浑河流域水土保持减水减沙效益分析

通过对浑河流域降雨，产流，产沙特性分析和降雨，径流，输沙资料统计，采用成因分析法建立了适合该流域的降雨－径流和降雨－产流经验关系。用水文法和水保法对流域８０年代减水，减沙量计算的结果表明，所减水量中，降雨和流域治理的作用分别占４１．５％和５８．５％；所减沙量中，降雨和流域治理的作用分别占２１．１％和７８．９％。     

三川河水沙变化及人类活动影响

通过对三川河流域降雨、径流和泥沙资料统计,分别提出了以汛期降水为主要变量的流域天然状态下的两种产沙量计算方法,并应用于计算之中。进入80年代,流域水沙量大幅度减少,水量由基准期(1957～1969年)的年均3.23亿m~3减少到1.91亿m~3,沙量由基准期的3681万t减少到963万t,分别减少了40.9％和73.8％。用水文法和水保法对流域80年代水利水保措施减沙量进行计算的结果表明,降雨和人类活动对减沙的影响大体各占50％。     

嘉陵江流域水沙变化特性及原因分析

嘉陵江是长江三峡上游主要产沙区之一,近年来水沙特性发生了明显变化.1991-2003年与1990年前相比,嘉陵江流域年均径流量减少了23%,年均悬移质输沙量减少了1.053亿t,减幅达到74%.其主要影响因素包括降雨量的减少、水利工程拦沙、水土保持以及河道采砂与淤积等.本文采用典型调查与分析研究相结合的方法,首次对各影响因素对北碚站输沙量减少的贡献率进行了定量分割,分析结果表明,径流量减少引起减沙约3 450万t,占总减沙量的32.8%;水电工程拦沙引起减沙3 210万t,占总减沙量的30.5%;水土保持综合治理措施减沙1 720万t,占总减沙量的16.3%;河道泥沙淤积、采砂及其他因素减沙2 150万t,占北碚总减沙量的20.4%.这对预测今后三峡水库入库输沙量变化趋势具有重要意义.     

黄河流域窟野河入黄水沙锐减成因分析

2000年以来,窟野河入黄水沙量急剧减少,减幅分别达67％和96％.本文分析了该流域的降雨-产水(沙)关系变化、坝库拦沙量、生产生活用水、植被和采煤对产水产沙的影响,结果表明,1980—2011年,降雨一直是窟野河水沙偏少的重要因素,其中1997—2011年降雨对减水减沙的贡献分别为25.3％和51.2％,但2012年...     

北洛河流域水沙特性与变化原因

在整理分析北洛河流域20世纪50年代以来至2012年降雨、径流、泥沙观测资料和水土保持资料的基础上,研究了北洛河流域的水沙特性和水沙变化情况,从定性和定量两个方面剖析了2000年以后水沙变化的原因。结果表明:北洛河流域水流含沙量大,水沙量年际变化大、年内分配不均,水沙异源,泥沙主要产自上游,径流主要产自中下游;2000年以来北洛河来水量大幅减小,来沙量减小更为显著,主要是降雨尤其是下垫面条件改善以及暴雨偏少导致的;与1959—1969年相比,2000—2012年北洛河流域来沙量减小8 554.0万t,其中受人类活动影响的减沙量占63.1%~69.2%,受降雨影响的减沙量占30.8%~36.9%。     

长江上游岷江流域水沙变化特征分析

岷江流域来水来沙过程对三峡水利枢纽工程的正常运行具有较大的影响.通过资料分析,初步认为该流域水沙年际变化主要为:岷江干流段水量变幅不大,沙量在彭山以上地区、彭山-五通桥及以下区域呈减少趋势;而其支流青衣江上游、大渡河上游水量有所减少,但沙量有所增加,来沙量占流域沙量的65%左右,但随着青衣江和大渡河的逐步开发,水利水电工程拦沙作用将逐渐增大,以致岷江彭山-五通桥区间段来沙量将来会有所减少.根据岷江流域主要测站资料分析,并结合流域内水库(水电站)建设情况,除降雨变化可能引起个别年份输沙量有所增加外,岷江高场站水沙关系1991年前无明显变化,但近期水沙关系发生明显变化,较其它年代同水量下沙量相对减小,其减沙原因主要是流域降雨条件变化及水库拦沙作用.     

渭河流域水土保持措施减水减沙作用分析

截至1996年底，渭河流域累计修梯田52.85万hm^2，造林75.66万hm^3，种草20.54万hm^2,淤成坝地0.32万hm^2,建成100万m^3以上水库151座。经水保法分析计算，1070－1996年年均减水量25.50亿m^3，其中减洪水量8.23亿m^3；年均减少量4765万t。经水文法分析计算，1970－1996年流域综合治理年均减水量21.58仓m^3，其中减洪水11.37m^3；年均减沙量6400万t，其中减洪沙量占91.2％。     

