引发2016年十大孔兑严重山洪的暴雨诊断分析

利用加密实时雨量观测资料和NCEP再分析资料,对引发2016年8月16—17日内蒙古十大孔兑地区严重山洪灾害的局地暴雨过程进行了诊断分析。结果表明:(1)此次暴雨天气过程发生在"两槽一脊"的大尺度环流背景下,新疆北部及东北亚上空的切断低压底部不断有冷空气移出,而副热带高压与大陆高压合并形成高压脊阻挡了冷空气的南下,冷暖空气在十大孔兑地区强烈交汇,引发了此次强对流天气;(2)700 h Pa上的切变线和急流加强了气流的上升运动,触发不稳定能量的释放,成为该次暴雨的主要影响系统;(3)水汽通量、垂直速度场以及假相当位温等物理量场的高低空配置和时空变化与暴雨过程的时空变化十分吻合。     

基于RSMSobol方法的HIMS模型参数敏感性分析

以黑河莺落峡以上流域为例,基于PSUADE平台,采用参数敏感性快速定量评估的RSMSobol方法分析了HIMS模型参数的敏感性。以体积误差Ve、Nash-Suttcliffe效率系数、标准误差σ、相对误差Re和相关系数r等作为目标函数综合评价了HIMS模型的模拟效果。结果表明:产流参数R和汇流参数C_1是重要参数,对于不同的目标函数,产流参数R都是最敏感的;模型参数敏感性对不同目标函数存在一定差异,产流参数R和r对体积误差和Nash-Sutcliffe效率系数表现得较为重要,而汇流参数C_1、C_2对相关系数、效率系数和标准误差的影响较为明显。     

坡面细沟分形研究的空间数据获取与分析

如何实现细沟沟网分形维数的准确计算是目前坡面侵蚀非线性量化面临的主要问题之一。为了实现分形理论在细沟量化中的应用,在介绍坡面DEM获取、细沟沟网提取方法的基础上,依据分形盒维数的基本原理,提出基于ArcGIS的细沟沟网分维值计算的网格化方法,以黄土坡面侵蚀模型为例,对黄土坡面模型细沟分形维数和数据无标度区进行了计算和分析,通过计算得到分维值为1.126 6,并对计算结果的合理性进行了讨论,认为该方法具有较高可信度。     

砒砂岩区二元立体配置治理技术及示范效果

针对黄河流域砒砂岩地区立地条件差、水土流失剧烈,以及砒砂岩孔隙率大、颗粒间黏性差而使常规的植物与工程治理措施难以有效实施的问题,探索了砒砂岩区水土流失治理的抗蚀促生与改性筑坝新技术,集成多措施多技术建立了综合治理模式,并开展了关键技术应用示范研究。研究表明:基于砒砂岩区水土流失规律提出的水土保持材料-工程-生物措施、坡面-沟道系统二元立体综合治理措施配置模式,治理效果明显;研发的抗蚀促生材料具有良好的抗蚀促生性能,具有减少土壤侵蚀、促进植物生长的作用;利用砒砂岩原岩改性材料建设的淤地坝,各项主要力学性能指标满足工程建设规范要求;研发的抗蚀促生复合生态材料措施可以作为我国生态环境极度脆弱区水土流失治理、生态建设的一条有效的新途径。     

自然修复草被对坡面径流的阻滞作用研究

自然修复是干旱半干旱地区小流域水土保持生态治理措施的一种,研究自然修复措施对坡面径流的阻滞作用,对客观评价生态蓄水能力和认识黄河水沙锐减原因具有重要意义。利用野外标准小区,研究了天然降雨和径流冲刷模拟试验条件下,坡面自然修复草被对径流的阻滞作用,结果表明:低强度降雨时,自然修复草被坡面降雨入渗率可达97%,高强度降雨时更容易产流;同一径流冲刷试验条件下,自然修复草被坡面、人工草被坡面和裸坡坡面的径流入渗率分别为90.1%、49.1%和3.4%,自然修复草被坡面的产流时间最长,阻延径流、增加入渗的作用更突出。     

黄河泥沙资源利用途径与原则

梳理了黄河泥沙治理演进的历史过程,分析了经济社会发展和黄河治理开发的新需求。阐述了黄河泥沙自然资源属性及黄河泥沙资源在农业、河道治理、能源开发、建筑材料和黄河文化等方面的利用途径,认为以黄养黄、以沙治沙是黄河泥沙资源利用的根本出路。黄河泥沙资源利用具有广阔的前景,其利用应遵循整合、提升、联产、胶凝的原则。     

黄土高原水-土-植被系统土壤侵蚀模型研究

根据1954—1986年黄土高塬南小河沟人工草地和自然草地径流场小区观测资料,分析了水-土-植被耦合情况下降雨与土壤侵蚀量的关系,结果表明土壤侵蚀是草地坡度、植被盖度、降雨强度等综合因子共同作用的结果,据此提出了在综合因子影响下的西峰地区草业用地侵蚀量预测经验模型。研究发现,40%⁶0%植被覆盖度是植被对土壤侵蚀起明显干预作用的分界区间,因此西峰地区人工草地植被覆盖度不宜小于60%。     

植被坡面产流特征及其侵蚀动力研究进展

植被覆盖变化状况直接影响流域水文过程,通过对黄土高原植被坡面产流特性已有研究成果进行总结,以期为评价植被对水沙调控的作用提供参考。从黄土高原生态建设和水土保持效益评价的需求出发,回顾了植被作用下坡面产流特征和侵蚀动力学特性研究的主要进展,包括植被增强土壤入渗能力和减缓径流的作用、植被对坡面产流的影响、植被作用下坡面流侵蚀动力学特性;明确了需进一步深化研究的主要方向,包括植被作用下坡面降雨-入渗非线性过程、坡面产流机制发生胁变的被覆临界、不同产流机制的侵蚀动力参数特性等。     

坡面细沟侵蚀形态演变与量化研究评述

坡面细沟形态是一个降雨驱动下侵蚀产沙的微地形动态响应系统,这一地形因素体现着坡面侵蚀动力学各要素及其相互作用,是基于物理过程的水蚀预报模型的关键部分。要建立具有物理意义的坡面侵蚀产流产沙预报模型,就必须从地形角度对细沟形态及其演化过程进行深入研究。评述了近年来国内外在坡面细沟形态演变与量化领域的相关研究成果,从理论研究和观测方法两方面剖析了制约研究发展的因素,提出了推动该研究发展的对策,即:构建细沟形态量化参数评价标准,从建立"状态+时间"综合量化模式入手,以坡面细沟形态为切入点,研究一个连续降雨过程中细沟形态的发育过程与降雨侵蚀产沙过程的关系,定量揭示坡面侵蚀响应规律。     

砒砂岩固结体防水抗蚀及紫外耐久性能研究

采用W-OH对砒砂岩进行固结处理,通过水滴渗透、抗蚀性及紫外加速老化试验研究了固结体的防水性能、抗水蚀性能以及紫外耐久性能。结果表明:1将不同浓度的W-OH溶液喷洒在砒砂岩颗粒表面时,可形成一层具有一定厚度的弹性固结层,防水性能提高83倍左右;2水稳性指数由原岩的0.2提高至固结体的0.8,抗水蚀性能大大提高;3固结层具有良好的抗紫外老化性能,加速老化32 d后,质量损失在0.06 g/m~2以内,在当地的辐射强度下,5 a以内老化和分解可控;4采用W-OH处理后,砒砂岩坡面减沙比为99.78%。