大理河流域水利水保措施减沙能力及规律研究

利用大理河流域主要水文站1959～1999年间实测的水文泥沙资料,分析了该流域的降雨径流泥沙特性及其年际变化过程。应用水文法分析了大理河流域水利水保措施减沙效益及流域水沙变化原因。结果表明：大理河流域1970～1999年累计减洪量89.08亿m3、减洪效益35.6%,减沙量35.39亿t、减沙效益36.7%。     

大暴雨作用下黄土高原典型流域水土保持措施减沙效益研究

正确评估大暴雨条件下流域水土保持措施的减沙作用,可为科学揭示流域侵蚀产沙变化的驱动机理提供理论支撑。综合采用改进的水土保持成因分析法、林草植被减沙模型和分布式土壤侵蚀模型,对近10年大暴雨作用下4个典型流域的水土保持措施减沙作用进行了系统分析和研究。结果表明:佳芦河流域水土保持措施在"2012.7.27"大暴雨中减沙效益为65.4%;杏子河流域在"2013.7.12""2013.7.25"和"2013.7.27"三场连续降雨中,水土保持措施减沙效益分别为56.5%、40.7%和36.5%;西柳沟流域上游在"2016.8.17"大暴雨中,林草植被措施减沙效益达84.2%;岔巴沟流域在"2017.7.26"大暴雨中,水土保持措施减沙效益为79%。大暴雨作用下水土保持措施减沙效益明显,但遭遇连续极端降雨情况,水土保持减沙效益会降低。     

北洛河流域水土保持措施减水减沙作用分析

根据实测水文泥沙资料以及核实的水土保持措施保存面积，对北洛河流域水土保持减洪减沙效益进行了计算分析，结果表明：截至1996年底，北洛河流域水土保持措施累计保存面积27.32万hm^3，其中梯4.64m^3、林地18.26万hm^3、草地3.98万hm^3、坝地0.44万hm^3。北洛河流域（状头以上）1970－1996年水利水保措施及人类活动年均养活减少洪水8417万m^3，减洪效益21.4％；年均减水27793万m^3，减水作用24.7％。1970－1996年水利水保措施年均减少洪沙1246万t，减洪沙效益15.4％；年均减沙1543万t，减沙效益16.4％。     

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。     

泾河流域来沙系数变化与响应分析

对泾河流域水沙搭配关系、来沙系数及其变化、来沙系数与降雨之间关系、来沙系数与水利水土保持措施年均减沙效益之间关系及其响应等进行了分析.结果表明:泾河张家山水文站年最大洪水的水沙搭配关系为高含沙水流;进入20世纪90年代以后,全流域的水沙搭配关系更不协调.流域3个主要水文站自1988年以来年平均来沙系数均有明显增大的趋势;流域最大洪峰来沙系数和最大日平均来沙系数均与流域最大1日降雨量呈反比例幂函数变化关系;来沙系数随着降雨的增大而减小.流域治理后年均减沙效益和年平均来沙系数关系具有明显的分区规律;两个区单位减沙效益的年平均来沙系数几乎相等;年平均来沙系数对流域水土保持综合治理的响应非常明显.但流域水土保持综合治理对单位减沙效益的年平均来沙系数影响不大.     

暴雨条件下沙棘林减水减沙效益研究

造成黄土高原水土流失的降雨主要是短历时暴雨。根据这一特点，利用人工模拟降雨方法研究了短历时暴雨条件下沙棘林的减水减沙效益，以及不同郁闭度对产流产沙过程的影响。结果表明，沙棘林郁闭度越高，减水减沙效益越好。     

黄土区植被减沙效益评价决策支持系统

本文集成黄土高原小流域植被减沙效应方面的研究数据与资料，归纳出黄土高原不同区域植被减沙效益评价的统计模型，建立植被资源分布数据库。并以此为基础，构建了网络环境下的植被减沙效益评价决策支持系统。该决策系统可根据用户的现状，对所提供的事实和条件进行推理判断，提供有明确针对性的不同区域植被减沙措施及其效益，从而指导不同区域退耕还林还草工程的实施，为黄土高原生态环境建设以及植被的合理布局提供决策支持。     

皇甫川流域水土保持措施减水减沙分析

皇甫川系黄河的一条多泥沙河流，到1997年年底流域治理度达到了28．2％。随着流域治理度的提高，水土保持措施减水减沙作用逐渐增大。坝地减沙作用大于减水，林地、草地、梯田的减沙作用小于减水。20世纪80年代前林地的减水减沙作用最大，坝地次之；80年代后坝地减水减沙作用最大，林地次之。     

