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.     

黄土丘陵沟壑区吕二沟流域水沙关系变化分析

流域水沙关系的研究可为流域水土流失模型构建和水土保持效益评价提供科学依据。根据黄土丘陵沟壑区第三副区的吕二沟流域在1982--2010年间的74场次洪水事件水文泥沙数据,对降雨、径流和输沙的关系进行分析,并用Mann—Kendall法检验流域次洪水事件径流系数和平均含沙量的变化趋势和显著性。结果显示,降雨量和降雨历时是流域径流和输沙的主要影响因素,前期降雨量中前7天降雨量与径流系数的相关性最显著。吕二沟流域具有较好的水沙关系。通过Mann．Kendall法检验得到1985年8月24日发生的洪水事件是流域径流系数时间序列的突变点,突变点之后径流系数呈显著减小趋势,植被覆盖面积的增加是流域降雨一径流关系发生变化的主要原因。流域次洪水事件平均含沙量时间序列没有发生显著变化,表明以植物措施为主的水土流失综合治理没有显著影响吕二沟流域的水沙关系。     

黄土丘陵沟壑区小流域水土保持措施的水文效应

以黄土丘陵沟壑区内相邻的2条支沟(羊道沟和插财主沟)为研究对象,采用横向平行对比分析途径,研究了小流域水土保持措施的水文效应.结果表明在黄土丘陵沟壑区,水土保持措施能够有效地减少小流域的径流、泥沙模数,消减洪峰流量、降低径流含沙量,滞后洪峰出现时间,缩短洪水历时,改变降水产流、产沙关系,但对降雨量与流域径流、泥沙量之间的相关性没有大的影响.     

黑河流域上游水沙变化特征及成因分析

[目的]研究黑河流域上游干流的水沙时空变化特征及其成因,为流域生态保护和水资源开发利用提供科学依据。[方法]选取黑河上游干流主要水文站近60a的实测径流、输沙及降雨资料,通过采用Mann-Kendall秩相关检验法、累积距平法和相关分析法,研究水沙变化特征及驱动因子。[结果]黑河上游干流径流量总体上从20世纪80年代以后呈增加趋势;输沙量从20世纪70年代开始呈不显著增加趋势,但莺落峡水文站输沙量从2001年开始呈显著下降趋势。[结论]降水增加是影响黑河上游径流量增多的重要原因;水土流失导致了札马什克站和祁连站输沙量的增加,而水库拦沙是莺落峡水文站输沙量显著减少的主要原因。     

黄土丘陵沟壑区小流域侵蚀沟数量及形态特征

为分析黄土高原不同类型侵蚀沟形态特征及其区域差异,以黄土高原第一副区和第五副区小流域为例,基于无人机影像(0.15 m)及DEM(1 m),分析沟谷网络特征和各类型侵蚀沟的数量特征,并对比冲沟和切沟的二维、三维形态参数。结果表明：丘一区小流域主沟支沟比为1∶35.6,远小于丘五区小流域主沟支沟比(1∶22.0),且各级沟谷密度多高于丘五区,表明丘一区支沟数量多,发育程度较高,地表更破碎,沟谷系统形态更复杂。丘一区和丘五区侵蚀沟类型都以切沟为主,密度分别为9.72,14.22 km/km²,冲沟密度分别为4.27,4.23 km/km²,冲沟数量虽少,但沟谷面积较大。切沟在沟谷网络分级中主要集中在1级,冲沟主要分布于1～3级,干沟多为3～5级。丘一区切沟除纵比降较大外,其他形态参数均明显小于丘五区,说明丘五区切沟规模更大,但两区冲沟形态差异较小。切沟、冲沟的体积和面积之间都具有显著的幂函数关系,但丘一区冲沟和切沟的判定系数更高,表明其同类侵蚀沟在形态上更具有相似性。研究结果为黄土高原侵蚀沟准确统计和小流域水土保持综合治理提供参考。     

