贵州省猫跳河流域土壤侵蚀量计算及其背景空间分析

以贵州省猫跳河流域为研究区，在GIS 技术支撑下，应用修正的通用土壤流失方程计算研究区的土壤侵蚀量，分析土壤侵蚀的空间分布格局，对土壤侵蚀与其环境背景因子包括海拔高程、坡度、坡向和土地利用类型等进行叠加和空间统计分析，揭示土壤侵蚀与其环境背景等因子的空间关系，为土壤侵蚀的有效防治和治理提供科学依据。结果表明：研究区平均土壤侵蚀模数为28.6 t/(hm²·a)，1200～1400 m的海拔高程带、6°～25°坡度带和南坡是发生土壤侵蚀的主要区域，也是水土流失防治及治理的重点区域。在各种土地利用类型中，旱地发生土壤侵蚀面积和侵蚀量最大，其次是灌草地，水田最小。在县域中，清镇市土壤侵蚀面积和土壤侵蚀量最大，其次是平坝县和修文县，息烽县土壤侵蚀面积和土壤侵蚀量最小。     

基于SWAT模型的阿克苏河流域径流模拟

阿克苏河流域地处中国西北干旱区域,受高寒气候影响,其冰川和积雪融化补给对流域径流量变化、区域水资源合理优化及生态环境的保护影响重大。结合阿克苏河流域融雪径流的产流、汇流的独特之处,应用SWAT分布式水文模型对其月均径流进行了模拟研究。收集阿克苏河流域7个气象站点1980—2013年的逐日观测数据和阿拉尔水文站2000—2013年月均实测径流数据,基于DEM数据、土地利用数据、土壤数据,建立适合阿克苏河流域的融雪径流模型并进行月均径流的模拟。结果表明:SWAT模型在阿克苏河流域具有良好的适用性,校准期和验证期相对误差R_E均在8%以内,决定性系数R²和Nash-Sutcliffe效率系数NS均高于0.82,达到了模型的评价标准,为高海拔干旱区建立分布式水文模型提供了参考。     

滦河流域气候变化的水文响应研究

以滦河流域为研究区,基于未来气候变化研究成果建立了16种气候变化情景,结合SWAT分布式水文模型模拟了不同气候变化情景下的水文过程,对滦河流域气候变化的水文响应进行了分析。结果表明:SWAT模型可以较好地模拟滦河流域的月流量过程,在研究区具有较好的适用性;流域气温升高将会导致蒸发量增加、径流减少。在以升温为主、降水变化存在很大不确定性的情况下,滦河流域径流量可能进一步衰减。在未来降水增加的情况下,流域年均地表径流增加趋势的空间差异显著,尤其是流域下游的迁西县等地增加幅度超过12mm,研究结果将为变化环境下滦河流域的水资源管理提供参考。     

基于SWAT模型的抚河流域土壤侵蚀模拟

为模拟流域土壤侵蚀状况,分析土地利用方式对土壤侵蚀的影响,构建抚河流域SWAT模型.应用SWAT模型对研究区的径流、产沙状况进行了校准和验证,在此基础上分析了抚河流域土壤侵蚀强度特征,探讨了不同土地利用方式对产沙的影响.结果表明:4个测站月径流、月输沙量的校准期和验证期的决定系数(R2)均在0.7～0.93之间,Nash-Sutteliffe效率系数(NSE)在0.64～0.92之间,径流、泥沙模拟结果达到满意精度,模型在本区域具有良好的适用性;土壤侵蚀以微度侵蚀和轻度侵蚀为主,城乡及工矿用地的土壤侵蚀模数最大,而林地的产沙量绝对量最大.研究成果可为研究区水土保持提供参考.     

沟道二维泥石流运动和冲淤数值模型研究

以水沙混合流模型为基础,采用混合流沙量动态变化模式,提出泥石流运动控制方程组,建立适用于模拟泥石流在天然沟道中的运动和冲淤过程的二维数值模型.模型基于水动力学理论、水沙两相混合流理论和宾汉体模型理论,考虑了泥石流运动、泥沙输移、沟床变形、泥石流宾汉体流变特性等主要动力学过程.将模型应用于云南东川蒋家沟实测泥石流过程的模拟研究,结果较好地反映了泥石流运动不连续性的特征和泥石流沟道冲淤随时间演变的实际规律.     

