中国北方地区水土保持措施减沙水代价分析

水土保持措施是减少河流泥沙的主要措施。水土保持措施在减少土壤侵蚀的同时也会减少地表径流和地表水资源量。根据目前我国北方地区水土保持对径流量和泥沙量的研究结果，比较分析了在坡面和沟道上梯田、造林、种草和坝地等水土保持措施减沙水代价，并对不同流域尺度水土保持综合措施减沙水代价进行了综合分析。研究表明，同一区域不同水土保持各单项措施减沙水代价不同；同一措施和综合措施减沙水代价存在明显的区域分异，通过选择减沙水代价较小的水土保持措施的类型和区域配置，可以在减少相同泥沙量的同时，相对增加河流水资源量。     

坡面水土保持措施的减沙水代价分析

水土保持措施在减少土壤侵蚀的同时也会减少地表径流,减沙水代价可以直观说明不同措施同步影响径流和泥沙的差异。根据黄土高原沟壑区西峰、天水的农地径流场多年观测资料,统计分析不同耕作措施及生物措施的减沙水代价。结果表明:不同耕作措施和生物措施减沙水代价受最大30 min降雨强度(I30)和坡度影响较大,呈显著负相关;对于耕作措施和生物措施,当I30分别大于0.29和0.48 mm/min时,坡度与措施减沙水代价表现出较好的指数函数关系;耕作措施减沙水代价表现为防冲沟>浅耕>深耕,防冲沟较深耕高33.8%;各生物措施减沙水代价表现为低秆作物和高秆作物玉米/黄豆间作>单作低秆作物扁豆>中高秆作物冬小麦/荞麦轮作。     

河口镇到龙门区间水土保持措施减沙水代价分析

水利水保措施的水沙效应评价方法是人们研究的热点之一。为了揭示水土保持和水利措施减少径流和泥沙综合特征的指标,提出了能明确反映水利、水保措施减少单位泥沙量时减少的径流量的减沙水代价(RRS)概念。RRS越大,减少单位泥沙同时减少的径流量越多,在措施减少相同径流量时,减少的泥沙量越小。对河口镇到龙门区间21条主要支流1970—1996年不同水利、水保措施的RRS分析表明,灌溉措施RRS远超出水保措施,梯田、造林、种草等坡面措施的RRS较为接近,坝地的RRS最小。随着流域输沙模数的增加,梯田、造林和种草等措施的RRS与坝地RRS差异变小。年均降水量与坝地RRS为显著负相关,而年均降水量与梯田、造林、种草的RRS显著正相关。     

陕北黄土丘陵沟壑区植被减沙效益研究

本文分析了不同的林草植被类型，林草地覆盖度和林地凋落物与蓄水减沙效益的关系。其研究方法是通过植被类型小区和治理沟与对比沟，进行径流泥沙观测;用样方和静水浸泡法测定林地凋落物量和贮水量。结果表明:植被类型不同蓄水减沙效益不同。以成年柠条林、6年～15年生刺槐林、2年～8年生沙打旺草地蓄水减沙效益最显著，其次为1年～6年生刺槐林和1年～5年生苜蓿草地;天然荒坡草地的径流量大于农地，大大减少了土壤流失量。同一树种林地覆盖度越大减沙效益越显著。林地凋落物层对蓄水减沙起重要作用。     

渭河流域水利水保措施减沙水代价分异特征与水沙调节模拟

 不同水利、水保措施减沙水代价研究,对于评价水利、水保措施减水、减沙效应和解决流域水沙问题,有着重要意义。通过对渭河流域梯田、造林、种草和坝地等坡面和沟道水土保持措施、洪水期和年均灌溉及水库等水利措施减流减沙比的比较,分析了渭河流域1970—1996年,不同措施减沙水代价的差异和区域分异特征,并根据不同假设,模拟了通过措施数量和区域调整,对渭河径流量的影响。研究表明,灌溉措施的减沙水代价最大,其次是种草、造林和梯田等坡面措施,水库和坝地的减沙水代价较小。措施减沙水代价,区域分异特征非常明显,除坝地外,各类措施的减沙水代价,均与洪期输沙模数呈显著负相关。模拟研究表明,在假定各区间水利措施不变,通过不同水保措施面积变化和不同区间水保措施调整,可以在减少泥沙量不变时,明显增加渭河径流量。     