黄土丘陵沟壑区罗玉沟流域水沙特性分析

依据罗玉沟流域1986—2010年降水、径流、泥沙观测资料,采用统计学原理,分析研究了流域降水、径流、泥沙特征及其相关关系。罗玉沟流域多年平均降水量552.5 mm,降水年际、年内变化大,时空分布不均;多年平均径流量201.33万m3,多集中在汛期;多年平均输沙量33.83万t,沙量集中在汛期;年降水量与年径流量、汛期降水量与年产沙量、次平均降水量与次洪水输沙量相关性较好,年径流量与年输沙量具有较好的线性相关关系。     

黄土丘陵沟壑区小流域治沟骨干工程淤积量预报模型探讨

黄土丘陵沟壑区治沟骨干工程泥沙淤积来源于坡面侵蚀，沟 道侵蚀和库区岸坡坍塌，控制面积的坡面侵蚀量可以根据同一地区的径流试验小区资料进行计算；库区岸坡坍塌量可以通过实测现库岸地形，并与建库初期库岸地形比较计算而得，通过实测已建骨干工程的淤积量，并减去相应的坡面侵蚀量和库区岸坡坍塌量，便可求得沟道侵蚀量，在先期建立坡面侵蚀量，沟道侵蚀量分别与降雨，土地利用状况和流域特征等相应预测因子相关关系的基础上，建立了治沟骨干工程淤积量的预测模型，实际检验结果表明，模型的最低精度为79％。     

黄土丘陵沟壑区纸坊沟小流域农业生态安全态势变化的驱动力分析

以黄土丘陵沟壑区纸坊沟小流域为研究对象,利用1985-2006年调查和监测资料,综合现有研究成果,将主成分分析和通径分析方法相结合,分析可能影响农业生态安全态势变化的各因子,探讨农业生态安全态势变化的驱动力。结果表明：自然条件是影响黄土丘陵沟壑区纸坊沟小流域农业生态安全态势变化的基础,人文社会经济条件是其变化的主要驱动力,具体可归纳为经济发展、人口压力、流域产业结构调整和农业科技进步4类因子;此外,国家和区域的相关政策、农业产业链与资源量相关度对农业生态安全也有一定影响。     

黄土丘陵沟壑区小流域水沙侵蚀过程的情景模拟分析

在黄土丘陵沟壑区小流域侵蚀水沙耦合数学模型基础上,以黄河中游典型流域岔巴沟流域为研究对象,根据工程水文学设计暴雨的方法生成各种假设暴雨过程,在固定下垫面不变的条件下,进行模拟计算并分析流域100年一遇、50年一遇和10年一遇设计暴雨的产流产沙效应。在几种不同的假设植被覆盖度下,分别模拟计算同一场典型暴雨在不同植被覆盖条件下的水沙侵蚀过程。模拟结果表明：1）根据岔巴沟流域100年一遇（P=0．01）、50年一遇（P=0．02）和10年一遇（P=0．1）设计暴雨3种情景下的水沙计算特征可知,100年一遇降雨（P=0．01）对应的洪峰流量和沙峰分别为805m^3／s和77．5万kg／s,50年一遇降雨（P=0．02）对应的洪峰流量和沙峰分别为595m^3／s和50．2万kg／s,10年一遇降雨（P=0．1）对应的洪峰流量和沙峰分别为108m^3／s和12．1万kg／s,根据以上计算结果可大致推断1970-2000年的绝大多数侵蚀观测场次的水沙重现期在10年一遇和50年一遇之间;2）该流域植被覆盖度的减水减沙效应显著,增加25％植被覆盖将减少水量73％和沙量84％,而减少25％的植被覆盖将增加29．9％的径流和18．6％的泥沙。不同降雨和植被覆盖条件下的水沙侵蚀过程情景模拟分析结果可为黄土高原丘陵沟壑区流域水土保持工程规划与设计提供依据。     