黏性泥石流运动模型在蒋家沟的对比检验

介绍了Bagnold模型、Takahashi模型、费祥俊模型、Iverson模型4个代表性黏性泥石流运动的模型,并利用云南省东川市蒋家沟的23阵泥石流测量资料对其进行对比检验。结果表明,Bagnold模型模拟的流速值总体上与测量值接近,但是弥散应力无法支撑固相有效重力;Takahashi模型模拟的流速值总体偏小;费祥俊模型模拟的水力坡降和断面平均流速均偏小;对Iverson模型的初步分析表明,蒋家沟泥石流具备维持受力平衡所需液化度的条件。参数敏感性分析表明,极限浓度对Bagnold模型和Takahashi模型影响较大,内摩擦角对费祥俊模型和Iverson模型影响较大。     

气候变化对开都河流域径流的影响研究

利用SWAT模型模拟开都河流域的径流变化,并采用1990—2009年的水文站点径流数据进行精度验证,然后设定气候变化情景,模拟不同气候条件下径流的响应特征。结果表明:模拟结果与实测径流较吻合,剔除异常年份（1994年、1995年）后,校准期（1990—2000年）效率系数为0.58,平均相对误差为-5.7%,线性拟合度为0.8;验证期（2000—2009年）的结果与校准期接近,均达到了模型的评价标准,说明SWAT模型在开都河流域的适用性较好。基于此,采用任意情景设置方法,设置了25种气候变化（气温和降水）组合情景,研究了该流域对气候变化的响应,结果表明,气候变化对径流量的影响较为显著,降水增加或气温降低均会导致径流量增加,流域未来年均径流变化的主要影响因素是降水,温度的影响相对较弱。     

1980—2020年渭河中上游流域土地利用演变及其对径流的影响

[目的] 研究渭河中上游流域不同土地利用情景下径流的响应规律,为渭河中上游流域的发展规划及水资源管理提供科学支撑。[方法] 基于1980—2020年土地利用数据,分析流域40 a的土地利用变化特征,并结合SWAT模型,设置5种历史土地利用情景、两种综合土地利用情景和3种极端土地利用情景,探究径流在不同土地利用情境下的响应。[结果] ①流域40 a间耕地、水域及未利用土地面积逐渐减小,林地、草地和居民用地面积逐渐增加。②1980—2020年共5个时期模拟年均径流深分别为72.24,72.27,72.31,71.86,72.25 mm,退耕还林、退耕还草、耕地型、林地型及草地型模拟年均径流深分别为68.59,69.70,72.60,64.81,66.82 mm。[结论] 40 a间土地利用类型的变化对渭河中上游流域径流的影响小于10%;退耕还林、退耕还草对径流主要起抑制作用。在3个极端土地利用情境下径流大小为：耕地型＞草地型＞林地型,且耕地型与林地型、草地型情境下的差异明显。     

土地利用变化对九龙甸水源区土壤侵蚀的影响研究

以楚雄市九龙甸水源区为研究对象,用楚雄市(1953—2009年)和凤屯站(建站到2009年)的日气象和月径流资料,结合水源区土地利用、土壤特性、90 mDEM数据等,构建九龙甸水源区SWAT分布式水文模型。结果表明,在研究区SCS径流曲线数(CN2)、土壤蒸发补偿系数(ESCO)、浅层地下水回归流阈值深度(GWQMN)、土壤饱和水力传导度(SOL_K)、平均坡度(SLOPE)、最大叶面积指数(BLAI)、最大叶冠指数(CANMX)和土壤水植被可利用量(SOL_AWC)等参数对径流影响最为敏感。在模型率定期和验证期,模拟与实测径流量相对误差均小于10%,纳什效率系数分别为0.87和0.83,说明构建的SWAT水文模型在九龙甸水源区有较好的适用性。1986—2009年研究区不同土地利用方式下土壤侵蚀均以轻、微度侵蚀为主,但土地利用类型变化,尤其是人类活动增强导致的耕地面积增加、草地面积减少,使得2009年比1986、2000年中度和强烈土壤侵蚀面积明显增加。     

