黄土高原水土流失及其防治措施

据统计,黄土高原水土流失面积高达43万km²,年输入黄河泥沙量16亿t。严重的水土流失导致土壤肥力低下,土壤质地变粗,团粒结构遭到坡坏,加剧了土壤缺水,改变了土壤成立过程。根据黄土高原丘陵区水土流失特征,探讨了水土流失原因,并提出了相应的防治措施──水土保持耕作措施,集水深蓄耕作技术,被改梯及打坝淤地工程措施及人工林草生物措施。     

黄土高原丘陵沟壑区浅沟对切沟发生和发育的影响

浅沟和切沟是侵蚀沟的重要组成部分,二者之间是否存在较为明显的关联性,成为新时期黄土高原沟道侵蚀治理的关键问题之一。为探究黄土高原切沟沟头上方浅沟对其下方连通的切沟发生、发育的影响,该研究在陕西子洲岔巴沟流域上、中、下游各选1个典型小流域为研究区,基于厘米级无人机航摄和高精度野外实测,系统分析黄土高原丘陵沟壑区浅沟与切沟连通性现状及这一连通性对切沟在极端暴雨情景下新成和之后3 a时间尺度发育的影响。结果表明:1)在极端暴雨情景下,有浅沟的坡面更有利于切沟的发生,3个小流域在陕北2017年“7.26”极端暴雨中共发生43条新成切沟,其中67.44%与浅沟连通。2)切沟沟头上方是否存在浅沟对切沟形态特征具有重要影响,和浅沟连通的切沟长度显著大于和浅沟不连通的切沟,在切沟宽度上这一影响不显著。3)切沟沟头上方浅沟对其下方连通的切沟发育也有显著的影响。在2017年“7.26”暴雨后3 a时间尺度上,相比与浅沟不连通的切沟,与浅沟连通的切沟在后续发展过程更加活跃。有浅沟连通条件下沟头发育的新成切沟和原有切沟的占比分别是无浅沟连通的1.67倍和3.11倍,沟头前进速率分别是其1.80倍和2.17倍。...     

基于无人机航摄的坡形对浅沟发育的影响

为探究坡形对浅沟发育的影响,以陕西省靖边县狼儿子沟无人机航摄影像为基础数据,通过目视解译得到浅沟（指瓦背状地形底部）225条,统计了浅沟条数、浅沟长度、沟头到分水岭的距离及浅沟密度等指标。利用浅沟地形分水线上的高程点进行插值得到原始坡面数字高程模型（digital elevation model,DEM）,以此DEM提取地形曲率以表征坡形,进而分析坡形与浅沟指标的关系。结果表明：（1）以浅沟地形分水线上的高程点插值后的DEM对浅沟进行了综合,能较好地表达浅沟发育之前原始坡面的地形特征。（2）从单一坡形来看,横向凹形坡的浅沟密度最大,纵向凹形坡的浅沟沟头到分水岭的平均距离最大;纵向凸形坡的浅沟条数以及浅沟平均长度均最大;从组合坡形来看,双凸形坡和凸凹形坡上的浅沟平均长度与沟头到分水岭的平均距离均大于双凸形坡和凹凸形坡。双凹形坡的浅沟长度与双凸形坡和凸凹形坡的浅沟长度具有显著性差异（p<0.05）;凹凸形坡的浅沟长度与双凸形坡和凸凹形坡的浅沟长度具有显著性差异（p<0.05）。凹凸形坡的浅沟沟头到分水岭的距离与凸凹形坡的浅沟沟头到分水岭的距离具有显著性差异（p<0.1）。（3）不同形态坡面浅沟发育的地形曲率分布特征具有明显差异。     

黄土高原集流槽的发育与控制

本文从细沟交汇与分叉和人为耕作作用两方面论叙了集流槽的发生发展机制,在搞清其发生发展规律的基础上,讨论了它在现代侵蚀沟和微地貌分类中的归属问题,指出它应作为细沟、浅沟、切沟系列以外一种特殊的侵蚀微地形。将发生在集流槽底部,宽度30～50cm,其深度与耕作层等深的小侵蚀沟称为浅沟。嗣后讨论了用细沟、浅沟分布的不均匀性拟定的集流槽发育系数d,来鉴别集流槽发育程度的方法,分析了集流槽与细沟侵蚀、浅沟侵蚀的关系。最后提出控制集流槽发展,防止浅沟、切沟侵蚀的两项措施。     

黄土区浅沟侵蚀沟槽发育及其水流水力学基本特性模拟实验研究

浅沟侵蚀是黄土区坡面侵蚀重要的侵蚀类型,通过模拟试验发现了浅沟侵蚀形态发育过程中宽深比的变化规律及其水流流态特性。结果表明:浅沟沟槽侵蚀发育重要参数宽深比的变化规律与是否进行耕作处理关系密切,随着侵蚀的进行其宽深比逐渐减小,并且稳定在1左右;浅沟水流属于紊流,其雷诺数随着坡度和雨强的增大而增大。耕作和汇水面积的增大造成雷诺数的波动范围变大;浅沟水流在急流和缓流之间不断转换。相同条件下,耕作使得浅沟水流的弗汝德数Fr值变小,且随着雨强和坡度的增大,耕作对弗汝德数的影响越来越小。研究结论对完善黄土区坡面侵蚀研究具有重要意义。     

