榆林地区设计洪水计算方法探讨

榆林地区地处黄河中游多沙粗沙集中来源区,是黄河流域水土流失的重点治理区,随着经济的发展和环境建设的持续推进,近年来各种水利工程、防洪工程建设日益增多,在设计洪水计算时通常采用《榆林地区实用水文手册》中提供的4种方法。由于不同方法的计算结果存在较大差异,因此依据绥德县桥沟流域1994.08.04洪水的实测资料,对4种计算方法的结果进行验证,并以孤山川沙梁二道沟坝为例进行应用验证,得出采用1/3推理公式法进行设计洪峰流量、设计洪水总量和设计洪水过程线计算较为合理的结论。     

甘肃天水市对比小流域暴雨洪水侵蚀产沙特性

 为分析黄土丘三区水土保持综合治理对小流域典型暴雨产汇流特性的影响,依据桥子东、西沟对比小流域暴雨洪水泥沙观测资料,结合实地调查对比分析雨、洪、沙特性。结果表明:在降雨差异很小的情况下,其水沙特性差异明显,桥子东沟较西沟洪峰削减率达66.9%,单位面积减洪量1万3336m3/km2,减沙量8534t/km2,2流域的流量和含沙量过程变化趋势基本一致,但西沟变率均大于东沟,且西沟流域侵蚀模数是东沟的3.5倍。桥子东沟流域各项水土保持措施发挥了显著的蓄洪拦沙作用,减洪效益59.9%,减沙效益79.5%;桥子西沟的林草措施减洪效益为6.9%,减沙效益8.4%。     

黄土高原典型小流域水文观测资料自动化整编系统研发

以黄土丘陵沟壑区第三副区典型小流域罗玉沟、吕二沟、桥子东沟和桥子西沟降雨、径流和泥沙资料为处理对象,运用C#语言、SQL Server数据库技术和数据统计分析技术,开发建立了以数据采集、模型服务和数据发布三个逻辑层为总体框架,包含数据录入、数据查询、数据整编、数据管理和系统管理五大功能模块的针对Windows用户的降雨、径流和泥沙数据处理平台,实现了小流域降雨、径流、泥沙数据的输入、整编、查询、输出等功能。同时,该系统也是一种资料管理、信息查询和成果存贮应用的工具,系统的建成可为黄土高原典型小流域水文观测数据处理与管理的自动化、科学化提供技术支撑。     

罗玉沟流域典型暴雨洪水及其产沙特性

以罗玉沟流域实测水文泥沙数据和洪水调查资料为基础,分析几场造成极强烈侵蚀的典型特大暴雨的雨、洪、沙特性。结果表明：典型暴雨面雨量离差系数为0．15—0．74,不均匀系数为0．37—0．90,极端降雨比值系数为1．3-188．8,暴雨中心最大10min、最大30min和最大60min降雨量分别占次降雨总量的19％-29％、35％-73％和60％-100％;次暴雨洪量超过年径流量的30％,径流系数0．20—0．49,洪峰流量模数为4．07—9．34m^3／（s·km^2）,洪水总历时6—96h,上涨历时15—80min;次洪输沙量超过年输沙量的60％,次洪输沙模数为0．71-1．40万m^3／km^2,最大含沙量高达774kg／m^3,且沙峰多超前于洪峰10—20min,沙量过程线的消退明显滞后于流量过程线,最大含沙量出现时的流量较最大流量偏小40％-50％;历次暴雨的雨、洪、沙特性差异主要受暴雨时空分布特征和下垫面条件控制,水土保持措施具有明显的滞洪减沙效应。     

MIKE耦合模型模拟淤地坝对小流域暴雨洪水过程的影响

为科学认识淤地坝建设对黄土高原小流域暴雨洪水过程的影响,该文通过分布式水文模型MIKE SHE和一维水动力模型MIKE 11耦合模拟了不同坝型组合和坝系级联方式下的小流域暴雨洪水过程,研究表明:1)淤地坝系建成后会使小流域洪水的洪峰和洪水总量明显减少,其中骨干坝减幅最小,中型坝次之,小型坝减幅最大;串联、并联、混联3种坝系级联方式均使洪峰流量和洪水总量明显减小,其中混联坝系减幅最大,并联坝系次之,串联坝系最小。2)淤地坝建设改变了洪水历时,其中骨干坝和中型坝增加了洪水历时,而小型坝缩短洪水历时。3)沟道连通性指数与洪峰流量、洪水总量均有很好的相关关系,淤地坝建设明显降低了沟道连通性,通过改变沟道连通性调控了小流域的暴雨洪水过程。可为黄土高原淤地坝安全运行提供科学依据。     