喀什噶尔河流域水土保持措施配置及蓄水减沙效益探讨

流域水土保持措施的实施将产生一定的蓄水减沙效益,也是较为有效的减沙措施。以喀什噶尔河流域为例,基于1970年～2009年不同时期水保措施配置比例与蓄水减沙效益的关系,进行不同水土保持措施配置下蓄水减少效益的量化分析。结果表明,流域1980年～1989年间由于不同水保措施配比的合理性,导致这一时期水保措施蓄水减沙效益最为显著,而此后的时期由于不同措施配比发生了变化,导致蓄水效益缓慢增长,减沙效果不增反降,为促进流域不同水保措施蓄水减沙效益的提升,应当在1980年～1989年间不同水保措施配比的基础上,进一步以流域基础水文资料为依据,确定出不同时期流域各项水保措施最佳的组合比例,充分发挥水土保持措施的蓄水减沙效益。     

河龙区间水土保持措施减水减沙效益分析

河龙区间水土保持措施减水减沙效益分析研究采用了“水文法”和“水保法”两种分析计算方法。“水保法”是分析研究的重点。在分析计算中，采用了１９９６ 年土地变更资料和１９９０ 年土地详查资料，并采用二阶等距抽样调查方法核实河龙区间水保措施保存面积；水保坡面措施减洪减沙效益计算采用“串联法”和“并联法”两种方法平行研究，注重了坡面与沟道、洪水与泥沙的有机联系；在计算淤地坝拦泥量的基础上，将淤地坝分为淤平坝地和正在拦洪时期坝地两部分，分别计算其减洪量，并计算了淤地坝减蚀量；水库、灌溉减水减沙量的计算分为减洪水与减常水、减洪沙与减常沙两部分。此外，还考虑了河龙区间工业、生活用水和人类活动增洪增沙对河流水沙变化的影响，尤其是人类活动增洪增沙计算，绝大多数支流采用的是实际典型调查值，增洪增沙指标比较可靠。“水保法”计算结果表明：７０ 年代河龙区间２１ 条有控支流水利水保措施及人类活动等年均减洪４ ．１７７ ～４ ．２５８ 亿ｍ ３ ，年均减洪沙１ ．７２０～１ ．７７５ 亿ｔ ；８０ 年代年均减洪４ ．１４８ ～４ ．２９２ 亿ｍ ３ ，年均减洪沙１ ．６４４ ～１ ．６４５ 亿ｔ；９０ 年代年均减洪４ ．８０５ ～５ ．３８０ 亿ｍ ３ ，年均减洪沙２     

东江上游河流水沙分析

分析了东江上游地区河流水沙特性,并阐述了水库的修建和运用对该地区水沙输移的影响。东江上游地区是整个流域泥沙的重要来源区,该地区地表径流主要来自于降水,河流泥沙也主要来自于降水和径流所造成的土壤侵蚀。从长系列看,东江上游地区径流量虽然在不同时期波动较大,但相对稳定,而河流输沙量呈下降趋势。东江上游来水来沙主要集中在每年的汛期,其汛期来水来沙量分别占全年的70%和88%。枫树坝水库和枕头寨水库建成运用,减小了径流量的季节差异,降低了河流流量脉动特性。同时其河流输沙率在枫树坝水库和枕头寨水库建成以及枕头寨水库调整后分别下降了30%和50%。近年来,东江下游进行的大规模无序采沙,其采砂量已经远大于上游来沙量。在东江流域进行水沙管理时,不仅要采取措施遏制这种无序采沙行动,同时也要进一步研究流域水沙输移问题,以达到维持整个河流系统的水沙平衡。     

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％。     

北洛河上游生态建设的水沙调控效应研究

采用双累积曲线法和Mann-Kendall检验法，确定了19802004年北洛河上游流域的径流、输沙变化趋势和时段，并结合不同时段的气候特征和生态建设资料，分析了流域水沙变化的驱动因素。在此基础上，利用双累积曲线法、径流\输沙系数还原法和统计系列对比法计算了生态建设的水沙调控效应。结果表明：（1）19802004年间，北洛河上游流域径流量和输沙量的变化可划分为19801994年、19952000年和20012004年3个阶段。其中，20012004年为生态建设的水沙调控效应期；（2）以19801994年为基准期，20012004年间，在年均降雨量、年均侵蚀降雨量和年均降雨侵蚀力分别增加14.0%、25.2%和46.1%的气候背景下，由于生态建设的水沙调控作用，流域年均径流量和年均输沙量分别减少2 432.5万m3/a和2 009.1万t/a；（3）排除气候因素的影响，生态建设4年间累计减少流域径流13 808.0万m3、减少流域输沙14 250.8万t，实现减水、减沙效应31.11%和65.14%。单位面积生态建设的年均减水、减沙能力分别达4.7万m3/(km2•a)和4.8万t/(km2•a)。     

