字河坝系可划分为阳屲、姚套和穆沟3个坝系单元,各坝系单元之间在洪水泥沙的控制关系上表现为联合拦蓄、互为补充、彼此协调;什字河坝系当前泥沙淤积量占总库容的10.35%,仍具有很大淤积潜力。(2)在300 a一遇暴雨下,什字河坝系中有3座淤地坝会发生连锁溃坝,分别为民主、赵家崖、穆沟淤地坝。在暴雨开始后的11 h坝前水深达到最大值,发生溃坝后,水深会快速下降至2～3 m,之后会缓慢下降直至溃口达到最终稳定状态,水深接近0 m;溃坝前坝后水深达到最大值,发生溃坝后会急剧下降,之后缓慢下降。(3)发生溃坝前,由于降雨汇流作用主沟道内断面处水深不断上升,发生溃坝后,水深迅速上升至最大值,随后迅速下降后再缓慢下降,直至最终达到稳定状态,水深接近0 m。     

黄土丘陵沟壑区第三副区沟道治理途径研究

长期以来黄土丘陵沟壑区第三副区的沟道治理一直是流域综合治理的薄弱环节.回顾和总结了沟道治理的探索历程及经验,根据自然环境和沟道发育特征,分析了沟道治理的技术条件,总结了淤地坝、支毛沟谷坊、沟头防护和沟坡防护林、微型沟台阶化整治工程、生态陡坎治理等相结合的沟道治理途径和模式.     

甘肃省黄土丘陵沟壑区第三副区小流域综合治理模式研究

针对黄土高原水土流失综合治理中存在的问题,在分析和总结小流域综合治理的基础上,针对黄土高原丘陵区第三副区建立小流域综合治理模式,采用模糊聚类定量分析方法和定性方法划分为4个亚区。并对各亚区土地利用结构进行了合理的调整,提出了水土保持措施的配置模式,对不同类型区综合治理有一定的指导意义。     

甘肃省黄土丘陵沟壑区第三副区气候资源与粮食发展预测

该文分析了甘肃省黄土丘陵沟壑区第三副区粮食生产现状光，热，水等气候生产潜力；根据土地资源和人口发展对近期粮食生产进行了预测，并提出了发展粮食生产的途径。     

黄土丘陵沟壑区第三副区山坡地利用及分布状况研究

黄土丘陵沟壑区第三副区是人口较密集的地区,也是水土流失严重的地区.通过对该区自然条件及山坡地土地利用特点、分布状况及存在问题的分析.提出了解决问题的具体措施.     

黄土丘陵沟壑区淤地坝建设效益与存在问题

韭园沟流域是黄土丘陵沟壑区第一副区具有代表性的一条小流域,1953年被确定为水土保持试验、示范基地,并开展了以沟道淤地坝建设为主要措施的小流域综合治理。50a来取得了显著的拦泥淤地增产效益、生态效益和社会效益,为黄土高原丘陵沟壑区淤地坝建设起到了典型引路作用。分析了淤地坝建设运行过程中存在的一些突出问题,可为今后大规模的沟道淤地坝系建设提供科学依据和实践经验。     

黄土高原丘陵沟壑第三副区小流域土壤渗透特性研究

土壤渗透特性是土壤重要的性质之一,采用双环法对黄土高原丘陵沟壑第三副区吕二沟小流域不同地形、不同土地利用方式的土壤进行渗透性测定,研究其入渗透规律。结果表明:不同土地利用类型对土壤饱和渗透率影响较大,无论是在流域的上游、中游还是下游,饱和渗透率都表现出刺槐林草地耕地和果园的规律。在整个流域角度分析,饱和渗透率总体表现出不明显的流域中游流域出口流域上游和不明显的流域右侧流域左侧的规律;土壤饱和渗透率与含水量无关,与土壤容重和非毛管孔隙相关性较大,即土壤饱和渗透时主要是通过非毛管孔隙进行的;应用不同模型对渗透过程进行拟合,霍顿模型拟合效果较好拟合系数为0.930。     