山区高速公路施工期水土流失影响因素及防治措施

山区高速公路建设由于山丘区的特殊的地形地貌类型,在施工过程中,各种挖填方和弃渣,若不采取有效的防治措施,可能造成严重水土流失,对周边或区域生态环境造成较大影响。针对山区高速公路存在施工扰动范围广,水土流失类型多样、强度大、难治理等问题,以重庆市水江至武隆高速公路为例,对山区高速公路施工期水土流失影响因素及其防治措施进行研究,为山区高速公路建设水土保持实践提供参考。     

晋西黄土高原的土壤侵蚀及其防治

晋西黄土高原面积46831km~2,约占全省土地总面积的30％。该区地域辽阔,煤炭资源丰富,但由于水土流失严重,工农业生产不发达,人民生活贫困,防治水土流失已成为该区农业生产中的重要任务之一。本文根据试验及调查资料,对晋西黄土高原的土壤侵蚀及其防治进行了比较全面的论述。晋西黄土高原年平均土壤侵蚀量为3.5亿t,其产沙比例是:农地占29.88％,林地占5.11％,草地占1.5％,城镇村庄占1.6％,工矿交通占3.7％,未利用土地占58.74％。该区土壤侵蚀具有强度大、时间集中、坡与沟互为因果及流域产沙与输沙基本一致等特征。按照水土流失的自然规律,各项治理措施在一个流域内必须因地制宜、合理配置,形成一个完整的水土保持防护体系,才能收到良好的效果。     

黄土高原水土流失诸因素分析及治理展望

从影响水土流失的自然因素和人为因素入手，分析了水土流失产生的主要原因，根据我国水土流失的情况，剖析了水土流失的危害，并提出了相应的措施，展望了水土保持的美好的前景，确保我国水土保持治理工作的顺利进行。     

黄土区浅沟侵蚀影响因素对其侵蚀速率影响的模拟试验研究

浅沟侵蚀是黄土高原丘陵沟壑区的主要侵蚀类型之一。利用室内模拟降雨与放水相结合的研究方法,对雨强、上游汇水面积、坡度和耕作等因素对浅沟侵蚀的影响进行了初步研究,结果表明:浅沟侵蚀发生的速率与坡度、雨强和汇水面积均呈正相关关系。耕作通过改变表层土壤结构,改变了浅沟侵蚀随雨强、坡度和上游汇水面积与侵蚀速率的响应关系。且在较小坡度坡面上,耕作显著减少由于雨强变化引起的侵蚀变化,但在大坡度和大雨强条件下,耕作对雨强引起的侵蚀变化有加强作用。     

黄土高原草地土壤有机碳分布及其影响因素

以黄土高原水平方向的4种主要草地类型为研究对象,分析了不同草地类型土壤有机碳(SOC)的分布特征及其影响因素。结果表明:土壤有机碳含量随土壤深度的增加而降低,其中0～20 cm土壤有机碳含量与20～40、40～60、60～80、80～100 cm有机碳含量差异显著。4种草地类型土壤有机碳含量分布规律:0～40 cm为高山草甸草原>典型草原>森林草原>荒漠草原,40～100 cm为高山草甸草原>森林草原>典型草原>荒漠草原;4种草地类型中各土层土壤有机碳含量最高的是高寒草甸,其空间变异最大,最小的是荒漠草原,其变异最小。黄土高原上高寒草甸草原、森林草原、典型草原土壤有机碳均集中分布在浅表层0～40 cm,分别占0～100 cm的71%、50%、46%,而荒漠草原各层分布较均匀;黄土高原土壤有机碳含量与海拔高度呈显著正相关(p<0.01);0～40 cm土壤有机碳含量与土壤含水量呈显著正相关(p<0.01);与全氮有极显著的正相关性,相关系数达0.984 3;与年均温呈极显著负相关(p<0.01),几种草地类型100 cm深土壤有机碳含量与年降水量无明显相关。     

内蒙古黄土丘陵区坡面径流及其影响因素研究

为了进一步探讨坡面径流和各影响因子间的关系,以内蒙古的宁城、和林和东胜三地区的64个径流小区为研究对象,通过三年的定位观测,分析比较了各因子对坡面径流的影响,研究结果表明:在黄土丘陵区,坡面径流主要受降雨、植被以及人为等因素的影响。降雨量和降雨强度与径流量成正相关关系;林分密度,林冠的冠幅与径流量为负相关关系;人为因素主要表现在农业措施方面,不同的措施引发不同的径流状况,良好的措施可减小径流,破坏行为加深径流,造成水土流失。     