黄河中游地区淤地坝减洪减沙及减蚀作用研究

本文对黄河中游河龙区间及泾河、北洛河、渭河流域淤地坝的减洪减沙及减蚀作用进行了深入地分析和研究。提出了淤地坝减洪量、拦泥量和减蚀量的计算方法；对淤地坝的减蚀量进行了分析和计算。分析研究结果表明：作为多沙粗沙区核心地区的河龙区间，1970～1996年淤地坝减洪减沙量分别占水土保持措施减洪减沙总量的59.3%和64.7%，其减洪减沙作用十分明显。1970～1996年，河龙区间及泾河、北洛河、渭河流域淤地坝年均减沙达1.138亿t，可为黄河下游减少淤积0.285亿t；可减少冲沙用水22.8亿m3；节约清淤费用85.5亿元。淤地坝建设的生态效益、社会效益和经济效益十分显著。为此，建议黄河中游黄土高原地区应以淤地坝建设为重点，全面推进水土保持生态建设。     

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％。     

嘉陵江西汉水流域水保措施减水减沙作用分析

西汉水位于秦岭南坡，其上游分布有2350km^2的黄土区，为嘉陵江流域重点产沙区。自20世纪80年代末“长治”工程实施以来，重点产沙区实施了大规模的水土保持治理，至1996年底，累积治理面积占水土流失总面积的40%，水保措施对控制流域内水土流失起到了积极作用。作者以流域上游控制站顺利峡站为分析重点，以实测水沙资料为依据。采用水文学方法，着重分析积极作用。作者以流域上游控制站顺利峡站为分析重点，以实测水沙资料为依据。采用水文学方法。着重分析研究水保措施实施以来的水沙变化。     

黄河主要产沙区近年降雨及下垫面变化对入黄沙量的影响

近几年,黄河来沙量锐减原因成为人们普遍关注的热点问题。本文以天然产沙量约占流域入黄沙量90%的黄河潼关以上主要产沙区为研究范围,优选了降雨因子和模型的函数型式,改进或构建了各支流在天然时期的降雨~产沙相关模型,进而分析了该区近35年不同时段的降雨和下垫面因素的减沙作用。研究表明,若以各支流1956—1975年前后的降雨-产沙响应关系为基准,1980年以来下垫面减沙作用越来越大,近十多年最为突出。近10年研究区降雨总体偏丰、其中近5年明显偏丰,因此降雨变化不是黄河该时段来沙锐减的原因;2005—2014年和2010—2014年,下垫面因素的实际总减沙量分别为13.87~15.45亿t/a和15.70~18.70亿t/a。     

乌江流域水沙变化特性及其原因分析

乌江流域是三峡入库水沙来源之一,近年来水沙特性发生了明显变化。1980-2004年与1979年前相比,武隆站年均径流量变化不大,但悬移质输沙量减少了1 140万t,减幅35%。乌江渡电站建成后,乌江干流各站水沙关系均发生显著变化,同径流量下输沙量大幅度减小。水利工程拦沙是武隆站输沙量减少的主要因素,乌江上游东风、普定和乌江渡等电站年均拦沙量为1 500万t左右,导致武隆站输沙量减小约1 030万t。随着乌江干流大型水电站的陆续兴建,流域输沙量在未来一段时期将进一步减小。     

人类活动对北洛河流域水土流失治理的影响

北洛河流域人类活动对河流泥沙影响较为突出的项目有毁林开荒、陡坡开荒、修路、开矿等。根据典型调查情况及有关资料 ,对北洛河流域的水沙基本特性及人类活动对水土流失治理的影响进行了详细的计算和分析。结果表明 :北洛河流域人类活动新增水土流失量随年代有较大的增加 ,1990～ 1996年人类活动年均增沙 1768万t,分别是 70、80年代的 2 .3和 1.7倍 ;增沙量所占比例最大的项目是毁林开荒 ,其次为陡坡开荒。