黄土丘陵沟壑区水土保持关键措施变化特征

[目的]揭示黄土高原地区不同水土保持措施各阶段特点,为水土流失治理的关键措施和主要策略提供理论依据。[方法]以黄土丘陵沟壑区1954—2015年不同水土保持措施数据为基础,分析了梯田、造林、种草、封禁、淤地坝等5项水土保持措施的变化。[结果]各项措施的应用面积均随着治理年限增加呈上升趋势,其中以造林措施增幅最快,面积最大。各项措施历年增量比重相对稳定,造林措施增量比重最大为58%,封禁治理措施的面积增量比重逐步上升,梯田面积增量比重逐年下降;淤地坝工程数量表现出先增加后降低的趋势。[结论]黄土丘陵沟壑区水土保持措施的时空变化格局与国家政策的指导性与地方治理需求有关,造林是该区域的最为主要的水土保持措施,封禁保护已成为黄土高原植被恢复的发展趋势。     

黄土丘陵沟壑区小流域土壤侵蚀及其预报模型研究

在小流域内建立人工径流试验小区和自然坡面径流试验小区,观测天然降雨条件下的土壤侵蚀现象、土壤侵蚀量和小流域出口治沟骨干工程的淤积量,并对小流域土壤侵蚀进行了分类。在特别界定小流域"坡面侵蚀"、"沟道侵蚀"和沟道"重力侵蚀"词语含义的基础上,建立起坡面侵蚀模数和沟道侵蚀模数的预报模型。该侵蚀预报模型具有较高的精度,适用于年降雨量为430mm左右的黄土丘陵沟壑区。     

黄土区小流域水土保持措施水沙关系演变特征

以黄土丘陵沟壑区水土保持综合治理示范流域韭园沟及其对比流域裴家峁沟为研究对象,基于韭园沟和裴家峁沟1986—2015年长序列水文泥沙数据,采用累积距平法和Mann-Kendall趋势检验法分析水文泥沙要素的变化趋势,针对存在显著变化趋势的水文泥沙要素采用Mann-Kendall突变检验方法识别突变时间,并通过Kendall相关系数分析要素之间的相关性,分别计算韭园沟和裴家峁沟的降水—径流—输沙关系,分析流域产流产沙能力的变化,探讨不同水土保持措施下的黄土区小流域水沙关系演变特征。结果显示：韭园沟年输沙量仅为裴家峁沟的5.35%,表明水土保持工程措施可大幅度减少流域出口断面输沙量;生物措施在短期内即可明显改善流域径流调节能力,流域固沙抗蚀能力则随着退耕还林后林草逐年生长渐增,说明退耕还林具有可持续的环境价值。     

黄土丘陵沟壑区小流域土壤养分的分布特征

通过对典型黄土丘陵沟壑区纸坊沟流域土壤养分分布规律的研究，结果表明：土地利用状况，植被因素及人工熟化过程对黄绵土土壤肥力的影响，水土流失起了关键性作用。不仅如此，还对本地区主要土类的成土过程起了不可替代的作用，在地带性黑垆土上发育的幼年性黄绵土，其剖面养分分布特征与黑垆土截然不同，它在完整的坡面上养分分布具有特殊性，即坡上部土壤养分含量低于坡下部。     

延河水沙变化分析

延河甘谷驿水文站以上水土流失面积５８９１ｋｍ２，年均侵蚀模数８０００ｔ／ｋｍ２。该流域自５０年代开展水土保持综合治理，截至１９８９年底止，已完成水土保持综合治理面积２５９３．６ｋｍ２，治理程度达４４％。采用水文法、水保法分析河流水沙变化，与非治理时段１９５６～１９６９年相比，治理期７０～８０年代年均减沙２６４０万ｔ，减少了４０％，其中降雨偏枯影响占８％，下垫面影响占９２％；治理期内年均减水０．４４亿ｍ３，减少了１７．５％，其中降雨影响占２３．８％，下垫面影响占７６．２％。在下垫面减沙减水中，水土保持措施的作用分别占７２．７％和５０．６％。     

