黄土区不同地貌部位径流泥沙空间分布试验研究

黄土丘陵区侵蚀泥沙的来源以及坡沟侵蚀产沙关系等一直是研究的热点难点之一，也是争论较多的问题。在梁峁坡到谷坡的坡沟系统中，不同地貌部位有对应的侵蚀形式出现。该文采用多坡段组合模型，运用人工模拟降雨试验方法，研究了黄土区坡面各垂直侵蚀带径流泥沙的空间分布特征及上坡来水来沙的加速侵蚀作用。结果表明：单位面积与时间产流量排列为谷坡＞梁峁坡下部＞梁峁坡中部＞梁峁坡上部。雨强0.5 mm/min时，没有沟蚀发育；1.0 mm/min时，细沟主要在梁峁坡下部；1.5 mm/min时，细沟伸展到梁峁坡上部，谷坡出现滑塌和崩塌等重力侵蚀现象。坡面径流量、产沙量随坡度、坡长、降雨强度变化成正比增长。上坡来水来沙使梁峁坡和谷坡产沙量大幅度增加。     

神府东胜煤田开发中人为泥石流形成条件分析

神府东胜煤田是我国重要的能源重化工基地,自1987年大规模开发以来泥石流频繁发生,通过野外考察发现,神府东胜煤田泥石流属由人为诱发的人为泥石流。详细地分析了该区泥石流形成的三个基本条件：丰富的松散固体物质储备、陡峻的地形条件和沟床比降和高强度长历时的降雨过程,认为在流域内人为堆置的大量松散弃土弃渣物质是该区泥石流形成发育的主要因素。     

石头梁小流域综合治理效益分析

石头梁小流域位于北票市娄家店乡北部，1998年被国家批准列入大凌河流域水土保持重点治理区。对该流域的水土保持综合治理的经济效益，蓄水保土效益，以及生态效益和社会效益分析计算，结果表明该流域经过5年的治理，各种效益都比较突出，尤其是山杏经济林的营造，不仅使蓄水保土能力得到很大提高，同时也大幅度地提高了经济效益，更加快了山区人民脱贫致富的步伐。     

神府东胜煤田原生地面放水冲刷试验研究

神府东胜煤田是我国重要的能源重化工基地,在开发建设过程中造成了严重的人为水土流失,为了分析计算神府煤田弃土弃渣、扰动地面及非硬化路面的新增水土流失量,以本区未经人为扰动的、撂荒的原生地面为自然侵蚀本底值的作用对象,采用野外放水冲刷实验的研究方法,对原生地面的侵蚀产沙规律进行了研究.结果表明径流量、产沙量与放水流量,径流量、产沙量与坡度的关系均呈线性相关,即随着坡度与放水流量的增大,径流量和产沙量也在线性增加.径流量与产沙量之间呈幂函数关系变化,关系式为Ms=0.049W0.93.     

陕西省丹汉江流域重点水土保持工程适宜性评价

【目的】分析陕西省丹汉江流域重点水土保持工程的适宜性,为开展水土保持工程建设提供科学的决策依据。【方法】首先分析丹汉江流域各时期("长治"工程1~7期和"丹治"工程1期)重点水土保持工程的完成情况;在此基础上构建水土保持工程适宜性评价指标体系;然后分别采用层次分析法和主成分分析法计算水土保持工程适宜性的综合评价分值(EI);最后对各时期水土保持工程适宜性的综合评价分值进行排名,并对2种分析方法的评价结果进行比较。【结果】20世纪80年代以来,陕西省丹汉江流域水土保持工程的实施范围逐步扩大,治理任务和投资量增加,单位面积投资和中央投资比例提高,工程的治理措施逐渐配套,水土保持效益越来越显著。从"长治"1期到"长治"7期工程,丹汉江流域水土保持工程的综合评价分值EI一直呈波动变化,到"丹治"1期工程时EI值急剧提高;基于层次分析法和主成分分析法得到的各时期水土保持工程适宜性排名结果基本一致("长治"2期和4期除外)。【结论】陕西省丹汉江流域水土保持工程中的"丹治"1期工程与各时期"长治"工程相比具有较强的适宜性。     

变化环境下渭河流域土壤水储量模拟及影响因素

[目的] 随着气候变化和人类活动影响加剧,流域气候和下垫面条件发生改变,为准确模拟土壤水分变化过程并分析其影响因素对于地区的水资源管理和植被建设的重要意义。[方法] 以黄土高原地区渭河流域为研究对象,基于ABCD水文模型,采用EFAST法分析模型参数敏感性,构建常参数和时变参数模型,比较不同参数模型的径流深和土壤水储量模拟精度,探讨气候变化和植被恢复对渭河流域土壤水储量变化的影响,明确土壤水储量变化的主导因素。[结果] 土壤水层补给地下水的比例参数c最为敏感,地下水储放系数d、流域实际蒸散发量与土壤蓄水量之和的上限参数b次之,表征土壤完全饱和前径流的倾向性参数a最不敏感;与ABCD常参数模型相比,时变参数模型将率定期径流深模拟结果的NSE、KGE、R²分别提高19%,10%,19%,验证期的NSE、KGE、R²分别提高7%,7%,9%,时变参数模型显著改善径流深模拟效果;基于时变参数模型模拟的渭河流域土壤水储量与ERA5-Land 0—100 cm土层土壤水储量的相关关系最强,二者的变化过程基本相同;不同影响因素对渭河流域土壤水储量变化的影响程度由强到弱依次为潜在蒸散发＞降水＞NDVI。[结论] 研究成果为该地区水资源规划和管理、植被建设提供科学依据,也为其他类似地区的土壤水储量研究提供参考。     

