黄河泥沙与环境

该书是依据流域系统原理,宏观地论述黄河泥沙侵蚀、输移、堆积过程的专著。全书共分十章:第一至五章以翔实资料论述了黄河中游的侵蚀产沙环境、侵蚀产沙地层、侵蚀产沙类型和方式、侵蚀产沙的时空分布及趋势、粗泥沙的来源及其对下游河道淤积的影响。第六章论述了流域沟道与河道泥沙输移特征;第七至九章论述了黄河泥沙堆积环境、泥沙堆积的时空特点、现行河道的泥沙淤积形式与前景;第十章论述了控制下游泥沙灾害的对策与措施。     

长江流域产沙分布及输沙沿程变化特性

应用长江流域水土流失遥感调查资料和干支流主要泥沙控制站的实测泥沙资料,分析了长江流域的产沙区分布、产沙的影响因素,含沙量和输沙量的时空变化,沿程泥沙粒径变化,输移比等输沙特性和规律及入海泥沙量,重点分析了长江中下游河道和洞庭湖、鄱阳湖冲淤变化特点,揭示了长江流域干流、主要支流与湖泊泥沙输移淤积特性.     

流域侵蚀产沙平衡研究进展

介绍了国内外流域侵蚀产沙平衡研究的主要成果。分析了流域泥沙的主要来源及国内外泥沙来源的主要研究方法；介绍了侵蚀泥沙的坡面～河道运移过程、坡面～河道耦合关系的研究现状；提出了当前河道泥沙存蓄与输移研究的主要问题，并分析了该领域目前研究的现状；对比分析了目前流域侵蚀产沙平衡研究中几个主要模型的适用范围与优缺点；提出了我国未来流域侵蚀产沙平衡研究中应注重发展的主要问题。     

泥沙输移比尺度依存及分形特征

泥沙输移比是连接流域地面侵蚀与河道输沙的纽带,是反映流域侵蚀产沙及输移能力的指标,对正确评价水土保持减沙效益与生态建设宏观决策有重要意义。本文基于对国内外泥沙输移比研究的系统梳理,探讨了流域泥沙输移比的尺度依存及分形特征。分析认为：泥沙输移比在其内涵中深刻体现了对尺度的标定;国内外不同区域内流域泥沙输移比具有尺度依存性,并有严格的尺度域;泥沙输移比可以由分形维数来定量描述,即由1km2左右的典型流域单元的泥沙输移比值和流域的分形维数来建立尺度上推或下推的测算模型。本研究结果明确了泥沙输移比研究不能割裂“尺度性”这一学术认知,并为泥沙输移比尺度效应及转换研究提供了新的思路。     

泥沙输移比问题的分析研究

泥沙输移比定义一直存在着不够准确清晰的缺点，对泥沙输移比概念及其影响因素进行了更深入的探讨是非常有必要的。首次在泥沙输移比公式中引入粒径、时段因子，利用量纲分析推求了不同区域的泥沙输移比公式。从理论上阐明泥沙输移比并不是单纯与整个流域面积成反比，而是与流域产沙面积成反比     

东北典型黑土区乌裕尔河中游泥沙输移月年时间尺度特征

水土流失是土壤侵蚀、泥沙输移和沉积的统一体.东北黑土区有关河流泥沙输移时间尺度的研究有助于更好的揭示黑土区土壤侵蚀规律和泥沙运移机制.本文以典型黑土区乌裕尔河中游依安水文站为研究对象,利用该站1957-1989年33年月、年时间尺度上的水沙数据,对黑土区河流泥沙输移特征进行了分析.研究认为,在月时间尺度上,水沙关系松散,径流量对泥沙量的决定系数为53.8%;年内月泥沙量存在着两个峰值,分别发生在春季的5月份和夏季的7月份,流域泥沙存在"存储-释放"的过程.流域泥沙量年际尺度差异大,受人类活动的影响,1957年以来,泥沙量和径流产沙能力呈现逐年增加的趋势.     

