黄土丘陵区淤地坝建设后小流域泥沙拦蓄与输移特征

了解淤地坝建设后小流域泥沙拦蓄与输移的变化特征对正确认识和评价淤地坝的减蚀作用有重要意义.该文通过对黄土丘陵区王茂沟流域1953-2015年不同时段内淤地坝的拦沙量和流域出口输沙量的分析,研究了坝系建设后泥沙拦蓄、输移和侵蚀的变化过程与特征.研究表明,王茂沟流域年均拦沙模数呈减少-增加-再减少的波动变化趋势;流域年均输沙模数呈先增加后减少的变化趋势;1953-1986年期间,不同阶段的年均侵蚀模数变化不大,1987年后呈显著下降趋势.流域治理后期与初期相比,年均拦沙模数、输沙模数和侵蚀模数分别下降了79.3％、90.6％和83.9％.淤地坝建设初期,有效库容对流域拦沙模数和输沙模数的变化有重要影响,侵蚀性降雨频发和较低的水土流失治理度是侵蚀强烈的主要因素;流域治理后期,侵蚀性降雨及其发生频次的减少,水土流失治理度的提高与稳固,是流域拦沙、输沙和侵蚀产沙显著下降的主要原因.淤地坝在控制流域侵蚀产沙、减少泥沙输移方面作用显著,但要达到持续有效的作用,坡面治理不容忽视,两者兼顾是黄土丘陵区水土保持的必由之路.     

水土保持措施对黄土高原小流域重力侵蚀的调控机理研究

采用有限差分软件FLAC3D对有无植被及淤地坝的黄土高原小流域重力侵蚀机理进行探索,揭示了主要工程措施(淤地坝)和生物措施(植被)对重力侵蚀的调控机制。通过对比分析无治理措施和实施淤地坝及生态恢复治理措施条件下,小流域位移场、应力场和塑性屈服区分布,揭示了淤地坝和植被措施减缓重力侵蚀的作用。结果表明:植被可使梁峁顶处位移减9.8%,沟坡中下部位移减小11%,淤地坝只能使坝址处位移减少10%;植被可使塑性区体积减少46%,淤地坝可使塑性区体积减少11%。淤地坝增加了流域的凹形边坡,而根系加固作用改善了坡面浅层土体应力,二者均有效降低了坡面土体的应力集中,减少了塑性屈服区体积,但均未改变小流域以剪切破坏为主的屈服模式。小流域小尺度范围内,淤地坝减蚀作用强于植被,而大尺度范围内,植被减蚀效果优于淤地坝。研究成果可为小流域水土保持措施的合理配置提供科学依据。     

青藏高原隆升的气候环境效应与黄土高原构造侵蚀

青藏高原的隆升使亚洲地区乃至全球范围的气候特征发生了巨大变化。其中,22 MaB.P.改变了东亚地面行星风系并出现季风效应;8.5 Ma B.P.东亚季风效应增强,干旱化程度的加剧,黄土高原风尘堆积开始;3.6Ma B.P.起,高原隆升对全球气候变化的驱动与放大作用增强;1.2 Ma B.P.以来,高原隆升对亚洲现代冬夏季风气候效应逐级增强。第四纪以来的青藏高原的隆升,使黄土高原发生了阶段性抬升与构造变形,并引起多种黄土地质灾害与水土侵蚀,其中,黄土高原的抬升,导致侵蚀基准面下降,为重力侵蚀、沟谷溯源侵蚀和流水侵蚀提供了有利条件;构造变形会造成黄土产生构造裂隙、节理,增大黄土的侵蚀速率,促进黄土的坍塌和滑坡等侵蚀灾害的发生;地形突变带、活动断裂带,地震活动带等稳定性条件差的黄土分布区,是黄土侵蚀最剧烈的地区。     

