皇甫川特拉沟小流域近期泥沙减少成因分析

受降雨变化及人类活动等因素影响,近期皇甫川流域水沙发生显著变化。通过分析皇甫川典型小流域特拉沟2007—2016年水土流失原型动态监测资料,揭示了特拉沟小流域存在降雨强度显著减小、产水产沙年际变化大、沟道坝系工程及植被对泥沙减少作用显著等特征,建立了基于降雨侵蚀力和小流域产沙模数的二次曲线相关关系,其适用于分析比较不同降雨条件下特拉沟小流域产沙状况。研究结果表明,特拉沟小流域2007—2016年年均输沙量与1954—1999年均值相比减少167.7万t,其中:降雨强度减小、汛期降雨量减少引起的年均产沙减少量约为24.98万t,占总减少量的14.9%;淤地坝拦沙减蚀作用年均拦减泥沙约75.72万t,占总减少量的45.2%;坡面治理措施年均产沙减少量约67.0万t,占总减少量的39.9%。     

西柳沟流域近期水沙关系变化特征分析

根据1960—2010年实测水文资料,对黄河内蒙古段西柳沟流域近期水沙关系的变化特征进行了分析。结果表明:1990—2010年与1960—1989年相比,流域年降水量增大,但暴雨有所减少;来水来沙具有水少沙多、年际变化大、年内分配极度不均等特点;流域最大1 d降雨对产流产沙的影响很大,洪水期降雨产洪变化率指数为0.525 7~2.683 8,降雨产沙变化率指数为0.613 6~2.136 3;流域高含沙水流的侵蚀产沙作用非常强烈,洪水泥沙关系式的幂指数约为1.0,场次洪水多年平均含沙量为612.6 kg/m~3。同时,给出了西柳沟流域形成沙坝淤堵黄河干流的暴雨洪水泥沙阈值。     

黄河中游侵蚀环境变化趋势研究

文研究了整个黄河中游地区的不同类型区、强烈侵蚀产沙中心带以及小流域和沟谷这三种不同空间尺度的侵蚀产沙量。得出黄河中游地区的年平均侵蚀量为１４．６５５亿Ｔ（１９７０－１９８９年）；强烈侵蚀产沙中心带的平均产沙量为３．５８亿，沟谷地产沙星点汉域总产沙量的比例在大部分地区为７０－８０％，在塬区别大于８５％。另外，还对下下世纪时的入黄泥沙量作了初步预估。     

黄河上中游水利、水保工程减沙作用的预估

本文从水利水保工程的拦沙机理入手,论述了水库和水土保持减少入黄泥沙的作用。通过分析计算得出目前入黄泥沙每年减少2亿t左右;如果今后60年在多沙地区仍按过去30年的速度治理,将保持或略高于目前的减沙水平,即60年后每年减少入黄泥沙4亿t左右。     

黄河中游降水特点及其对入黄泥沙量的影响

根据1951～2007年水文、气象资料,在统计分析黄河中游降水时空分布和变化特点的基础上,通过对比1986年前、后资料,分析近期降水较前期的变化,并根据潼关站年输沙量及其与中游不同站点、不同时段降水量的关系,建立了输沙量计算公式,计算分析了近期降水变化和其他因素对入黄泥沙量的影响.结果表明:①黄河中游近半个世纪降水量总体上呈前期多、后期少的特点;②1986年以来降水较前期普遍减少,其中南部减少10～30 mm,北中部主要产沙区减少量都超过25 mm;③降水量年内分配发生了很大变化,除12月～翌年3月和6月有所增多外,其余月份减少10%～30%;④降水变化对入黄泥沙的影响量相当于泥沙总变化量的30%～60%;④其他因素对入黄泥沙的影响量占总变化量的40%～70%,其作用具有越来越显著的特点.     

信江流域水沙变化及其对降雨侵蚀力的响应

信江流域是鄱阳湖的第三大入湖流量支流,其水沙变化直接影响鄱阳湖水文情势。本文基于信江流域7个气象站降雨资料和梅港水文站1960-2014年的径流和输沙资料,采用Mannn-Kendall非参数检验、双累积曲线等方法,研究了流域水沙变化及其对降雨侵蚀力的响应。结果表明：信江多年平均径流量为179.8×108m3,年际呈不显著的上升趋势（P>0.05）。多年平均输沙量为198.9×104t,年际呈极显著下降趋势（P<0.01）。多年平均降雨侵蚀力11 270MJ·mm/（hm2·h）,年际呈不显著的上升趋势。输沙量与降雨侵蚀力双累积关系曲线在1999年出现拐点,与基准期（1960-1998年）相比,变化期（1999-2014年）降雨侵蚀力使年均输沙量增加14.0×104t,对输沙量变化的影响程度为10.8%;人类活动导致年均输沙量减少143.5×104t,对输沙量变化的影响程度为-110.8%,二者综合作用导致输沙量减少。水库建设和大规模水土保持措施的实施是信江流域输沙量减少的主要原因,研究成果可为流域水土流失防治、水土资源利用提供参考。     