小流域治理措施对泥沙输移比的影响

以黄土丘陵沟壑区第一副区韭园沟小流域为对象,探讨了1953年以来水土保持治理措施对流域泥沙输移比的影响。结果表明:该流域土壤侵蚀、泥沙输移和沉积与治理措施有着极为密切的相关性。在天然下垫面条件下,韭园沟小流域的泥沙输移比接近1.00。经过50多年来规模性水土流失治理,泥沙输移比下降到0.27。该流域的泥沙侵蚀量减少、沉积和输移比的改变,在水土保持措施达到一定程度时才逐步显现出来,小流域泥沙输移比变化的影响因素中,流域内人为沉积汇(淤积)的作用明显大于坡面水土保持措施的效果。因此,现行生态环境建设中,在注重坡面治理措施合理配置的基础上,更要加强小流域沟道泥沙拦截工程的建设。     

分布式非点源有毒污染物模型构建研究

在分布式水文模型ESSI基础上,以日为时间尺度,以DEM栅格单元为基本模拟单元,构建了区域尺度的长时期连续模拟的分布式非点源有毒污染物模型ESSI-2。该模型具有产流、汇流、产沙、汇沙、有毒污染物分解、输移及汇聚等完整的模拟功能。模型中根据降雨特征和下垫面特征之间的动态对比关系动态选取产流方式;同时采用RUSLE模型计算泥沙剥蚀量,并根据产沙量与径流泥沙输移能力的对比计算泥沙输出量。该模型充分描述了农药的降解、吸附、下渗、输移、汇聚等过程,可以对农药的输移过程和时空分布进行模拟分析。最后,以临沂流域为研究区,对模型进行了案例分析。计算结果表明,该模型适用于临沂流域,能够分析其土壤侵蚀及农药输移过程。     

泥沙输移问题的分析研究

泥沙输移比定义一直存在着不够准确清晰的缺点，对泥输移比概念及其影响因素进行了更深入的探讨是非常有必要的。首次在泥沙输移比公式中引入粒径，时段因子，利用量纲分析推求了不同区域的泥沙输移比公式。从理论上阐明泥沙输移比并不是单纯与整个流域面积成反比，而是与流域产沙面积成反比。     

南水北调中线水源区产沙过程影响因素分析

分析了南水北调中线水源区所在流域的产沙过程,指出其主要受制于自然因素和人类活动。对水源区产沙过程影响较大且具有独特性的自然因素主要有降水、岩石和土壤成分、下垫面状况及植被等;影响水源区产沙过程的人类活动主要是水利工程的修建、植被的破坏以及地表的开垦等,修建水利工程对水源区泥沙的输移和时空分布产生影响,植被的破坏及地表的开垦增加了流域产沙量。     

白河堡水库泥沙淤积综合治理研究

白河堡水库泥沙淤积已对输水洞输水造成严重影响,淤积治理已刻不容缓.项目在对淤积状况进行现场查勘、流域调研、资料分析及实体模型试验和数学模型计算基础上,以物模与数模相结合方式进行研究.在此研究基础上提出高水位运行、导沙堤、清淤制砖、筑坝排沙等近远期综合治理方案.     

三峡水库淤积排沙及河型转化规律

三峡水库泥沙排沙在其论证和运行阶段一直是关注的热点问题。根据上游来水来沙、实测固定断面和河床质地取样等资料,分析了三峡水库运用以来进出库水沙变化、总体淤积和排沙规律、沿程淤积规律、河型转化规律等,并将初步设计论证研究成果与其他成果进行了对比分析。研究成果表明:三峡水库运用后,入库年径流量与建库前变化不大,但年输沙量锐减60%,来沙减少的趋势仍将持续;三峡水库平均年库容损失率为0.3%,在世界范围内是非常低的,可确保水库长期使用;三峡水库的年淤积量与入库沙量基本呈线性关系,汛期蓄水位越高则其斜率越大;三峡库尾河段总体呈冲刷状态,泥沙主要淤积在常年回水区,尤其在河道开阔断面;部分分汊河道发生了河型转化,淤积后河道总体朝单一、归顺方向发展。研究成果可为三峡水库运行管理和研究提供支撑,也为同类型水库决策提供参考。     