岔巴沟流域汛期径流模拟及地表产流特征分析

气候变化是影响流域水文循环过程的重要驱动因素,近年来,气候变化导致极端降雨—径流事件的频繁发生对人类社会经济发展构成了严重的威胁。因此,迫切需要开展流域水文模拟和产流特征分析。土壤和水评估工具(SWAT)是一种具有物理机制的分布式水文模型,已被广泛用于评价变化环境下的水文过程。以黄土高原岔巴沟流域为研究区,通过利用与黄土高原地区产流模式更为接近的Green-Ampt下渗法驱动SWAT模型模拟了岔巴沟流域日尺度的水文过程,并以水文响应单元为分析对象,结合4个降雨—径流事件的地表产流量和地表径流系数分析了降雨强度和前期土壤含水量对不同土地覆被产流特征的影响。结果表明：(1)基于Green-Ampt下渗法驱动的SWAT模型率定期和验证期E_NS为0.76,0.74,R²为0.78,0.75,模型能够较好地模拟日尺度流域水文过程;(2)流域不同土地覆被下地表径流系数随最大雨强的增加呈显著上升趋势,且最大降雨强度大于16 mm/h后地表径流系数显著增加,当土地覆被为耕地时降雨转化为地表径流的比例最大,其次为草地和林地;(3)前期土壤含水量的大小可以揭示大...     

云南蒋家沟泥石流滩地土壤肥力特性

蒋家沟泥石流滩地地势平坦，水源充足，热量丰富，是较好的土地资源。为促进滩地的开发利用，对滩地土壤肥力作了初步研究，结果表明：滩地剖面结构和土壤物理结构较差，沙石化现象严重；土壤微团聚体数量较少，粒级间比例不合理，水稻田表层土微团聚体主要集中在0．02～0．002mm，旱作表层土微团聚体主要集中在0．25～0．05mm；土壤养分除全钾极丰富外，其它养分都处于缺乏或极缺状态；在开发过程中，全氮增加显著，其它养分含量变化不大，有效钾呈下降趋势。     

岷江上游土壤侵蚀时空演变特征及其成因分析

为研究岷江上游流域土壤侵蚀动态变化情况,使用通用土壤流失方程(USLE)和统计学、空间分析等方法探讨了该区域2001—2017年土壤侵蚀时空演变特征及其成因。结果表明：(1)岷江上游流域土壤侵蚀主要发生在西部、西南部、东北部和东南部。(2)土壤侵蚀模数显著减小区域主要分布在流域西部和西南部,从地形、降水和土地利用看,主要分布于海拔2 500～5 000 m、坡度大于15°、年均降水量800～1 200 mm的区域和林地侵蚀区。土壤侵蚀显著增加区域主要分布在北部和东南部,其中以中山、亚高山区域和年均降水量400～800 mm的干旱河谷区域为主。(3)土壤侵蚀状况与海拔、坡度、年降水量和植被类型在空间上呈显著正相关关系(p<0.05),随着海拔、坡度、年降水量增加,土壤侵蚀现象越明显。(4)未利用地、草地和林地土壤侵蚀较明显,侵蚀占比(轻度及以上侵蚀面积占该类型的比例)分别为87.11%,39.75%和9.49%。(5)不同类型林地侵蚀占比由大到小为疏林地(15.04%)>针叶林(13.50%)>混交林(4.41%)>阔叶林(0.97%)。林地土壤侵蚀主要受降水和植...     

土壤侵蚀过程中坡面流水力学特性及侵蚀动力研究评述

土壤侵蚀动力过程是水流和土壤两者相互作用的复杂物理过程,而含沙水流是土壤侵蚀的主要动力,深入理解坡面流水力学特征及侵蚀动力是研究土壤侵蚀动力学规律的基础.本文从坡面流水力学特性及侵蚀动力,包括:流速、水深、流态、阻力规律以及坡面流的切应力、冲刷动力、运动能量等多方面对国内外关于土壤侵蚀动力过程研究进行了系统深入的评述,并探讨了研究中存在的问题,重点指出:坡面流作为三维、非恒定非均匀沿程变量流,流动形态千变万化,坡面状况较为复杂,其均匀流理论远不能真实反应自然界复杂地表状况下的水流水力学特性及其变化规律.开展复杂地表的水流运动过程、水力学参数变化规律及坡面侵蚀水动力过程研究是今后土壤侵蚀水动力学研究的重要方向,这对于深入了解土壤侵蚀水动力过程的内在机制、构建物理侵蚀模型具有重要的研究意义.     

云南蒋家沟泥石流成因及其防治措施探析

以云南蒋家沟泥石流为研究对象,通过分析其流域的自然地理环境特征和人类活动的影响,并结合泥石流发生的必要条件(地形坡降、水和松散固体物质),探讨了蒋家沟泥石流形成的原因,总结了泥石流灾害在蒋家沟流域的分布规律和特征,最后根据泥石流的危害性特点提出了相应的防治措施.     

