黄土高原沟壑区水保措施蓄水拦沙指标体系的建立

根据以往研究成果归纳出建立水保措施蓄水拦沙指标体系的基本思路和揭示差异性、遵循综合性、注重准确性、立足于可操作性的原则,结合黄土高原沟壑区的自然情况,建立了该区水土保持措施的蓄水拦沙指标体系。黄土高原沟壑区梯田、造林、种草的拦沙指标多小于黄土丘陵沟壑区相应措施的指标值,梯田的蓄水指标值大部分介于黄土丘陵沟壑区第一副区、第二副区与第五副区之间,提出了应用该指标体系的主要工作步骤。     

塬面拦蓄水工程建设要点

塬面水土流失治理是黄土高塬沟壑区水土保持的重点,拦蓄水工程是塬面水土流失治理的重要措施之一。对涝池、水窖、蓄水池、沟边埂等塬面拦蓄水工程建设的重要因素进行归纳分析,期望对黄土高塬沟壑区塬面水土流失治理技术标准化具有一定的参考意义。     

黄土高塬沟壑区水土流失综合治理范式

 黄土高原是中华农耕文化的发祥地,其主要地貌类型区之一的黄土高塬沟壑区,其农业发展有着比黄土高原其他地区优越的自然条件。但长期以来,由于自然和人为因素的双重作用,该区水土流失十分严重,塬面径流下沟导致沟头不断前进,塬面逐年萎缩。由于沟坡坡度大而导致重力侵蚀异常活跃,侵蚀强度逐渐加强。在特殊的自然环境、人口压力以及经济发展需求的条件下,探索黄土高塬沟壑区水土流失综合治理范式成为水土保持领域科技人员和当地政府急需解决的问题之一。在解析黄土高塬沟壑区自然地理特征、水土流失特点以及社会经济发展需求的基础上,通过对该区现有的水土流失综合治理模式进行梳理,结合范式的概念,提出黄土高塬沟壑区水土流失综合治理范式。     

甘肃黄土高塬沟壑区水土保持综合治理生态效益分析

利用甘肃省第一次水利普查水土保持成果和黄委西峰水保试验站多年效益观测资料,参照其他专家最新研究成果,确定了甘肃省黄土高塬沟壑区生态效益指标参数,按照新修订的《水土保持综合治理效益计算方法》(GB/T15774—2008)及森林生态系统服务功能评估规范,以1979年作为基准年,分析计算了甘肃省黄土高塬沟壑区2011年水土保持综合治理的生态效益。     

水土保持坡面措施蓄水拦沙指标体系的回顾与评价

 对以往水土保持蓄水拦沙效益计算分析研究成果中有关坡面措施的蓄水拦沙指标,以及与其密切相关的水保措施数量的确定原则、具体取值与计算方法、应用范围与条件等方面进行了较为全面的回顾与分析评价,为进一步开展水土保持蓄水拦沙效益的分析,建立不同类型区、不同降水条件的坡面措施蓄水拦沙指标体系提供了基础依据。     

黄土高原不同侵蚀类型区侵蚀产沙强度变化及其治理目标

为了确定黄土高原不同侵蚀类型区的治理目标,采取"水文—地貌法",利用98个水文站控制区和234个侵蚀产沙单元,在分析其不同治理阶段土壤侵蚀产沙变化特征与减沙幅度,不同侵蚀强度面积的变化及其空间分布的基础上,提出了未来20a黄土高原主要流失区的区域治理目标:土壤流失量控制在3.60×108 t左右,土壤侵蚀模数1 300 t/(km2.a)左右。其中,黄土峁状丘陵沟壑区为3 000t/(km2.a),黄土梁状丘陵沟壑区为2 000t/(km2.a),干旱黄土丘陵沟壑区为2 000t/(km2.a),黄土平岗丘陵沟壑区为1 000t/(km2.a),风沙黄土丘陵沟壑区为1 000t/(km2.a),黄土山麓丘陵沟壑区为1 000t/(km2.a),森林黄土丘陵沟壑区为300t/(km2.a),黄土高塬沟壑区为1 500t/(km2.a),黄土残塬沟壑区为3 000t/(km2.a),黄土阶地区为500t/(km2.a),风沙草原区为500t/(km2.a),高原土石山区为100t/(km2.a)。未来20a黄土高原的治理重点区域为黄土峁状丘陵沟壑区(2.20×104 km2)、干旱黄土丘陵沟壑区(1.50×104 km2)、黄土高塬沟壑区(8 600km2)、黄土梁状丘陵沟壑区(4 600km2)。     