秦巴山区小流域综合治理对洪水的作用过程分析

采用小流域平行对比法,分析秦巴山区小流域的次降雨洪水过程,研究了水土保持综合治理对小流域洪水的作用过程。结果表明,水土保持综合治理能够有效地延迟峰现时间30~60 min,对于不同的降雨量、降雨强度,其削减洪峰流量的程度不同。其中削减洪峰流量14%~90%,使径流系数降低25%~71%。调节降雨径流的年内分配,使枯水期流量增大,汛期流量减小。     

水土保持措施对小流域洪水过程的影响研究

采用小流域平行对比法,分析研究小流域的次降雨洪水过程,研究水土保持综合治理对小流域洪水的作用过程,通过双环入渗法测定流域土壤入渗速率,分析不同土地利用类型对土壤入渗速率的影响,结果表明,水土保持林草措施通过改变流域下垫面条件,改善土壤的入渗性能并对洪水过程产生影响。     

砚瓦河坝系工程建设对小流域洪水泥沙的影响

黄河水土保持生态环境监测中心于2006年在济源市砚瓦河小流域下游的双堂村设立监测站,积累了2007—2010年4年8次洪水的监测资料。监测情况表明：坝系工程建设改变了小流域的汇流条件,使洪峰滞后11．4h,削减洪峰流量32．2％,延长了洪峰退水历时,洪峰峰形由尖瘦变得圆滑;坝系工程建设促使洪水在坝系内停留时泥沙沉淀,减少了洪水的含沙量和输沙量,减沙效益为次洪水含沙量减少21．2％、输沙量约减少10．0％。     

陕北子洲县“7·26”特大暴雨引发的小流域土壤侵蚀调查

[目的]2017年7月25日20时到26日8时陕北榆林地区突降了一场特大暴雨,造成了严重的洪水灾害与经济损失。通过考察该次暴雨造成的土壤侵蚀危害,旨在为今后该区水土流失治理及暴雨灾害的防御提供依据。[方法]于2017年8月2—6日赴暴雨受灾区子洲县,选取了清水沟、马家沟、蛇家沟3个典型小流域作为重点调查区域,对该次暴雨下流域内坡耕地、退耕林草地、梯田、填沟造地、淤地坝、道路等的土壤侵蚀特征进行了调查与分析。[结果]在"7·26"特大暴雨洪水下,坡耕地细沟发育明显,甚至产生小切沟;而2000年退耕的林地和自然恢复草地以面蚀为主,无明显细沟产生;新修梯田连接两阶田面的道路及承接路面来水的田面冲毁严重,田埂部分区段被冲开,田坎发生塌落;在削坡填沟造地区域,不仅农作物和坝体遭到严重破坏,而且残蚀了田旁新修道路,切割裸露沟壁多处发生土体塌落;淤地坝或轻或重都存在损毁与隐患,但在该次暴雨中滞洪拦沙作用明显。同时,在调查中发现该区陡坡耕种现象依然存在,小流域蓄排水系统缺乏,部分水土保持工程管理与维护不到位,经济发展水平低,农民水土保持意识淡薄。[结论]"7·26"特大暴雨洪水造成的土壤侵蚀依然很严重,而退耕林草地的土壤侵蚀轻微,证明水土保持工作在该区依然十分重要。在生态环境脆弱的陕北黄土高原地区,应该继续加强环境保护措施,加大水土保持治理力度,特别是陡坡退耕。同时,专业设计并实施小流域蓄水、引水、排水网络系统十分必要。     

佳芦河流域特大暴雨洪水对下垫面治理的响应

根据实测水文资料,从下垫面治理入手,对佳芦河流域“2012-7-27”暴雨洪水进行了实地调查和成因分析。采用回归分析方法分析了流域洪水泥沙关系和汛期降雨产流关系及其变化,采用“指标法”计算了流域水土保持措施减洪减沙量,并分析了水土保持措施减沙能力和植被措施对流域洪水泥沙的削减作用。结果表明:（1）“2012-7-27”暴雨的雨量、雨强和笼罩面积都很大,但洪峰流量、最大含沙量、洪水量和洪水输沙量却明显减小;流域汛期降雨产流关系具有明显的分区特征,以场次洪水对应的面平均雨量为参数,可以分为暴雨区、大雨区和一般降雨区等3个区。（2）流域水土保持措施削洪减沙作用十分明显。“2012-7-27”暴雨中水土保持措施减洪减沙效益分别达到26.8%和38.3%,其中坝地减洪减沙所占比例最大,分别为71.0%和51.9%,林草等植被措施（包括封禁治理）减洪减沙所占比例其次,梯田减洪减沙所占比例位居第三。（3）植被措施对流域洪水泥沙削减作用显著,但梯田、林地减沙能力均未达到其最大减沙能力,抵御暴雨洪水的空间仍然很大,草地减沙能力约为其最大减沙能力的1.8倍,需要继续加大植被措施建设力度。同时,在流域治理中要继续加大治沟骨干工程建设力度,大力实施“坡改梯”工程。     