云南蒋家沟泥石流成因及其防治措施探析

以云南蒋家沟泥石流为研究对象,通过分析其流域的自然地理环境特征（地貌、地质、气象和水文等）和人类活动的影响,并结合泥石流发生的必要条件（地形坡降、水和松散固体物质）,探讨了蒋家沟泥石流形成的原因,总结了泥石流灾害在蒋家沟流域的分布规律和特征,最后根据泥石流的危害性特点提出了相应的防治措施。     

云南金沙江流域重力侵蚀量分析

重力侵蚀量是区域土壤侵蚀总量的重要组成部分,是土壤侵蚀量调查研究中不可忽视的重要内容之一。以云南金沙江流域为例,探讨了区域重力侵蚀量(包括侵蚀的岩土体物质总量和其中的土壤侵蚀量)的测算方法;根据该流域已有的滑坡(崩塌)、泥石流调查研究资料并结合典型调查,在确定各县重力侵蚀量测算参数的基础上,分别计算出各县及全流域的年均重力侵蚀物质总量和土壤侵蚀量,并分析了该流域重力侵蚀量的主要特点。     

贵州省乌江流域土壤侵蚀与地貌特征的关联分析

结合乌江流域2000年土壤侵蚀分布图和研究区30 m分辨率的ASTER GDEM数据,对乌江流域土壤侵蚀在海拔高度、坡度、地表起伏度和粗糙度方面的空间分布特征进行研究.结果表明,贵州省乌江流域土壤侵蚀主要为水力侵蚀,包括微度、轻度、中度、强度和极强度侵蚀5种类型,以微度和轻度侵蚀为主.乌江流域微度和轻度土壤侵蚀空间分布的高程特征呈现单峰现象,中度以上侵蚀的高程特征呈双峰现象.流域中度及中度以下土壤侵蚀空间分布的坡度特征为单调下降趋势,强度和极强度土壤侵蚀的面积比例随着坡度的增加呈现先增大后减小的趋势,15°左右存在一个侵蚀临界坡度.乌江流域的土壤侵蚀随地形起伏度的增加表现为先增加后减小的趋势,存在7～16 m临界起伏度;各类型土壤侵蚀随地表粗糙度的增加均呈减小趋势.喀斯特地区流域尺度侵蚀强度的变化受高程和坡度的影响较大,对地形起伏度和地表粗糙度的变化不敏感.     

贵州喀斯特峡谷花椒林地土壤物理性质初步研究及建议

本文研究了贵州喀斯特花江峡谷水土保持经济植物花椒纯林地土壤的物理性质,探讨了单一种植花椒对土壤物理性质的影响,结果分析表明:随花椒年龄的增加,特别是花椒种植到盛产期后,土壤存在一定的退化。并针对这一情况,提出相应建议以维护花椒林地的可持续发展。     

滇中尖山河流域不同土地利用类型土壤抗蚀性

为揭示滇中尖山河小流域不同土地利用类型的侵蚀特性,以滇中尖山河小流域4种不同土地利用类型(坡耕地、裸地、林地、园地)不同土层(0—10,10—20,20—30 cm)土壤为研究对象,通过对土壤抗蚀性15个指标的测定与分析,研究了不同土地利用类型对土壤抗蚀性的影响。结果表明:不同土地利用类型中坡耕地、裸地5 mm土壤水稳性团聚体显著低于林地、园地,5 mm水稳性团聚体含量表现为裸地(12.72%)大于坡耕地(8.93%),且坡耕地0.25 mm团聚体随土层深度的增加而降低;土壤团聚体结构破坏率表现为裸地坡耕地林地园地,土壤有机碳含量与0.25 mm水稳性团聚体含量均达到极显著正相关。不同土地利用类型下园地和林地土壤的抗蚀指数、结构系数、团聚度、土壤结构和稳定性、抗分散强度和保水保肥能力最高,水稳性指数较大,分散系数最小,土壤抗蚀性能最强。不同土地利用类型综合抗蚀指数大小顺序为园地(0.823 6)林地(0.520 4)坡耕地(-0.382 2)裸地(-0.961 8)。综上,实行人工造林能够显著提高原土结构稳定性,园地和林地在增加土壤抗蚀性方面有明显优势,加强人工林建设可作为研究区土壤改良的有效措施。