砒砂岩区小流域坡沟系统地形及侵蚀分异规律

作为黄河流域典型生态脆弱区之一的砒砂岩区,水土流失治理难度大,区域地形、侵蚀在坡沟系统的分布迥异。区域土壤侵蚀研究多集中于刻画侵蚀空间分布及不同地类差异性研究,从坡沟系统细化开展研究工作较少,不能较好地为后续精细化治理提供支撑。因此,选取位于准格尔旗的3个典型砒砂岩区小流域,结合目视解译的流域沟沿线,开展了流域地形、水力侵蚀分布规律及其关联性研究。结果表明：流域地形因子分布特征与地貌特征分布一致,高值集中分布在沟道,低值则集中在坡面,且特拉沟小流域(覆沙)沟道处的地形因子统计值最大;砒砂岩典型流域水力侵蚀在坡面、沟道空间分布存在差异,流域坡面以微度侵蚀为主,占比达87%～97%,沟道微度侵蚀占比较坡面该值下降54%～72%,什卜尔泰支沟(裸露)沟道处的水力侵蚀模数均值最高,达97.5 t/(hm²·a);坡度、地表粗糙度、地表切割深度与水力侵蚀模数呈显著正相关关系(p<0.001),阳坡成为强度侵蚀以上单元的主要分布坡向,占比达56.8%～75.8%。因此,该区在后续小流域综合治理过程中,沟道及其阳坡是亟待加强的区域。     

淤地坝对黄土浅层滑坡的减蚀作用

为了研究淤地坝淤积对浅层滑坡的减蚀作用,基于三维连续介质动态数值模型,采用Voellmy流变模型,分析了侵蚀基准面抬升后黄土滑坡运动参数、动力参数以及能量参数的变化规律。结果表明：浅层滑坡在沟谷坡运动过程中,平均速度、前缘速度、侵蚀物质体积和总动能急剧增加,导致滑坡在接触坡脚时前缘速度出现波动且坡脚处侵蚀严重,极具破坏性。随着侵蚀基准面逐渐抬升,滑坡运行时间和平均速度峰值呈“S”形函数下降趋势,前缘速度和滑坡移动距离呈线性函数下降趋势,侵蚀物质体积和总动能呈指数函数下降趋势。随着侵蚀基准面逐渐抬升,滑坡的运动空间和侵蚀空间逐渐减少,仅在一定程度上降低了滑坡速度,但却有效抑制了滑坡的侵蚀作用,使侵蚀物质质量急剧减少,从而有效减少了滑坡体侵蚀总动能,在很大程度上减轻了浅层滑坡的致灾强度和致灾规模。研究结果揭示了淤地坝可以通过抬升侵蚀基准面来减少侵蚀,有助于加深淤地坝对黄土浅层滑坡减蚀作用机理的理解。     

陕北子洲县典型淤地坝淤积过程和降雨关系的研究

淤地坝作为黄土丘陵沟壑区水土流失治理的重要工程措施之一,其坝系优化布局、相对稳定性及坝地效益等受到广泛关注,但对其淤积过程研究甚少。该文通过对黄土高原淤地坝进行调查,典型坝淤积过程剖面的观测及取样分析,结合库容曲线和每个淤积层的淤积厚度求出分层淤积量。根据暴雨产沙过程原理及淤积过程降雨资料,反演淤地坝各淤积层所对应的次侵蚀性降雨,建立层淤积量与相应次侵蚀性降雨指标的相关方程。研究结果表明：坝地淤积物中层淤积量和次侵蚀性降雨的降雨侵蚀力呈幂函数关系,层淤积量和次侵蚀性降雨的最大30 min降雨强度呈指数函数关系,经检验结果良好。     

土壤剥蚀率与水流功率关系室内模拟实验

为了验证土壤剥蚀率模拟公式,系统地研究土壤剥蚀率与坡度和流量、水流功率之间的关系,该文在较大坡度范围(3°～30°)和流量(2.5～6.5 L/min)进行了径流冲刷实验,实验结果表明：土壤剥蚀率是坡度和流量的幂函数,随着坡度和流量的增大而增大;坡度和流量与土壤剥蚀率之间呈显著相关关系,流量对土壤剥蚀率的影响明显大于坡度;土壤剥蚀率随着水流功率的增加呈线性增加(R²=0.945,9°≤S≤24 °),当水流功率大于土壤剥蚀临界水流功率0.344 N/(m·s)时,土壤发生剥蚀;利用水流功率可以更准确地预测土壤剥蚀率。