青藏高原隆升的气候环境效应与黄土高原构造侵蚀

青藏高原的隆升使亚洲地区乃至全球范围的气候特征发生了巨大变化。其中,22 Ma B.P.改变了东亚地面行星风系并出现季风效应;8.5 Ma B.P.东亚季风效应增强,干旱化程度的加剧,黄土高原风尘堆积开始;3.6 Ma B.P.起,青藏高原隆升对全球气候变化的驱动与放大作用增强;1.2 Ma B.P.以来,青藏高原隆升对亚洲现代冬夏季风气候效应逐级增强。第四纪以来青藏高原的隆升,使黄土高原发生了阶段性抬升与构造变形,并引起多种黄土地质灾害与水土侵蚀,其中,黄土高原的抬升,导致侵蚀基准面下降,为重力侵蚀、沟谷溯源侵蚀和流水侵蚀提供了有利条件;构造变形会造成黄土产生构造裂隙、节理,增大黄土的侵蚀速率,促进黄土的坍塌和滑坡等侵蚀灾害的发生;地形突变带、活动断裂带、地震活动带等稳定性条件差的黄土分布区,是黄土侵蚀最剧烈的地区。     

降雨对黄土裸坡坡面形态影响的室内模型试验

黄土高原坡面的侵蚀主要发生在降雨集中的6-9月,坡面会遭到严重破坏,更甚者造成滑坡.建立了黄土裸坡的室内模型并模拟人工降雨,通过综合监测来观察降雨过程中坡面形态的变化并分析降水人渗对黄土滑坡的影响.试验结果表明:(1)降水入渗速率由快到慢;径流量/入渗量的值随时间先增长,再减小,最后稳定;坡顶的降水入渗速率始终大于坡面;(2)坡顶首先产生贯通的拉裂缝,然后坡体内部产生局部微小竖向裂缝,位移方向为坡顶下方竖直向下,坡面下方略大于45°;(3)坡面侵蚀经历了“片蚀-沟蚀一沟间坡面面蚀向深切和侧蚀发展”的过程,最终沟岸发生崩塌,坡面因受侵蚀呈整体下降趋势;(4)坡面崩滑从坡趾处自下而上发展.     

基于MIKE模型的不同淤地坝型组合情景对小流域侵蚀动力和输沙量的影响

为科学认识黄土高原淤地坝建设对小流域侵蚀动力过程的影响,通过分布式水文模型MIKE SHE和一维水动力模型MIKE 11耦合模拟了王茂沟流域的洪水过程,并计算了流域主沟不同断面的侵蚀动力参数和不同坝型组合的减沙效益。结果表明:(1)淤地坝建设在不同程度上改变了小流域沟道的侵蚀动力分布,坝系建成后沟道的侵蚀动力参数减幅最大。(2)小流域径流侵蚀功率表现为上中游剧烈变化,下游趋于稳定,且下游径流侵蚀功率明显小于上游。(3)淤地坝建设可以有效减小流域的输沙量,其中单独建设骨干、中型、小型坝相比流域未建坝时,输沙模数分别减少24.74%,47.11%,64.11%;流域坝系建成后减沙效益最明显,流域输沙量减少83.92%。研究成果可为黄土高原淤地坝减沙效益评估提供科学参考。     

无定河淤地坝拦沙措施时间变化的分析与对策

运用大量实测资料对无定河淤地坝及其拦沙效应进行了研究。坝地面积增加率在20世纪70年代达到峰值。80年代发生显著衰减，90年代进一步衰减。用水文法对无定河流域水土保持措施的减沙效益进行了估算．结果表明，减沙效益从70年代开始急剧增大，并在70年代末、80年代初达到峰值，随后有减小的趋势。历年新增坝地面积从60年代中期开始急剧增大，并在70年代初达到峰值．随后有减小的趋势。由于后续淤地坝的建设未能及时跟上，新增坝地面积在70年代末和80年代中大幅度减少后．随着原有的淤地坝逐渐淤满失效，淤地坝减沙效益衰减。在这一因素的影响下，无定河产沙量在70年代开始大幅度减小，但在1986～1996年，修建于60年代末、70年代和80年代初的淤地坝相继淤满失效之后．后续淤地坝建设未能跟上，故无定河产沙量有增加的趋势。基于本研究，我们建议．在无定河的水土保持中应加强淤地坝建设，实现淤地坝的持续拦沙效应，才能使入黄泥沙减少的趋势能够长期持续下去。     