黄土丘陵沟壑区浅沟水流水动力学参数实验研究

浅沟侵蚀是黄土丘陵沟壑区重要的侵蚀类型,浅沟水流的水动力学参数研究是建立浅沟侵蚀物理模型或概念模型的基础。以黄土丘陵沟壑区延安市燕儿沟小流域的坡地为对象,通过野外放水冲刷实验,对浅沟水流的水动力学参数变化特征进行研究。结果表明：浅沟水流属于紊流范围,大多数情况下是急流;在坡度18°左右时,携沙水流的流速最小,阻力最大,此时水流的能量分配在侵蚀与携沙之间达到平衡;浅沟水流在坡度26°左右时流速达到最大,水流功率达到最大,最利于浅沟侵蚀的发生和发展。研究结果可为黄土区浅沟侵蚀物理模型的建立提供理论支撑。     

黄土高原丘陵沟壑区小流域浅沟和切沟侵蚀区的界定

验证了国外发生浅沟侵蚀和切沟侵蚀判定式在黄土丘陵区的适用性。通过GPS实测数据并结合GIS空间分析与统计回归方法,建立了适用于黄土高原丘陵区的发生浅沟侵蚀和切沟侵蚀判定式。研究结果表明,在黄土高原丘陵沟壑区,随着坡度的增大,发生浅沟侵蚀和切沟侵蚀的临界值a增大,高强度降雨致使判定式中汇水面积（A）的指数b值减小,从而降低了汇水面积的影响作用。在假定其它因素相同时,浅沟形成只需较小的汇水面积,而切沟形成则需要相对较大的汇水面积;当单位汇水面积相同时,发生切沟侵蚀比浅沟侵蚀需要更大的坡度。利用国外研究结果预测提取的浅沟侵蚀和切沟侵蚀发生区,明显夸大了研究区的沟蚀发生区;而用作者所建立的判定式提取的浅沟和切沟侵蚀分布区与野外实际相当吻合。即浅沟侵蚀主要发生在15&#176;～35&#176;的沟间地上,其分布面积占整个沟间地面积的60％,切沟侵蚀主要发生在大于35&#176;的沟坡地上,其分布面积占整个沟坡面积的93％。     

黄土高原沟壑区小型重力侵蚀影响因素分析

小型重力侵蚀是黄土高原沟壑区流域产沙的重要来源.影响小型重力侵蚀的因素很多,根据野外实际观测,研究和讨论了沟道发展阶段、沟坡坡度、土体风化、土体蠕动、植被发育、降雨等因素对小型重力侵蚀的影响.结果表明:沟坡土体的风化和蠕动是小型重力侵蚀的重要影响因素,沟坡坡度是决定小型重力侵蚀特点和强度的主要限制性因素,降雨是小型重力侵蚀的重要触发因素,植被的发育对小型的重力侵蚀有比较明显的抑制作用.     

黄土高原沟头侵蚀柔性防护措施研究

黄土高原沟壑纵横,塬面水流在入沟过程中,不断冲刷沟头,导致沟底下切,沟壁坍塌,形成溯源侵蚀。为防止从沟头跌落的水流对沟底冲刷,减缓沟头侵蚀发展,保护塬面,采用柔性防护措施消减水流动能。试验通过覆麦草和土工布模拟柔性防护措施,研究柔性防护措施的消能机理。试验以裸土为对照,测定在高水头冲刷下,不同防护措施的冲刷坑深度、坑径、坑面积及坑容积,定量分析了柔性防护措施的作用效果。结果表明:随着覆麦草量的增加,冲刷坑深度呈线性递减、容积呈指数递减;而加覆土工布,能显著提升防护效果;在4.93 m试验水头冲刷3 min的条件下,覆2 400 g/m²麦草和1层土工布能够完全保护土面不被冲刷。柔性防护措施具有良好的消减水流动能的作用,对防止沟床下切,有效保护塬面,防治沟头侵蚀效果显著。     

半干旱黄土丘陵沟壑区沟道侵蚀特征研究

利用遥感、地理信息技术和数理统计方法,选择山西省吕梁市王家沟流域为典型区域,系统分析了半干旱黄土丘陵沟壑区沟道侵蚀特征。研究结果表明:在王家沟流域内共有沟道718条,其中冲沟109条,切沟286条,干沟302条及河沟21条。这4类沟道的发育特征和空间分布特征存在巨大差异;沟道侵蚀是王家沟流域内土壤侵蚀的主要形式,沟道侵蚀面积占总侵蚀面积的56.19%;流域内不同坡度范围内土壤侵蚀强度与沟道类型存在紧密联系。同时,人为因素也对黄土丘陵沟壑区的沟道侵蚀具有重要的影响。     

黄土高原沟壑区典型小流域高精度DEM制作及其应用研究

高精度数字高程模型(DEM)是水土流失规律研究与流域地形空间分析中重要的空间数据。以黄土高原沟壑区的南小河沟流域为例,以1：1万地形图为数据源,探讨了在Arcgis和ArcView地理信息平台下,生成高精度DEM及提取流域土壤侵蚀指标的步骤和方法。结果表明,提取的地形信息能准确地反映该区域地形起伏变化与破碎状况,满足当前“数字流域”建设的需要。