孤山川流域次洪水量和沙量影响因素分析

运用有序聚类法、MWP检定法和Mann-Kendall方法分析了孤山川流域场次洪水的水量、沙量和降雨量,认为天然时期和人类活动影响时期的分界点为1979年。利用天然时期的水文资料建立了次洪降雨—水量—沙量模型,并利用该模型分析了降雨变化和人类活动对1979年之后次洪水量和沙量的影响。结果表明:人类活动影响时期的1980—2010年,降雨变化和人类活动对次洪水量减少的影响分别占65.7%、34.3%,对次洪沙量减少的影响分别占72.9%、27.1%。     

孤山川流域水沙变化趋势的分析

通过对孤山川流域降雨、径流和输沙资料的综合分析,给出了以有效降雨量和降雨强度为参数的预估产水产沙量的经验关系式,以计算值与实测值比较,二者较为吻合。文章还对流域水利水保措施的减水减沙效益进行了估算。     

无定河水沙特性变化分析

无定河是黄河中游的一条多沙河流，水土流失相当严重。其入黄水量，沙量及其变化对黄河水沙变化有较大的影响。５０年代以后在该流域开展了水利水保工作，流域下垫面发生了显著变化。经过几十年的综合治理，水土流失得到了一定的控制，流域的生态环境也得到改善，流域水沙特性发生了较大变化。分析认为：（１）在相同降雨条件下，雨强小，水利水保工程的减水减沙作用大；雨强大，其减水减沙作用就小。（２）如果遭遇大暴雨，流域仍可     

吕二沟小流域水土保持措施对径流和侵蚀产沙的影响

以甘肃天水吕二沟流域22年实测水文泥沙数据为基础，从降水～侵蚀产沙、径流～产沙关系入手，统计分析了小流域水土保持措施对径流和侵蚀产沙的影响。结果表明：小流域径流和侵蚀产沙在年内的分布与降水的季节分配和植被生长发育期有关；径流和侵蚀产沙的年际变化是随流域水土保持措施全面实施和小流域林草植被面积的增加，流域径流量和侵蚀产沙量逐渐减少。从单次降水～径流、降水～侵蚀产沙关系曲线来看，小流域水土保持措施发挥着明显的减水、减沙效益，为流域的综合治理、水土资源的合理开发利用提供科学依据。     

Interacting effects of climate change and agricultural BMPs on nutrient runoff entering Lake Erie

Agricultural best management practices (BMPs) have been implemented in the watersheds around Lake Erie to reduce nutrient transfer from terrestrial to aquatic ecosystems and thus protect and improve the water quality of Lake Erie. However, climate change may alter the effectiveness of these BMPs by altering runoff and other conditions. Using the Soil and Water Assessment Tool (SWAT), we simulated various climate scenarios with a range of BMPs to assess possible changes in water, sediment, and nutrient yields from four agricultural Lake Erie watersheds. Tile drain flow is expected to increase as is the amount of sediment that washes from land into streams. Predicted increases in tributary water flow (up to 17%), sediment yields (up to 32%), and nutrient yields (up to 23%) indicate a stronger influence of climate on sediment compared to other properties. Our simulations found much greater yield increases associated with scenarios of more pronounced climate change, indicating that above some threshold climate change may markedly accelerate sediment and nutrient export. Our results indicate that agricultural BMPs become more necessary but less effective under future climates; nonetheless, higher BMP implementation rates still could substantially offset anticipated increases in sediment and nutrient yields. Individual watersheds differ in their responsiveness to future climate scenarios, indicating the importance of targeting specific management strategies for individual watersheds.     

岔巴沟淤地坝小流域重力侵蚀产沙量分析

以黄土高原典型流域中重力侵蚀产沙量为研究对象,选择岔巴沟流域中6个淤地坝小流域作为研究流域,以坝库中1978—2001年共22年泥沙淤积量作为流域总泥沙侵蚀量,采用中国土壤侵蚀流失模型(CSLE)并考虑沟蚀因素计算水力侵蚀量,将水力与重力侵蚀产沙量区分开来。研究结果表明:6个小流域中重力侵蚀产沙分别占流域总侵蚀产沙量的0%、51.0%、54.1%、59.0%、65.0%和67.0%;小流域中重力侵蚀产沙量与32°的沟坡面积具有显著的线性正相关关系,沟坡坡度是重力侵蚀的控制性因素,降低沟坡坡度能够显著地减少流域产沙量。     

河龙区间近期人类活动减水减沙贡献率分析

分析了河龙区间1997—2006年人类活动对减水减沙的贡献率,探讨了不同流域减沙效益与流域面积的尺度关系。结果表明:①河龙区间近期坡面措施减水减沙贡献率分别为30.2%和54.5%,淤地坝减水减沙贡献率分别为18.0%和27.8%,水利措施减水减沙贡献率分别为46.3%和20.9%,人为新增水土流失减水减沙贡献率分别为-1.8%和-9.7%,封禁治理减水减沙贡献率分别为1.1%和2.2%。②河龙区间近期水利措施减水贡献率最大且不同年代变化不大,坡面措施减沙贡献率最大且上升趋势明显,淤地坝减水减沙贡献率下降趋势明显。水保措施减沙贡献率普遍大于减水贡献率。近期河龙区间水土保持减水减沙的措施主体和构成发生重大变化,林地减水减沙贡献率最大。③随着流域尺度的增大,河龙区间水利水保综合治理的减沙效益呈减小趋势。     