黄土丘陵区土质路面与植物路侵蚀过程及其防蚀效应模拟试验研究

针对黄土高原严重的道路侵蚀问题,通过室内人工模拟降雨及人工放水试验,对黄土山坡土质路与植物路侵蚀过程进行了研究,并对比分析了植物路与土质路的侵蚀过程差异及其减水减沙效应.研究结果表明,在相同的试验条件下,植物路侵蚀过程呈逐渐减弱趋势,可用对数函数进行描述;而土质路侵蚀过程呈非稳定现象;植物路具有明显的蓄流减蚀作用.     

黄土丘陵区小流域淤地坝纪录的泥沙沉积过程研究

淤地坝是黄土丘陵区小流域水土流失治理的重要工程措施之一,在拦蓄泥沙的同时,也记载了小流域侵蚀产沙的历史变化过程及特征.该研究根据流域历史降雨资料,分析了黄土丘陵区关地沟小流域淤地坝1959～1987年泥沙沉积旋回变化及各旋回层泥沙中、小流域沟间地和沟谷地表层土体中放射性同位素137Cs含量,研究了小流域侵蚀产沙变化过程及泥沙主要来源.结果表明:该小流域在淤地坝建设初期,侵蚀产沙强度很大,其后产沙强度由强变弱,呈显著降低趋势,淤地坝内沉积泥沙的70%来源于沟间地;微小流域与较大流域在泥沙来源方面存在较大差异.     

坡脚型场地对滑体运动的减速机制研究

在野外滑坡现场调查的基础上,采用通用离散元程序(UDEC)构建基本几何模型,对坡脚型滑坡运动-停积过程进行模拟,研究了坡脚型场地条件(坡角及下垫面摩擦系数)对滑体运动的减速机制。通过各监测点的减速分布曲线的对比分析可知,在滑坡规模相同的条件下,坡脚型滑坡的减速阶段运距随着坡角的增加呈先增大而后减小的变化趋势。而由撞击坡脚引起的能量传递现象则是决定减速阶段运距长短的关键,也是造成同等规模下滑坡运距存在差异的原因。同时,下垫面摩擦系数越低,位能转化为动能的程度也越高,遭遇坡脚后滑体的碎屑化更加严重,导致运距更远。     

关于中国土壤侵蚀类型与侵蚀类型区的划分

根据中国土壤侵蚀的实际及当前对侵蚀类型、类型区等的不同理解与应用状况,提出了中国土壤侵蚀类型、侵蚀形式、侵蚀形态与侵蚀类型区等的基本概念、划分依据及初步划分成果。本文还对水土流失类型的提法与应用作了分析。     

Basics of effective erosion control in German agriculture

Present research in Germany on water, wind, and tillage erosion is examined. Existing soil‐protection strategies, laws, and guidelines are outlined. These are the result of extensive scientific investigations and the adoption of existing international knowledge. The most common methodologies currently used in Germany are reviewed. They allow an estimation of the water‐ and wind‐erosion risks as well as methods for their reduction. The results enable an aim‐orientated, site‐specific, risk‐adequate approach to implementing control measures in an easily understood framework. The most important remaining research problems are explained.     

韭园沟流域坝系建设调查

韭园沟流域坝系建设调查马小哲，田永宏，郭玉梅，张庆伟（黄委会绥德水土保持科学试验站，陕西绥德县７１８０００）一、流域概况韭园沟流域位于陕西省绥德县城北约５ｋｍ处，是无定河中游左岸的一条支沟，流域面积７０．７ｋｍ２，主沟长１８ｋｍ，沟道平均比降为１．２...     