黄土丘陵沟壑区抵抗土壤侵蚀的植物群落结构特征

黄土丘陵沟壑区水土流失严重,植被是防治水土流失的最有效和最根本措施。植物群落在垂直方向上由不同植被层组成,不同层具有不同的水土保持作用。因此,恢复具有合理结构与有效盖度的植被是控制该区水土流失、改善生态环境的根本途径。鉴于此,采用结构化植被因子指数(Cs)分析了不同群落的结构特征,并结合不同群落土壤侵蚀量的实测数据,探明了能够抵抗土壤侵蚀的群落结构特征。研究结果表明:不同水文年群落能有效抵抗土壤侵蚀的Cs值有明显差异,暴雨年份植物群落有效减少土壤侵蚀所需的Cs值较高。演替早期群落及人工林群落未表现出较强的减蚀能力,当Cs分别大于20%和30%左右,且草本层和枯落层盖度较大时,土壤侵蚀强度小于2 500t/(km~2·a),为轻度侵蚀。演替中、后期群落及自然乔、灌群落Cs分别大于30%和36%,且近地面的灌木、草本层及贴地面的枯落层中至少有一层盖度较大时,可有效减少土壤侵蚀,尤其在暴雨年份,禾本科植物群落及自然乔、灌群落能有效控制土壤侵蚀。当Cs分别大于38%和30%~40%,且近地面至少有一层盖度较大时,土壤侵蚀强度小于黄土高原地区允许土壤流失量[1 000t/(km~2·a)]。     

黄河流域第三副区坝系拦沙输沙监测成果分析

黄河流域第三副区聂家河小流域坝系工程布局以现有骨干工程为骨架,各级沟道自上而下逐段布设小型淤地坝、中型淤地坝和骨干工程,分级拦蓄径流泥沙;在其示范坝系的典型淤地坝上布设了降雨、拦沙及输沙监测点.监测结果表明:坝系工程抬高了侵蚀基准,稳定了沟坡,控制了沟床下切和沟岸扩张,增强保土保水能力,尤其骨干坝在坝系拦沙中起关键作用,能够快速有效地拦蓄径流泥沙,控制水土流失,是水土保持生态建设的重要措施,为保护下游河流安全起到了重要作用.     

基于黄土丘陵沟壑区第Ⅰ副区淤地坝淤积调查的土壤侵蚀模数计算

[目的]探索适合黄土丘陵沟壑区不同沟道土壤侵蚀模数计算的新方法,为区域水土流失防治和水保规划提供数据支持。[方法]以黄土丘陵沟壑区不同沟道74个不同坝型的淤地坝为基础,将其看作小流域的沉沙池,同时结合实地调查测量与分析计算,利用淤地坝赋存的泥沙信息获得不同级别沟道的土壤侵蚀量。[结果](1)在地形复杂的黄土丘陵沟壑区,土壤侵蚀模数与不同沟道对应的淤地坝控制面积具有一定的负相关关系;(2)土壤侵蚀模数调查值较设计值显著降低,造成淤地坝空坝率上升,使淤地坝长期保持负效应。[结论]利用闷葫芦坝淤积量推算坝体控制面积土壤侵蚀量,方法简单合理。同时小流域坝系可采用多种方法综合分析,相互印证,可较准确地确定小流域土壤侵蚀模数。     

黄土丘陵区淤地坝系田园综合体的构建模式

[目的]探讨黄土丘陵区淤地坝系田园综合体的构建模式,为该区淤地坝系建设和利用提供科学支撑.[方法]利用文献研究田园综合体的建设模式与条件,开展实例调查并分析黄土丘陵沟壑区淤地坝建设现状、运行及利用过程中存在的问题.[结果]甘肃省已初步形成坝系建设管理体系.在运行过程中,存在病险隐患、坝地盐碱化治理不到位、水土资源利用不...     