基于典型次洪泥沙动力学过程的岔巴沟流域水沙关系分析

为准确把握岔巴沟流域径流泥沙变化趋势并分析其原因,以岔巴沟流域1970—2016年98场洪水输沙过程为研究对象,通过分析不同年代次洪输沙量,阐明了次洪水输沙动力学过程。结果表明:岔巴沟流域近50 a来次洪输沙滞回曲线模式主要表现为顺时针型、逆时针型、8字型、复杂型4种,4种模式中逆时针型所占比例和次洪输沙量最大,顺时针型所占比例最小,但平均洪峰流量和平均输沙峰值最高,复杂型洪水平均持续时间最长。不同年代次洪输沙频率表现为1980—1989年间洪水输沙滞回曲线以逆时针型为主,其次为复杂型洪水,2006年以来逆时针型和复杂型洪水数量大幅减少,8字型洪水数量增多; 出现这种现象可能是由于岔巴沟流域自20世纪70年代以来开展小流域综合治理,各种水土保持措施在1970—1989年间产生较强的作用,但2000年后,由于长期使用后产生淤满和损坏等状况,效力逐渐降低,对岔巴沟流域整体的水沙输移模式产生影响。     

黄土丘陵沟壑区坡面水保措施及植被对流域尺度水沙关系的影响

根据黄土高原高含沙水流的特点，认为次暴雨的产沙模数和径流深可用线性正比关系式来表示，关系式中比例系数表示流域单位径流深的输沙能力、次暴雨过程中流量超过临界值后的稳定含沙量以及流域历次洪水的平均含沙量。在此模型基础上，以黄土丘陵沟壑区的王家沟的两个毗邻地貌相似的两条沟为研究区，其中一条沟为经治理而另一条则未治理。探讨各种坡面水土保持措施及植被对流域水沙关系的影响。结果表明，治理流域和非治理流域具有相同的水沙关系，被治理沟的植被等坡面措施在流域尺度上仅通过减水来减沙。这主要是因为植被等坡面措施不能显著改变沟道的输沙能力，且由于植被不能很好地控制沟谷侵蚀和重力侵蚀，使得水流进入沟道后又会获取充足的泥沙补充，达到和治理前相同的径流输沙能力。因此可以认为，在仅有植被和其它坡面治理措施的情况下，治理流域的减沙率可用减水率来估计。本文的实际计算表明，在多年平均尺度、年际尺度和次暴雨尺度这一方法都有较好的精度。     

黄河中游典型流域极端降雨条件的水沙过程变化

研究流域极端降雨条件下的水沙动态变化过程是应对气候变化引起的洪涝灾害风险的基础。针对皇甫川、佳芦河和延河流域水土保持治理前后的极端暴雨洪水,对比分析了各流域极端降雨事件中径流泥沙过程的特征变化。研究结果表明,水土保持措施能降低洪涝灾害风险,可将延河流域200年一遇的特大洪水事件降低为风险更小的50年一遇洪水。由于水土保持措施可有效调蓄洪峰、降低含沙量,延河流域洪峰流量和最大含沙量较治理前降低了89.77%和49.25%;同时显著减缓洪水消退过程,各流域洪水过程由陡落均转变为缓落。在气候变化背景下,为应对黄土高原地区局地暴雨灾害,仍需加强水土保持措施监管,开展工程措施的除险加固,提高水土保持措施抵御极端暴雨灾害的能力。     

Investigating reservoir sedimentation and its implications to watershed sediment yield: The case of two small dams in data‐scarce upper Blue Nile Basin,Ethiopia

Bathymetric and sedimentation surveys were conducted with a sonar‐based depth gauge system in two small reservoirs (Selamko and Shina) in the data‐scarce upper Blue Nile Basin, Ethiopia. Bathymetric survey data were merged within geographic information system (GIS ) software to provide detailed visualization and analyses of current depths. Preimpoundment topographic information was obtained from dam owners and designers. Bathymetric differencing was used to investigate and quantify the distribution and estimate volumes of deposited sediment, long‐term average annual sediment fluxes and remaining water storage capacity. Calculated long‐term average sediment accumulation rates were used to estimate remaining lifetimes of each reservoir. Results from the depth sonar surveys and GIS analyses suggest a projected lifetime of ~7 years for Shina Reservoir, compared to a projected lifetime of ~22 years for Selamko Reservoir. It also indicated the annual average sedimentation rate for both reservoirs was greater than the global average of one per cent (1.67% for Shina Reservoir; 2.295% for Selamko Reservoir). The specific sediment yield (SSY ) is relatively larger for both watersheds (2,499 and 4,333.6 t km^?2 year^?1 for Shina and Selamko, respectively) indicating the watersheds are degraded by any global standard. The Revised Universal Soil Loss Equation (RUSLE ) model‐generated erosion magnitude was only slightly larger from the watersheds of both reservoirs, compared to the bathymetric estimates. These data and analyses also provide a baseline relevant to understanding sedimentation processes and are necessary for developing long‐term management plans for these reservoirs and their watersheds.