水土保持措施蓄水拦沙指标在三川河流域的应用

应用三川河流域所对应的不同降水条件、不同措施质量等级的水土保持蓄水拦沙指标，计算分析了流域的水土保持蓄水拦沙效益。结果表明，70年代以来三川河流域水土保持措施蓄水拦沙效益较为显著。尤其是80、90年代，其拦沙效益平均较70年代提高20％以上，而80、90年代的蓄水效益分别较70年代增大1倍和3倍左右。并且与以往研究成果相比，本次计算的水土保持蓄水拦沙效益结果还是相对比较合理的。     

对黄土高塬沟壑区固沟保塬综合治理工作的回顾和思考

晋陕甘黄土高塬沟壑区是我国川滇—黄土高原生态屏障的重要组成部分,是我国农业发源地之一,是世界最佳苹果优生区,也是陕甘宁革命老区的重要组成部分。气候变化和人类活动对黄土塬区的侵蚀沟发育具有强烈的加速作用。当前,黄土塬面临的最大问题是不同程度的沟道侵蚀导致的沟头前进,沟底下切,沟壁崩塌、滑塌、泻溜,沟岸扩张,塬面逐步萎缩和破碎化。以甘肃庆阳董志塬为例,分析了黄土塬水土流失现状,从董志塬区固沟保塬、黄土高原塬面保护、高塬沟壑区固沟保塬综合治理三个层面回顾了固沟保塬综合治理工作的发展历程,总结了固沟保塬综合治理模式和措施配置,梳理了存在的问题并提出了建议,以期为筑牢黄土高原生态安全屏障,推进晋陕甘黄土高塬沟壑区生态优先、高效治理和高质量发展提供参考。     

治沟骨干工程若干问题探讨

<正> 水土保持治沟骨干工程(以下简称骨干工程),作为蓄洪拦沙,充分利用当地水沙资源,完善小流域综合治理的重要措施,在黄河中上游地区已大量修建。宁夏南部黄土丘陵沟壑区,自1985年以来,已建成骨干工程32座,控制流域面积598km~2,总库容达5969万m~3,拦泥库容达2249万m~3。这些工程,发挥了蓄水、滞洪、拦泥、解决人畜用水、开展综合经营、方便交通、保护洪漫地坝系、调节地下水位等综合效益,已发展水浇地2600余亩,放养鱼苗20余万尾。     

黄土高原沟壑区王东沟流域农业生态经济系统演变过程

[目的]探讨黄土高塬沟壑区王东沟流域1986—2013年间农业生态经济系统演变过程,分析不同演变阶段农业生态系统和农业经济系统间的耦合态势,为该地区经济社会可持续发展提供参考。[方法]基于黄土高塬沟壑区王东沟流域长期监测数据和农户调查资料,建立了农业生态经济系统综合评价指标体系,应用耦合度模型对农业生态经济系统演变过程中的耦合态势进行了分析。[结果](1)黄土高塬沟壑区王东沟流域1986—2013年间农业生态系统和农业经济系统综合指数呈上升波动趋势。(2)农业生态经济系统演变过程中农业生态系统和农业经济系统耦合态势经历了恢复发展阶段、协调发展阶段、恢复发展阶段,目前处于协调发展阶段。[结论]在农业生态经济系统演变过程中,通过农业资源合理调配,促使农业经济获得新的增长点,农业生态经济系统能够高效稳定发展。     

宽谷丘陵区农牧开发模式监测评价体系研究

宽谷丘陵区是以黄土高原丘陵沟壑区第Ⅴ副区为主体,涉及第Ⅱ、第Ⅲ、第Ⅳ副区的部分区域。该区域沟壑纵横,常年降水稀少,气候干旱,水土流失严重,人民生活水平低。水土流失、干旱、低产、贫困是该区突出的生态、社会和经济问题。选择黄土丘陵沟壑区第Ⅲ副区的中山沟流域东山村作为示范点,在治理水土流失的同时,配套集雨节灌措施,培育和发展葡萄等特色产业,大力推广节水农业,通过减少化肥、农药施用量,以减缓面源污染。并在综合确定监测指标的同时,通过定点监测、调查访问等监测方法,采用层次分析法建立了示范效益监测与评价指标体系,从而科学合理地评价示范效应及生态经济系统。     