中国泥沙研究的几个问题

几千年来泥沙一直是中国河流治理和灾害防治中的难题。众所周知，黄河频繁的迁徙和洪水灾害就是泥沙淤积的结果。中国学者在黄河治理和土壤侵蚀、水库淤积、河口海岸泥沙漂移、泥石流灾害防治等方面进行了大量研究工作，促进了学科发展，取得了举世瞩目的成就。本文概述这些泥沙问题、治理方略和研究成果。在21世纪，泥沙研究将面临新的挑战。泥沙理论研究方面，非恒定流输沙、环境泥沙学、生态泥沙学和经济泥沙学将成为新的生长点。为了检阅现有泥沙理论和研究方法，国家大量投资对三峡工程建设中和建设后的泥沙运动和沉积规律进行大规模的测量。中国的泥沙研究将有一个新的飞跃。     

The assessment of suspended sediment inputs to Volta Lake

Information on a river basin's sediment yield is an important requirement for water resources development and management. In the Volta River basin of Ghana, data on suspended sediment yield are limited due to the lack of logistic support for systematic sediment sampling activities. This paper presents the results of a study using the available measurements of suspended sediment transport for eight monitoring stations in order to develop a simple predictive tool for estimating the suspended sediment yields for catchments for which no sediment measurements had been undertaken. Regression analysis was used to establish a relationship between specific suspended sediment yield and both the mean annual run‐off and the drainage basin area. The prediction model was used to estimate the sediment loads of the Volta River and its main tributaries (Black Volta, White Volta and Oti Rivers) in order to estimate the total suspended sediment input to the reservoir and the equivalent specific suspended sediment yield from the catchment surface. Although these sediment yield values are relatively low by world standards, the results obtained provide a basis for assessing future sedimentation problems in Lake Volta and for underpinning the development of sediment control and management strategies for the reservoir.     

SEDIMENT DYNAMICS IN THE RESTORED REACH OF THE KISSIMMEE RIVER BASIN,FLORIDA: A VAST SUBTROPICAL RIPARIAN WETLAND

Historically, the Kissimmee River Basin consisted of a broad nearly annually inundated riparian wetland similar in character to tropical Southern Hemisphere large rivers. The river was channelized in the 1960s and 1970s, draining the wetland. The river is currently being restored with over 10 000 hectares of wetlands being reconnected to 70 river km of naturalized channel. We monitored riparian wetland sediment dynamics between 2007 and 2010 at 87 sites in the restored reach and 14 sites in an unrestored reference reach. Discharge and sediment transport were measured at the downstream end of the restored reach. There were three flooding events during the study, two as annual flood events and a third as a greater than a 5‐year flood event. Restoration has returned periodic flood flow to the riparian wetland and provides a mean sedimentation rate of 11.3 mm per year over the study period in the restored reach compared with 1.7 mm per year in an unrestored channelized reach. Sedimentation from the two annual floods was within the normal range for alluvial Coastal Plain rivers. Sediment deposits consisted of over 20% organics, similar to eastern blackwater rivers. The Kissimmee River is unique in North America for its hybrid alluvial/blackwater nature. Fluvial suspended‐sediment measurements for the three flood events indicate that a majority of the sediment (70%) was sand, which is important for natural levee construction. Of the total suspended sediment load for the three flood events, 3%–16% was organic and important in floodplain deposition. Sediment yield is similar to low‐gradient rivers draining to the Chesapeake Bay and alluvial rivers of the southeastern USA. Continued monitoring should determine whether observed sediment transport and floodplain deposition rates are normal for this river and determine the relationship between historic vegetation community restoration, hydroperiod restoration, and sedimentation. Published in 2011 by John Wiley & Sons, Ltd.     