黄河流域主要泥沙汇堆积过程及输沙量的长期变化

黄河流域是地表巨大的输沙系统之一,受气候变化和人类活动的影响,其输沙量经历了显著的变化。探讨了全新世以来黄河流域3个主要泥沙沉积汇的堆积变化过程以及黄河输沙量的变化过程,揭示出在人类活动逐渐增强的主要影响下,宋代以后黄河输沙量经历了加速增加的过程,近几十年来在气候变化以及水利水保措施作用下黄河输沙量又经历了逐渐减少的过程。与历史时期相比,近年来黄土高原坡面和沟道的侵蚀产沙量仍较大,仍需长期开展水土保持工作。20世纪中期以前,由于黄河输沙量逐渐增加,因此黄河下游与渭河盆地及小北干流年沉积量也都呈现一个逐渐加速的过程,两者沉积量年增加的比例比较接近,与黄河输沙量年增加的比例一致。近几十年来,下游主要受大堤防洪能力及来沙变化影响、渭河盆地及小北干流主要受三门峡水库水位和来沙变化影响,年沉积量起伏变化,2003年以来两泥沙汇都发生了持续冲刷过程。河套平原是黄河上游最大的泥沙汇,1949年以前400多a的平均沉积量接近0.9亿t/a,1950年以来年均沉积量较之前长期平均值高,受来沙系数变化影响,经历了两个起伏周期,近期进入低谷。     

黄河2017年第1号洪水雨洪泥沙特性分析

2017年第1号洪水期间,无定河白家川站洪量1.53亿m~3、输沙量1.02亿t,支流大理河绥德站洪量1.08亿m~3、输沙量0.90亿t,子洲、绥德县城泥沙落淤量约为1 000万m~3。干流龙门水文站洪量为5.69亿m~3、输沙量为0.60亿t,黄河北干流吴堡至龙门河段发生淤积,淤积量为0.69亿t。通过分析洪水的雨洪泥沙特性,并与历史情况进行对比认为:对于中小强度降雨,黄土高原水土保持措施具有较好的减水减沙作用,但对高强度暴雨洪水,其减水减沙作用降低,若今后再次遭遇大范围高强度降雨过程,黄河仍会出现大沙年份。近年来北干流河段采沙剧烈,对黄河河道输沙影响不容忽视。     

近期黄河潼关以上地区淤地坝拦沙量初步分析

进入21世纪以来,黄河泥沙显著减少,潼关水文站实测输沙量由1919—1959年的平均15.92亿t减少到2000—2012年的平均2.76亿t。黄河流域已建淤地坝58 099座,分布在黄土高原的千沟万壑,具有显著的拦沙减蚀作用。依据第一次全国水利普查、水利部淤地坝大检查等基础数据,初步分析了2000—2012年黄河潼关以上地区淤地坝拦沙减蚀作用。结果表明:(1)2000—2012年黄河潼关以上淤地坝年均拦沙减蚀量为4.50亿t,其中年均拦沙量为3.75亿t、减蚀量为0.75亿t。同期潼关以上地区5 520座骨干坝的年均拦沙减蚀量为2.05亿t,其中年均拦沙量为1.71亿t、减蚀量为0.34亿t;50 935座中小型淤地坝的年均拦沙减蚀量为2.45亿t,其中年均拦沙量为2.04亿t、减蚀量为0.41亿t。(2)淤地坝拦沙减蚀作用对2000—2012年黄河泥沙减少的贡献率为34%。     

黄河输沙量研究的几个关键问题与思考

近十几年黄河输沙量的突兀性减少是社会各界人士普遍未曾预料到的。黄河输沙量减少原因和未来趋势亟待研究,也需结合现状进一步提出新的适应策略。基于对黄土高原水土保持与黄河水沙变化等的长期研究,提出黄河输沙量研究需要关注的几个关键问题和认识:考虑到学科特点及发展水平,黄河输沙量以及人类活动对输沙量变化影响的研究"宜粗不宜细";黄河输沙量变化研究可以年代为时段开展对比分析,1979年之前可作为基准期;在流域及区域侵蚀产沙性降雨的相关研究中,宜把12 mm日降雨量作为临界侵蚀降雨量指标;加强淤地坝淤积记录反演研究,揭示土壤侵蚀强度变化,以解析坡面土壤侵蚀减少与沟道坝库工程拦蓄对黄河输沙量减少的贡献,明确当前黄土高原水土流失治理方向;强化黄河未来输沙量变化趋势及治理对策研究。