地表侵蚀与地貌相互关系的研究

地表侵蚀与地貌相互关系的研究郭耀文（青海师范大学，西宁８１０００８）杨军（青海省土地管理局）王满堂（青海省科技情报所）ＳｔｕｄｙｏｎＣｏｒｒｅｌａｔｉｏｎＢｅｔｗｅｅｎＳｕｒｆａｃｅＥｒｏｓｉｏｎａｎｄＬａｎｄｆｏｒｍｓ￥ＧｕｏＹａｏｗｅｎ；Ｙａｎｇ...     

风水两相侵蚀研究现状及我国今后风水蚀的主要研究内容

土壤侵蚀的主要方式是风蚀和水蚀 ,对其研究历史较长 ,已经有了初步的认识。在我国 ,由于独特的季风气候和地理位置 ,风水两相侵蚀面积广布。风水两相侵蚀不是简单的风蚀加水蚀 ,而是一个相互作用呈周期循环的复杂体系 ,国内外关于风水两相侵蚀的研究较少。在阐述风水驱动因素的基础上 ,说明了我国一些基本的风水两相侵蚀类型 ,并对风水两相侵蚀的复杂性进行描述。今后在对这些类型研究的基础上 ,可进一步确立风水侵蚀交错带的范围及分布 ,并将其作为一个特殊的区域对待 ,这对全国生态环境的整治和西部大开发战略的实施有十分重要的意义     

坡面土壤细沟侵蚀自组织分析

坡面土壤细沟侵蚀过程是坡面土壤颗粒的一种宏观定向有序运动，这种现象在耗散结构中称为自组织现象。细沟侵蚀愈剧烈，对土地生产力的破坏愈严重。本文利用耗散结构理论对坡面土壤细沟侵蚀进行了分析，对细沟侵蚀的防治进行了探索，提出了一些新的治理思路。     

冻融侵蚀的类型及其特征研究

冻融侵蚀的季节性和侵蚀作用的特殊性 ,使得国内外对这方面的研究开展很少。探讨了冻融侵蚀的概念 ,将冻融侵蚀分为融雪径流侵蚀、沟壑冻融侵蚀、寒冻石流、冻融风蚀、冻融泥流、冰川侵蚀 6类 ,并对各类型的侵蚀过程和特征进行了介绍     

城镇侵蚀及其防治

城镇侵蚀是土地侵蚀的一个类型,包括城镇建设过程中的侵蚀、城镇诱发侵蚀和城镇垃圾侵蚀.城镇侵蚀以人为侵蚀为主,侵蚀强度大,对下游危害严重,治理投资大.城镇侵蚀的防治原则是以防为主,防治结合,治管结合.     

神府东胜矿区侵蚀营力及风、水蚀相互作用特征

神府东胜矿区主要侵蚀营力有风力、水力、重力和人为活动。侵蚀营力具有随季节周期性交替和空间分布上相互交错、渗透的特点。风力、水力相互作用及对地表物质的侵蚀、搬运和堆积过程，形成了风、水蚀地区特有的坡面徽地貌形态和垂直分带。     

中国主要水蚀区土壤侵蚀过程与调控研究

国家重点基础研究发展计划（973）项目＂中国主要水蚀区土壤侵蚀过程与调控研究＂针对国家对土壤侵蚀防治对策基础理论的迫切需求和国际学科前沿重大问题,选择东北黑土漫岗丘陵区、西北黄土高原区、南方红壤丘陵区和西南紫色土山丘区等4个主要水力侵蚀区,从侵蚀过程、侵蚀模型和侵蚀调控3个层面进行了系统研究。揭示了不同方式和不同尺度下土壤侵蚀发生发展的过程及其空间格局、影响因子和作用机制;构建了中国多尺度水蚀预报模型;提出了水土流失与水土保持的环境效应评价指标体系与方法;综合集成了适应自然生态过程和人类活动的水土流失调控范式。该项研究成果丰富和发展了具有中国特色的水土保持科学,为国家制定水土保持战略和规划提供了理论依据。