黄土丘陵沟壑区水土保持综合治理关键措施及其组合的研究

 通过对黄土丘陵沟壑区几条典型小流域和现有治理模式的分析评价,初步确定了该区不同侵蚀类型区水上保持综合治理的关键措施及其组合方案。各区的组合比例如下。第1副区和第2副区:水平梯田18％～25％,人工造林45％～55％,人工种草20％～25％,坝地5.5％～7.5％,水地0.5％～2.7％;第3副区:水平梯田42％～48％,人工造林32％～38％,人工种草18％～22％;第4副区和第5副区:水平梯田28％～35％,人工造林40％～46％,人工种草13％～17％,坝地小于5％,水地小于6％。     

黄丘5副区复兴流域不同治理措施的产流产沙规律

 以黄土丘陵沟壑区5副区的甘肃省定西市安定区复兴流域为平台,通过土壤入渗试验和径流观测,研究该区径流、泥沙的产生条件,据此确定合理布局水土保持措施,以减少流域侵蚀量。通过径流小区实验观测,各种下垫面的平均径流系数依次为:荒坡>坡耕地>乔木林地>灌木林地>人工草地;平均含沙率为:荒坡>坡耕地>人工草地>乔木林地>灌木林地;下垫面入渗能力依次为:梯田>林地>草地>荒坡地>村镇道路。改变微地形,布设拦蓄地表径流的工程措施,以及增加人工植被等,是提高土壤入渗能力、调控径流泥沙最为有效的途径。     

黄土丘陵沟壑区人工草地减沙水代价分析

以裸坡农地为对照,根据黄土丘陵沟壑区三大副区人工草地径流小区多年的观测资料,系统分析了黄土丘陵沟壑区人工草地减沙水代价（R_rs）特征及其与各影响因素之间的关系。结果表明:人工草地在不同地区其平均R_rs存在差异,且变化幅度较大,整体上丘陵沟壑第二副区大于第一副区和第三副区;不同牧草轮作下条播草木樨的R_rs最大,较自然草坡高25%,其R_rs表现为:条播草木樨 > 撒播苜蓿 > 草木樨 > 苜蓿 > 自然草坡;草田带状间轮作的R_rs表现为:草木樨/农作物 > 苜蓿/农作物,且草田带状间轮作的R_rs明显高于牧草轮作;人工草地R_rs与汛期降水量、侵蚀模数呈较好的指数反比关系,与最大30 min降雨强度（I₃₀）呈线性反比关系。     

黄土丘陵小流域景观空间格局动态分析——以固原市上黄试区为例

 为黄土高原土地资源合理利用及区域可持续发展提供参考,以上黄试区为例,在地理信息系统支持下获得计算景观多样性的有关参数,选取斑块大小及数量、分维数、斑块伸长指数、多样性、优势度、均匀度和破碎度等指标,对黄土丘陵小流域10年来景观多样性动态变化进行分析。结果显示:1995—2004年,该试区总斑块数增加了6个,斑块变化明显的主要表现为:坡耕地及天然草地斑块分别减少19个和12个,人工草地斑块及梯田分别增加15个和9个;平均斑块面积及平均斑块周长分别下降了0.14hm2和185.36m2;梯田、天然草地、疏林地、园地及居民点用地分维数,都有不同程度的下降,而坡耕地、人工草地、灌木林地及未利用地景观的分维数有所上升,水浇地、川台地、乔木林地、水域景观分维数保持不变;上黄试区景观异质性特征表现为:均匀度指数下降5.86,景观破碎度指数上升0.002,人为干扰度增加1.95,景观类型多样性指数下降0.25,优势度指数上升0.25。目前,试区从耕地及草地为主的景观生态系统,转变为以林地和草地景观为主的高度异质化的景观生态系统,人类活动的干预,是驱动该试区景观空间格局变化的主要驱动因素。     

人类活动对黄土沟壑区小流域水沙影响的研究

以西峰杨家沟小流域为研究对象,研究了在降雨和人类活动的影响下,黄土高原沟壑区小流域治理前后水沙变化.通过分析发现,治理后流域内的人类活动使年均径流量比治理以前略有增加,而年均输沙量却比治理以前大幅度减少.     