甘肃半干旱黄土丘陵沟壑区人工植被土壤水分研究

在2007-2008年期间,通过对定西市巉口林场不同人工林及当地的主要退耕还林模式和农田的土壤水分进行定点定期监测,研究分析了生长季节的土壤储水量、土壤水分亏缺量、变化量及土壤水分的垂直变化.研究结果显示:阳坡柠条林和阳坡侧柏林0-200 cm的土壤含水量曲线呈现出"<"形状,形成明显浅层土壤干层.隔坡林带土壤储水量无论是季节变化还是垂直变化,均高于其他人工植被类型,说明隔坡林带土壤水分利用的叠加效应明显.此研究将为该地区在植被恢复过程中,综合考虑生态系统水分利用效率,采用合理的群落密度,合理控制群落生产力,保持植物蒸腾耗水和土壤水分补偿之间的水分平衡,维持群落的持续稳产、高产,充分发挥其生态和经济效益提供了科学依据.     

晋西黄土丘陵沟壑区坡面径流预报模型研究

晋西黄土丘陵沟壑区坡面径流预报模型为R=[(P—z)—FTL-u]T_pC。本模型是为了满足晋西黄土丘陵沟壑区水土保持规划的要求而建立的。模型建立以晋西离石王家沟为试验研究区,考虑了降雨、植被拦截、土壤入渗、耕作方式、土地利用以及表土结皮等因素的影响,所用的资料均是在天然或人工模拟降雨条件下获得的。这一模型可用于预报晋西黄土丘陵沟壑区坡面每次降雨所产生的径流总量。据检验,模型变量设置基本合理,具有良好的预报精度。     

黄土丘陵沟壑区降雨径流模型的初步探讨

从黄土区的客观实际出发,针对高含沙水流的性质,对该地区的降雨径流模型进行了初步探讨,所建模型由延河支流杏子河流域实测资料验验,表明该模型结构合理,在日平均流量过程模拟上有着满意的结果。     

黄土丘陵沟壑区多年生草地的保水固土效益

[目的]探究草被在不同生长年限和不同降雨类型下的保水固土效益,为黄土区进一步开展生物水保措施提供理论依据。[方法]以绥德水土保持科学试验站辛店沟平沟墕苜蓿、草木樨和农地标准径流场1956—1960年汛期总降雨和汛期40场次降雨产流产沙监测数据为基础进行分析研究。[结果](1)各观测年汛期总径流量和总产沙量大小顺序均为:牧草地农地,以农地为参照,苜蓿和草木樨径流场减水效益分别为20%~83%和11%~88%,二者减沙效益基本保持在50%以上;(2)采用K-Means聚类分析法,以次降雨量和最大30分钟雨强(I30)为聚类条件,将40场次降雨事件划分为雨量大雨强低的Ⅰ型、雨量小雨强大的Ⅲ型以及中等雨量中等雨强Ⅱ型。各径流场在Ⅲ雨型下产流产沙量最大,两种牧草地在Ⅱ雨型下减水效益最佳;(3)两种牧草地减水减沙效益随生长年限的变化而变化,且各径流场减水减沙效益主要受Ⅲ雨型影响,该雨型下牧草地减水效益随生长年限的增加而增加,减沙效益随生长年限先减小后增加。[结论]两种牧草均具有较好的减水减沙效益,而其减水减沙效益与雨型具有密切关系,不同时期,草地减水减沙效益并非同步。     

黄土丘陵沟壑区坡耕地与草地不同配置方式的侵蚀产沙特征

基于黄土丘陵沟壑区安塞实验站小区实验研究,以4种土地利用组合方式,包括全谷子（a）、2／3谷子-1／3柳枝稷（ab）、2／3谷子-1／3撂荒地（ac）、2／3谷子-1／3苜蓿（ad）,探讨坡耕地与草地不同配置方式的侵蚀产沙特征。结果表明：1）产沙量主要集中在降雨比较集中的7、8月份,高降雨量和高降雨强度是影响产沙量的主要因素;2）组合方式ab、ae、ad与a相比,具有不同程度的减沙效应,其中ac的减沙效应最好;3）随着坡度从100、200变化到25°,各土地利用组合方式的产沙量并不是逐渐增大,而是呈现先增大后减少的趋势,但250坡的产沙量依然大于10°坡的产沙量。研究结果可以为土地利用对水土流失的影响评价提供参考。     