黄土丘陵区第三副区人工牧草SCS-CN值率定研究

径流曲线数法(SCS-CN模型)是估算地表径流的常用方法,可以快速评估不同地表覆盖对降水径流关系的影响。为探讨径流曲线数法在黄土高原地区人工牧草措施下的适用性,提高植被恢复对黄土高原水资源影响的理解,为黄土高原人工牧草地表径流估算提供理论参考,选取黄河水利委员会天水水土保持科学试验站罗玉沟试验场7个径流小区中73场降雨径流事件资料,采用步长法对黄土高原人工牧草标准SCS-CN模型的径流曲线数(CN)和初损率(λ)进行优化率定。结果表明：(1)人工牧草最优λ值为0.15,而对照农田为0.18;(2)不同种类牧草CN值差异不显著,约为79,对照农田CN值为81,表明美国土壤保持局推荐的CN值对黄土高原人工牧草径流计算具有适用性,但λ值需根据实际情况进行优化率定;(3)根据前期土壤湿度情况修正S值,模拟效果较为理想,修正后的SCS-CN模型适用于黄土高原半干旱人工牧草地区。     

宁夏典型流域淤地坝系运行风险评价

病险坝会严重地威胁到人民生命和经济财产安全,因此淤地坝运行风险的识别和研究尤为重要.选取宁夏西吉县车路沟坝系为研究对象,分别提取并建立一套相对完整的单坝及坝系运行风险评价指标体系,结合改进层次分析法计算指标权重,对各坝7个暴雨重现期下的运行风险及坝系300年一遇情景下的运行风险进行了评价.结果表明:随着重现期的增加,车路沟、前咀骨干坝以及东庄湾中型坝的风险等级发生了不同程度的变化,需重点关注;当遭遇300年一遇暴雨时,西吉车路沟流域运行风险值由高到低依次是:王昭单元＞前咀单元＞流域坝系＞大坪单元＞盘路湾单元,各淤地坝单元以及流域坝系均处于运行安全状态.本研究整体上实现了单坝,淤地坝单元以及流域坝系的运行风险评价,为该地区的淤地坝安全预报预警提供一定的借鉴和参考.     

黄土丘陵半干旱区典型人工林土壤水分特征

在黄土丘陵区选取不同林龄典型人工乔木林刺槐,灌木林沙棘、柠条,并以经过30 a多自然演替形成的荒坡草地作为对照,研究了人工林地土壤水分特点.结果表明,(1)人工林地总体持水能力较差,不同类型林地土壤持水能力顺序:刺槐林>沙棘林>柠条林,随着林分的生长,土壤持水能力均有增强的趋势;(2)土壤的导水能力随着林龄的增加有明显提高,林龄较接近时,刺槐林较沙棘林和柠条林饱和导水率大;(3)随着林分生长,林地土壤饱和含水量值增大,林地蓄水能力增强;(4)与荒坡对照相比,人工林改善土壤持水、导水能力的效果不一定有生态系统自我修复作用形成的植被群落好.     

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。     

砒砂岩区典型淤地坝沉积泥沙特征及来源分析

黄土高原地区的淤地坝是拦减入黄泥沙的关键措施,尤以对泥沙具有绝对控制的闷葫芦淤地坝为甚。为研究淤地坝对侵蚀泥沙的拦蓄作用,以砒砂岩区皇甫川流域园子沟淤地坝为研究对象,采集坝地淤积剖面及沟间地、沟谷地表层样品,对沉积旋回进行断代分析,计算泥沙贡献率,反演其淤积过程。结果表明:坝地沉积泥沙粒径分布以2~0.05 mm砂粒为主,其次为粉粒、黏粒,砂粒中以极细砂和细砂占比最多。园子沟坝控流域内侵蚀性降雨事件对应的最小日降雨量为22.8 mm;淤地坝运行可划分为2个阶段,前期主要依靠坝体拦蓄泥沙,后期随着拦蓄泥沙的增多,减蚀作用凸显。坝地沉积泥沙主要来源为沟谷地,贡献率达71.4%,沟间地为28.6%,其中沟间地侵蚀产沙并非受植被唯一影响,在降雨量>45.4 mm时,地形因素会限制侵蚀的加剧。     