沂河流域水沙变化趋势及成因分析

为了揭示变化环境下沂河流域径流量和输沙量减少的原因,选取反映该流域水沙变化趋势的代表水文站——临沂站,利用50余年来的实测年径流量及年输沙量资料,采用滑动平均法、Mann-Kendall非参数秩次相关检验法,对该流域水沙变化趋势进行了研究。结果表明:在一定显著性水平下,沂河流域径流量与输沙量在多年变化中均呈明显下降趋势。最后,针对影响水沙变化的降水与人类活动因素,应用不同时段的雨—水—沙关系,定量计算了不同时段的水沙衰减量以及由于雨水衰减影响和水土保持影响的减沙量所占比重。针对临沂的实际情况,应继续加强水土保持工作,实施流域综合治理。     

晋西黄土丘陵沟壑区小流域产流产沙分析

本文以王家沟流域作为晋西黄土丘睿区典型示范区,分析小流域在多年的综合治理情况下,影响其产流产沙的两大因素－动力和下需。根据两大因素之间各个因素的模糊特征采用灰色关联分析法,得出目前小流域产流产沙的原因为草地的减少和内道、沟坡、“Ｖ”形沟头的防治工程薄弱以及坡耕地的退耕还林速度慢,这些是今后重点治理防护区域,其次为降雨,最后是造林和基本农田 。     

麻家沟小流域综合治理措施及效益分析

麻家沟小流域位于蒲县黑龙关镇,地貌类型为黄土残塬沟壑区。流域总面积1 266.44 hm2,水土流失面积1 142.93 hm2,占90.25%。水土流失严重,年均土壤侵蚀模数为5 200 t/km2。该流域综合治理属2015-2019年规划实施的水土流失重点小流域治理项目。规划期内共治理水土流失面积5.0 km2,其中新修梯田16.74 hm2,栽植乔木林74.18 hm2,封禁治理409.08 hm2,新修小型引水提灌工程1处。据测算,规划措施实施后,治理度可达到70.77%,林草植被覆盖率达到52.94%,每年可减少泥沙1.16万t,增加蓄水10.09万m3,生态效益与经济效益显著。     

黄土高原丘陵沟壑区土地利用与水土保持措施的变化特征

为了给生态环境脆弱的黄土高原丘陵沟壑区的土地利用和水土保持措施提供有效的决策支持,该文通过对甘肃省天水市罗玉沟流域和吕二沟流域这两个黄土高原丘陵沟壑区典型流域的土地利用变化、水土保持措施变化及其驱动力进行分析,研究各个驱动因子对土地利用变化的影响以及水土保持措施的变化。利用TM、ETM+影像图,同时结合实测资料从而计算出该两流域在研究时段内的土地利用的变化贡献率、变化强度指数和变化速度3项指数,然后结合流域的各项水土保持措施的统计资料进行分析。研究结果表明:罗玉沟流域林地和梯田的面积均有显著增加,坡耕地面积显著减少;吕二沟流域林地面积增加明显,而草地和灌木面积急剧萎缩。这也与该两流域在水土保持措施方面以修建梯田和造林为主是一致的。同时,在影响土地利用变化的各个驱动因子中,社会经济因素对于土地利用变化的影响较大。     

黄土丘陵沟壑区坡沟系统切沟侵蚀数值模拟

切沟侵蚀过程既是侵蚀输沙发生变化过程,也是其侵蚀地貌的发展演变过程,为了说明切沟形态随时空演化过程,应用质量守恒原理和理论分析方法,论述切沟侵蚀过程与形态发育模型实现的原理和过程,建立切沟侵蚀输沙微分方程、下切方程,并进行数值模拟.通过模拟计算,得到不同时刻和不同坡长下的切沟底部高程变化数据;经过与坡沟系统模型试验观测结果进行比较检验,沟深平均相对误差在15％以内,取得了较高的模拟精度.这表明建立的模型合理,模拟结果与实际切沟下切的动态变化过程相符,可以用于模拟切沟下切发育过程.