辽宁省无资料地区设计暴雨洪水计算方法的研究

针对辽宁省气候及流域特征 ,在认真总结前期工作经验的基础上 ,分析 4 2 917站年暴雨洪水资料 ,应用水动力学原理 ,考证了特大暴雨的重现期 ,增加了超短历时 (最大 10min)暴雨等值线图及 10min～ 1h的暴雨衰减指数nop等参数 ,分析出辽宁省中、东、西部地区产流特点 ,提出适应不同地区的产流模型 ;采用综合经验单位线与瞬时单位线相结合的途径 ,建立单位线要素与水文、地理因子间的关系 ,提出了具有辽宁特点的中小河流 (无资料地区 )设计暴雨洪水计算方法     

极端暴雨下小流域洪峰对植被和梯田的响应——以山东临朐台风“利奇马”暴雨为例

全球气候变化背景下,极端暴雨事件出现频率增加,研究小流域洪峰形成机理对暴雨洪水预测与防灾减灾具有重要意义。基于2019年9号台风"利奇马"在山东省潍坊市临朐县造成的特大暴雨事件,选取暴雨中心附近的17个小流域,综合应用野外调查、遥感解译等方法,研究了小流域洪峰强度和敏感性对植被和梯田的响应特征。结果表明:该暴雨事件中,小流域洪峰流量为2.36～56.50 m~3/s,洪峰模数为8.00～48.89 m~3/(s·km~2),洪水指数介于3.61～4.55。在相似降雨条件下,洪峰模数、洪水指数与坡耕地比例呈显著的正相关关系(p0.05),洪峰模数与林草地和梯田比例呈显著的负相关关系(p0.05),洪水指数与林草地和梯田比例呈一定的负相关关系。植被和梯田对洪峰影响的有效性随着次降雨量的增大,呈现先增加后降低的非线性特征;在极端暴雨条件下,调查流域对洪水的敏感性属于"Average"水平;增加林草地、梯田等土地类型的面积可提高小流域对极端暴雨的应对能力。     

川中丘陵区典型小流域治理对地表水水质的影响

为探讨小流域治理后地表水水质的时空变化规律,对川中丘陵区典型小流域截流村小流域综合治理后流域上游、中游和下游地表水的p H值、总氮(TN)、氨氮(NH+4-N)、总磷(TP)、高锰酸盐指数(CODMn)进行了测定,并采用综合污染指数法对水质进行了评价。测定结果显示,截流村小流域上游和中游地表水中TN、NH+4-N和TP浓度雨季大于旱季,下游TN、NH+4-N和TP浓度旱季大于雨季;地表水TN、NH+4-N和TP浓度空间上旱季为上游中游下游,雨季为下游上游中游;地表水CODMn浓度旱季和雨季均表现为上游大于中游和下游,但不同部位之间差异不显著。综合污染指数法评价表明,截流村小流域地表水水质均属于轻度污染,污染程度旱季下游中游上游,雨季中游上游下游。研究表明农田面源污染是川中丘陵区小流域地表水的主要污染源,建议加大流域内梯田和防护林建设力度。     

基于IPA方法的村民对小流域综合治理感知度研究——以渭北旱塬秦庄沟小流域综合治理为例

在实地调查和对村民问卷调查的基础上,运用重要性及其表现分析(IPA)法研究了当地村民对秦庄沟小流域综合治理的感知度。结果表明,村民对水土保持综合治理的感知度可用相关因子体现。结合该小流域的水土保持综合治理规划,可将筛选出的28个可体现村民感知度的因子在IPA分析图上进行划分,其中第Ⅰ象限为小流域综合治理的优势因子分布区,第Ⅱ象限因子为劣势因子分布区。针对综合治理的优势与劣势因子,提出今后秦庄沟流域综合治理应继续保持水保优势发展,重点发展小流域经济增加村民收入,改善人居环境,大力推广生态农业发展等对策。针对于当地村民最关心和紧迫问题,建立有针对性的小流域综合治理开发模式,从而提高小流域综合治理开发水平,满足当地村民生产生活现实需求和潜在需求。