黄土丘陵沟壑区沟坡典型植物群落生长特征

以纸坊沟小流域沟坡7个典型植物群落为调查对象,对其结构特征、物种多样性、盖度、地上生物量进行了系统研究。结果表明:Simpson多样性指数显示为沙棘赖草白羊草柠条苔草茭蒿铁杆蒿;Magarlef丰富度指数表现为草本群落灌木群落,阴坡群落阳坡群落;Pielou均匀度指数为灌木群落草本群落,阴坡群落阳坡群落。灌木群落地上生物量(1.53～5.85 kg/m~2)显著大于草本群落(0.17～0.41 kg/m~2),草本群落地上生物量大小排序为赖草铁杆蒿茭蒿白羊草苔草。植被盖度阴坡草本群落最大,灌木群落居中,阳坡蒿类草本群落最低。沟坡植物群落的Simpson多样性指数、Margalef丰富度指数略低于梁峁坡面的植物群落,Shannon-wiener多样性指数、草本群落地上生物量显著低于梁峁坡。研究成果对于明确黄土高原小流域植被生长特性、优化水土保持措施的空间配置具有重要的指导意义。     

黄土丘陵沟壑区典型农作物产流产沙效应研究

为了分析不同农作物的产流产沙特性,基于冯家沟水土保持监测站2014—2016年的自然降雨数据及5种不同农作物(红薯、谷子、玉米、大豆、土豆)覆盖下的产流产沙量观测数据,分析了15°黄土坡面不同类型降雨条件下不同农作物产流产沙量规律。结果表明:(1)不同场次降雨中,玉米措施产流量及土壤流失量较大,红薯措施与谷子措施较小,土豆措施与大豆措施产流量及土壤流失量差别不大。(2)不同农作物的小区产流产沙量均与最大30 min降雨强度I_(30)及降雨量呈显著和极显著相关关系。(3)研究区侵蚀性降水根据降雨量、降雨历时及I_(30)可分为3种类型:Ⅰ雨型(降雨量、历时、雨强适中)、Ⅱ雨型(历时较长、雨量大、雨强较小)、Ⅲ雨型(历时短、降雨量较小、雨强大)。(4) 5种作物在不同雨型下产流产沙特性不同,在Ⅲ雨型(降雨强度大、历时短)条件下各作物措施产流量及土壤流失量最大,不同雨型条件下红薯产流量及土壤流失量最小。相比其他农作物,红薯是研究区坡耕地水土流失防治的优良农作物,玉米不适用于坡耕地水土流失防治中种植。     

贵州省典型变质岩地区地表水系结构特征研究

变质岩地区土层深厚、半风化层极为发育,一旦植被遭到破坏,水土流失程度将大大加剧。研究该类地区的土壤侵蚀环境,准确量化复杂的流域地貌特征,对变质岩地区土壤侵蚀预测评价及水土保持规划具有重要意义。以贵州省雷山县作为变质岩地区的典型代表,从不同级别水道数目、平均长度、长度比、频度、密度及分支比等方面研究了该类地区的水系结构特征,结果表明:变质岩地区水道密度达6.80 km/km2,水道频度达21.19条/km2,水道平均分支比为4.373,水道平均长度比为2.053,水道分形维数为2.051。与喀斯特地区相比,变质岩地区水系具有水道密集、长度较短,分支能力较强、结构复杂,水系成熟、完善的特点。     

贵州省典型喀斯特地区地表水系结构特征研究

喀斯特地区地质、地形、地貌的特殊性,导致发育形成的流域水系具有自己的典型特点。为了探讨喀斯特地区地表水系特征,以贵州省息烽县典型喀斯特地区作为研究对象,运用GIS技术与地貌侵蚀循环理论,研究了贵州喀斯特地区的地表水系结构特征。研究结果表明:从水系形态上看,该地区在负地形部位发育了相当数量的星状水系;从整个水系网的特征上看,该区发育的地表水系中低级水道数目较高级水道多,且水道平均长度较短,有大量低级地表水系向下发展汇入地下水系,其中一至四级水道均有部分水道汇入地下,形成地下水系。