黄土丘陵沟壑区典型草被产流产沙特征及其影响因素

退耕还林还草是黄土高原水土流失重要治理措施之一。为探讨自然降雨条件下,不同种类草被种植对坡面产流产沙特征的影响,采用定位观测方法,基于罗玉沟水土保持监测站6种不同草被(小冠花、红豆草、沙打旺、紫花苜蓿、红三叶、鹰咀紫云英)覆盖坡面的野外观测数据,分析了不同降雨条件下各草被覆盖径流小区的产流产沙规律。结果表明：(1)各场次降雨中,小冠花覆盖下的坡面产流量及产沙量均较大,沙打旺和鹰咀紫云英覆盖坡面均较小;(2)除沙打旺和鹰咀紫云英以外的草被覆盖小区产流产沙量均与降雨量和最大降雨强度呈显著或极显著关系;(3)侵蚀性降水依据降雨量、降雨历时和最大降雨强度分为3种类型：Ⅰ雨型(降雨量大、降雨历时长、最大雨强大)、Ⅱ雨型(降雨量、降雨历时、最大雨强均居中)、Ⅲ雨型(降雨量较小、降雨历时短、最大雨强小)。6种草被在不同雨型下产流产沙特性不同,沙打旺和鹰咀紫云英覆盖坡面在不同雨型下产流量及产沙量均较少,小冠花覆盖坡面在不同雨型下产流量及产沙量均较大。综上,不同草被覆盖下的坡面产流产沙规律不尽相同,对不同降雨特征的响应程度也存在差异,小冠花覆盖小区的抗侵蚀能力较差;沙打旺和鹰咀紫云英覆盖小区的抗侵蚀能力...     

茵陈蒿群落分布格局对坡面产流产沙的影响

植被分布格局对其水土保持功能有重要影响。植被斑块与裸地斑块的不同组合配置对调控坡面径流侵蚀的作用不同。本文通过野外人工模拟降雨,对黄土丘陵区演替初期茵陈蒿(Artemisia capillaries)群落不同格局下的侵蚀产沙特征进行了定量分析研究。结果表明:在2.43mm/min雨强下,盖度相同组合不同,分布均匀的小斑块格局(B)比大斑块格局(C)的减流量高,但减沙效益降低。与裸地小区相比,格局B、C减流效益分别为14.7%、9.5%,减沙效益分别为36.14%和63.86%。坡面累计产流量随降雨历时逐渐增加,且二者呈线性相关。累计产沙量随降雨历时先增后减,表现为二次函数关系。累计产沙量与累计产流量之间也为二次函数,即随着径流量的增加,累计产沙量先增加后减少。     

黄土丘陵沟壑区不同草本植物生长期植物纤维毯对沟道边坡产流产沙的影响

为探究植物纤维毯在黄土丘陵沟壑区的适用性以及不同植物生长期植物纤维毯的水土保持效益,以内蒙古呼和浩特市清水河县为研究区,采用野外人工模拟降雨试验方法,对植物生长期为58,81,132天的直播草本边坡和植物纤维毯边坡径流产沙进行模拟试验。结果表明:(1)植物纤维毯护坡措施可显著延长边坡产流时间,并且产流时间随着植物生长期的增加而增加。在植物生长期为58,81,132天时,植物纤维毯边坡产流时间分别为86,110,243 s,明显大于裸坡(50,70,111 s)和直播草本边坡(73,83,123 s)。(2)随着植物生长期的增加,植物纤维毯边坡径流量从13 125 mL降至5 478 mL,产沙量从73 g降至22 g;直播草本边坡径流量从25 573 mL降至14 340 mL,产沙量从201 g降至82 g。(3)植物纤维毯护坡措施减流效益为55%～78%,减沙效益为71%～89%。(4)坡面植被高度、盖度是植被生长状况中影响径流产沙的主要因子,径流量、产沙量与植被高度和盖度呈多元线性函数关系。植物纤维毯能够有效降低黄土丘陵沟壑区沟道边坡土壤侵蚀,减少产流。     

黄土高原沟道降雨产流产沙过程变化的统计分析

根据子洲团山沟，蛇家沟，刘家沟，岔巴沟等４个不同等级沟道１９６３－１９６９年３０多次降雨的产流产沙实测资料，统计分析了黄土高原沟道降雨产流产沙过程变化的基本特征。     