国际泥沙计划案例研究综述

在全球变化等多种因素的影响下,许多流域的泥沙问题严重,泥沙管理的重要性日益突出。通过对联合国教科文组织国际泥沙计划所开展的案例研究进行综述,认识到自然地理特征、社会经济条件、水利工程建设对流域产沙、输沙和水资源利用有重要影响。土壤侵蚀加速、水库淤积、下游输沙量减少和生态平衡破坏是目前全球各大流域面临的主要问题。综合各项案例,研究泥沙管理技术,提出流域综合泥沙管理的策略,包括水库淤积管理、推移质泥沙管理、土地管理和水土保持等技术手段,以及法律、行政和组织措施。     

黄河下游淤筑相对地下河的可行性技术

本文简介了“结合引黄供水沉沙淤筑相对地下河的研究”中有关引水、沉沙、挖淤、输沙、淤筑和施工组织管理等方面的成套可行技术，包括输、沉沙渠（池）设计计算方法，沉挖方式和方法，淤筑施工机械的选型配套，泥沙输送技术以及淤筑技术等。各项技术紧缩密配合，针对性强，便于实施，基本可以满足在不打乱原有引黄灌排体系条件下，进行淤筑相对地下河规划，设计和施工的需要。     

长江流域泥沙输移与概算

泥沙概算是一种通过研究泥沙在流域不同位置和一定时期内的时空分布，从而揭示河流水沙平衡状态的方法。本文通过分析提出了长江泥沙概算方法，探讨长江流域产沙、输沙和泥沙沉积三者的关系。在此基础上，通过流域侵蚀、沉积物和悬移质泥沙粒径级配的对比分析，计算得出每年从长江上游侵蚀下来的泥沙中，粒径大于0．5mm的近12亿t泥沙几乎都沉积在长江流域上游的沟谷和支流中，粒径在0．05-0．5mm范围内的4．92亿t泥沙有3．13亿t沉积在上游沟谷和支流中，而粒径小于0．05mm的5．36亿t泥沙也有2．02亿t沉积在这些区域。当长江上游（宜昌站）和汉江总输沙量超过2．86亿t时，长江中下游将发生淤积，总输沙量超过5亿t时的淤积量超过1亿t；当宜昌输沙量超过1亿t时，洞庭湖区将发生淤积。文章还根据长江干流、部分支流和通江湖泊的水沙关系，建立水沙动态图，研究分析了长江水沙在时空上的分布特点。     

长江上游流域地表侵蚀与河流泥沙输移

在丰富的野外考察、调查及实测资料基础上,将长江上游流域地表侵蚀与河流输沙作为一个完整系统,综合分析了地表物质的侵蚀～堆积～归槽～输移过程,探讨了流域产沙特性及泥沙运动规律。     

Spatial and temporal sedimentation changes in the Three Gorges Reservoir of China

This study examined the temporal trend of sedimentation in China's Three Gorges Reservoir (TGR) from compiled sediment data at multiple temporal scales. Based on decade‐averaged annual sediment loads, a decreasing trend of sediment supply between 1950s and 2000s was found, with a lower‐than‐expected mean sedimentation rate. From 2003 to 2013, the annual sediment supply generally decreased, with the annual sediment deposition rate being about 50% less than that predicted with prior numerical models. The reduced annual sedimentation rate was attributed to (relatively) small dam building within the upstream watershed, conservation activities and sand/gravel mining. Morphological changes at two cross sections within the TGR between 2003 and 2013 indicated that sediment deposition caused only limited bed accretion along the main course of the TGR. In the tail area of the TGR, where sediment transport ceases first, the sedimentation occurring between 2004 and 2013 was insufficient to impede navigation. These results indicate that at least as a first approximation sedimentation in the TGR is well controlled, making it a subdued ‘river dragon’.