黄土丘陵区不同植被群落土壤水分研究

在自然条件最为严酷的黄土高原半干旱丘陵沟壑区,土壤水分是植物生长的主要限制因子,而环境因子对土壤水分的影响是一个综合作用的过程,不同的地理区域其相关的影响差异较大,但就其某一具体地区而言存在着重点尺度和主控因子。对黄土丘陵区纸坊沟流域乔、灌、草植被群落的土壤水分进行了分析研究,结果表明:坡位、坡向、海拔是影响该区域土壤水分含量的主控因子;而植被群落也会影响到土壤水分含量的变化,但不能确定其为主控因子,并且可以说明林龄不是影响该区水分含量的因素。     

黄土丘陵沟壑区不同土地利用方式下小流域侵蚀产沙特征

为进一步优化和合理配置水土保持措施,以黄土丘陵沟壑区3个不同土地利用方式下的坝控小流域为例,基于人工探槽取样、淤积层次甄别及与产流降雨事件的对应关系,结合1∶10 000早期地形图与全站仪测量,拟合库容曲线来估算淤地坝泥沙淤积量,进而反演坝控流域的产沙模数变化特征。结果表明:(1)延河马家沟3个不同土地利用方式下的洞儿沟、阎桥和芦渠坝控小流域,自建坝至2016年的多年平均淤积量分别为2 748.80,4 634.31,3 141.17 t;(2)洞儿沟、阎桥和芦渠流域多年平均产沙模数分别为2 432.56,3 131.29,1 794.95 t/(km~2·a),依次属于轻度、中度和轻度侵蚀;不同土地利用方式下坝控小流域的最小产沙降雨量均20 mm以上;(3)不同的土地利用方式对小流域侵蚀产沙影响显著,人类活动明显的阎桥流域多年平均产沙模数大于以林草地为主的洞儿沟流域,而以林地和梯田为主的芦渠流域多年平均产沙模数最小。由此可见,在黄土丘陵沟壑区合理配置不同的水土保持措施,是减少小流域侵蚀产沙的有效途径。     

砒砂岩-黄土沟谷土壤含水量的时空变化

以晋、陕、蒙交界地区常见的砒砂岩-黄土丘陵沟谷为研究对象,分别于2005年7月和lO月对沟谷不同部位土壤含水量进行了测定.结果表明,其时空变化特征明显.(1)沟谷不同部位土壤平均含水量大小为7月份:沟谷底部14.44%,阳坡顶部9.29%,阴坡顶部9.01%,阴坡中部8.25%,阳坡中部6.36%;10月份:沟谷底部9.96%,阴坡顶部9.81%,阳坡中部9.48%,阴坡中部9.09%,阳坡顶部8.06%.(2)砒砂岩平均含水量季节变幅小,属稳定型;黄土及有冲积层的黄土平均含水量季节变化较大,属波动型.(3)在砒砂岩剖面上,泥岩含水量显著大于砂岩,砒砂岩坡面平缓的地段贮水能力比陡的地段大.(4)在黄土剖面上,明显出现土壤干层现象,在夏季、秋季降雨较少的情况下,土壤水分会严重降低,土壤水分处于负补偿状态,土壤干层距地表更深.在半干旱地区的砒砂岩-黄土丘陵沟壑区,黄土剖面土壤干层的发生是一个自然现象,随降雨量的多寡,呈消长状态.     

黄土丘陵沟壑区小流域水蚀预报模型构建

根据黄土丘陵沟壑区侵蚀产沙垂直分带性规律,提出小流域土壤侵蚀方式发生部位界定方法。基于黄土丘陵沟壑区侵蚀环境特点,设计了GIS支持下的小流域分布式水蚀预报模型结构,模型考虑的侵蚀过程包括雨滴击溅侵蚀、片蚀、细沟侵蚀、浅沟侵蚀、切沟侵蚀以及沟道侵蚀。同时。提出模型各模块的计算方法,根据动态物质平衡原理。完成了流域侵蚀产沙过程演算。