黄土丘陵区农业生态安全评价指标体系初探

以纸坊沟流域为例，构建了黄土丘陵区流域农业生态安全评价指标体系。依据该流域近70a来的农业生态安全状况，将该流域生态经济系统演变过程划分为4个阶段。从这4个阶段入手分析影响农业生态安全的主要因子，得出了一系列评价指标。结合选取指标的科学性、动态性、实用性等基本原则，参考压力-状态-响应（PSR）模型和多位专家的建议，进一步筛选、分类和确定评价指标，从而建立了一套由生态环境、社会经济、综合功能3大类，20个具体指标构成的适宜于黄土丘陵区的农业生态安全评价指标体系。     

黄土丘陵小流域植被恢复驱动下的土壤养分特征

为定量揭示植被恢复对土壤养分的影响,本文借助土壤养分指数（SNI）评价方法,对典型黄土丘陵区小流域不同恢复方式下典型植物群落的土壤养分进行定量化分析和综合评价。结果表明:不同恢复方式的土壤SNI值大小依次为:退耕还林（0.814） > 退耕还灌（0.659） > 弃耕或退耕还草（0.364） > 对照农地（0.220）;不同植物群落土壤SNI值大小依次为:柠条群落（0.777） > 小叶杨群落（0.658） > 刺槐群落（0.545） > 杏群落（0.510） > 草群落（0.425） > 茵陈蒿群落（0.310） > 沙棘群落（0.271） > 白羊草群落（0.257） > 硬质早熟禾群落（0.249） > 大豆群落（0.227） > 铁杆蒿群落（0.224） > 达乌里胡枝子群落（0.103）。研究表明,生态退耕后不同恢复方式对土壤养分均有明显的改善作用。退耕还灌的三种植物群落土壤养分指数差异显著,退耕还林、弃耕或退耕还草内部各群落间土壤养分指数差异不显著,除铁杆蒿和达乌里胡枝子群落外,其他植物群落的土壤养分指数均高于农田作物大豆群落。     

半干旱黄土丘陵区坡耕地径流损失对土地生产力影响研究

采用表土人工堆积小区试验方法 ,研究了半干旱黄土丘陵区西吉县的坡耕地径流损失对土地生产力的影响。结果表明 ,干旱、半干旱黄土丘陵区由径流损失造成的坡耕地土地生产力下降不可忽视 ,坡耕地平均每年每损失 1mm径流会导致供试作物春小麦减产 9.7% ,马铃薯减产 5 .0 % ,春小麦产量受径流损失的影响是马铃薯的 2倍 ;不同坡度坡耕地春小麦每年因径流损失减产 41.7%～ 6 4.0 % ,马铃薯减产2 1.5 %～ 33.0 % ,每年由此所造成的粮食减产分别是坡耕地和农业用地粮食总产量的 73 .3%和 16 .3 %。     

植被毯对内蒙古清水河县黄土丘陵沟壑区黄土边坡产流产沙量的影响

黄土丘陵沟壑区地形复杂,坡陡沟深,水土流失严重,为缓解黄土丘陵沟壑区边坡水土流失严重的问题,以内蒙古清水河县段兰窑流域黄土边坡为研究区,采用3种植被毯措施:豆科植物和禾本科植物混播(以下简称豆禾混播)比例为1∶1+椰丝毯(L_1G_1)、豆禾混播比例为1∶2+椰丝毯(L_1G_2)和豆禾混播比例为2∶1+椰丝毯(L_2G_1)在30°,35°,40°和45°边坡设置径流小区,分析该区域不同自然降雨条件和坡度对边坡产流与产沙量的影响。结果表明:(1)铺设植被毯可以有效的减少黄土边坡产流产沙量。(2)当降雨强度为1～5 mm/h时,各植被毯措施的产流量和产沙量随着坡度的增加呈上升趋势;当降雨强度为30～50 mm/h时,各植被毯措施的产流量和产沙量随着坡度的增加呈先增加后减小的趋势,坡度为40°时出现峰值。(3)3种植被毯措施的减流效益大小依次为L_1G_1(75.11%)L_1G_2(49.3%)L_2G_1(48.11%);3种植被毯措施减沙效益大小依次为L_1G_1(87.96%)L_1G_2(60.96%)L_2G_1(58.95%)。说明在黄土丘陵沟壑区L_1G_1是一种有效的边坡水土流失治理措施。     

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％。