陕北秃尾河流域水土保持措施径流效益研究

为评价径流变化特别是水土保持措施对陕北秃尾河径流的调节效果,依据已有的研究成果,并结合该流域实测资料,利用成因分割法等方法对秃尾河流域径流的变化情况进行了研究,计算出水土保持措施径流效益。研究结果表明,经以流域为单元的水土保持综合治理,秃尾河流域径流量相对减少,其中水土保持措施的径流效益显著。可为更好地维护陕北地区生态环境、治理黄河中游流域水土流失以及科学合理调配利用水资源提供依据。      

水土保持对黄河年径流量影响研究

流域年径流量是水资源评价与合理配置利用的重要依据,而水土保持减水定额、水土保持措施累计保存面积又是估算水土保持对河川年径流量影响的基础。本文综合分析了水土保持减水作用现有主要研究成果,在对黄河上中游进行生态环境建设分区的基础上,采用小流域综合治理法计算了各分区水土保持减水定额,黄土丘陵沟壑区为245.5m3/hm2、黄土高塬沟壑区为118.5m3/hm2、土石山区为471.9m3/hm2。并结合《2003中国林业统计年鉴》、《2005年中国森林资源报告》、中国工程院重大咨询项目“西北地区生态环境建设区域配置及生态环境需水量研究”研究成果,计算了各分区水土保持措施累计面积。最后求得黄土丘陵沟壑区、黄土高塬沟壑区、土石山区、河源区水土保持减水量分别为85618.13×104m3、15672.81×104m3、26808.64×104m3、8475.32×104m3,全流域水土保持减水量为136574.90×104m3。     

平江流域水土保持综合治理水沙调配效益评价

以位于南方典型水土流失区的平江流域为研究对象,以长序列历史观测数据为基础,应用径流调控理论,对流域水土保持综合治理措施体系水沙调配效益进行了定性和定量的对比分析,结果表明：通过30多年的水土保持综合治理,平江流域径流洪枯比由治理前1958~1979年的年均3.51下降到治理后1980~2015年的年均2.45,枯季径流量占全年径流总量的比例总体呈上升趋势;流域年输沙量呈显著下降趋势,年均减少1.48豫,尤其是治理后期的2003~2015年,流域年均输沙量比治理前下降了61.4豫.体现了流域水土保持综合治理调控径流时空分配及减沙效益显著.     

大凌河中下游河道生态需水量计算分析

文章以大凌河中下游为例,结合其生态环境问题以及水资源开发利用现状,采用河道输沙、自净、渗漏、蒸发需水量和基础流量等参数构建生态需水量计算模型。然后以水文站为断点将大凌河中下游分为5段,利用生态需水量模型依次估算各河段不同水文率年的生态需水量,并结合各参数间的关系界定了总生态需水量。研究表明:大凌河中下游95%、70%、50%、20%水文频率年的生态需水量依次为1.4239×10~8m~3、1.8540×10~8m~3、2.5061×10~8m~3、4.0837×10~8m~3,占代表年径流量比例依次为87.12%、60.04%、60.26%、56.41%,占多年平均流量比例依次为18.91%、28.25%、45.20%、72.61%;为实现大凌河水资源的合理利用和可持续管理,必须采取行之有效的调控措施,分河段分时段的整治流域生态环境问题。     

基于水土保持的流域降水-径流统计模型及其应用

本文在变量共线性分析基础上，提出了流域降水量标度和水土保持标度及其计算方法，建立了流域降水-水土保持-径流统计模型，该模型不仅能分离水土保持措施对河川径流量影响程度，而且还可分析降水及水土保持对流域径流量变化的影响。研究表明，在佳芦河和秃尾河流域，水土保持使流域径流量平均减少10%～22%。因降水量减少及水土保持措施面积增大，20世纪70～90年代比60年代径流量明显减少，佳芦河降水变化及水土保持措施影响分别为25%和75%，而秃尾河分别为35%和65%。     

新疆和田地区皮山县水资源量分析评价

以皮山县主要河流实测水文、气象资料为依据,对相关河流缺少资料进行插补延长以及还原,对季节性河流和山洪沟等产水区运用径流深等值线图法推算径流量。通过计算分析得出,皮山县多年平均降水量为75.65×10~8m~3,多年平均径流量为23.044×10~8 m~3,流域平均径流系数为0.30,可为当地水资源开发利用提供依据。     

基于GeoWEPP的济源市土壤侵蚀研究

根据济源市的DEM、土壤类型、土地利用、气象等数据,运用TOPAZ软件从DEM上提取流域地形参数,采用基于物理过程耦合WEPP和GIS的GeoWEPP模型研究了济源市土壤侵蚀的时空分布特征。利用侵蚀量和径流量监测数据,采用相对误差、相关系数和Nash-Suttcliffe确定性系数对GeoWEPP模型进行识别和验证,结果表明该模型具有较好的适应性。利用经识别验证过的模型,模拟了济源市现状水土保持措施和水土保持生态工程措施下的土壤侵蚀特征。结果表明:相比现状水土保持措施,水土保持生态工程措施条件下,济源市全年土壤侵蚀量和径流量分别减少12.2%和3.2%。     

小流域水土保持措施及效果

以小流域河段为研究对象,分析降雨条件下流域的流沙变化规律,研究流域水土保持措施及实施效果,结果显示:5月份流域的植物正处于生长阶段,植被的密度较低,对水土流失的抑制效果较差,输沙量较大。通过对比治理前后的输沙模量,在相同的年均降水量下,水土保持措施能有效改善流域的水土流失情况,即使在降雨量较大时,径流量与单侵蚀量也能保持在较低范围内。研究结果可为流域水土保持治理提供参考。     

陕西的泥沙问题及防治经验

陕西省总土地面积20.56×10~4km~2。水土流失面积达13.7×10~4km~2,占67％。从汇入黄河的皇甫川、无定河和泾河等11条支流来看,流域面积是三门峡水文站以上流域面积的19.5％,径流量占22％,而每年输入黄河的泥沙达8×10~8t,为三门峡以上黄河总输沙量的50％。流失的泥沙,促使河道变迁,河口淤塞;引水口、渠道淤积,引水量减少;水库淤积,降低水库兴利效益;磨损水轮机和水泵,造成极大的危害和经济损失。为解决泥沙问题,陕西省在水土保持,渠首引水防沙,水库防沙排淤和高含沙利用方面,采取了防治和利用泥沙的措施,取得很好的经验。     

多沙粗沙区不同水土保持措施组合对径流影响分析

在对多沙粗沙区不同类型区水土保持措施组合的调查、评价的基础上,分析了《黄河近期重点治理开发规划》中皇甫川、三川河和马莲河3条支流不同措施组合对径流的影响。结果表明,水土保持措施规划实施后,对径流的影响在枯水年分别为3278万m^3和2159万m^3,占河龙区间多年平均实测径流量的20．9％,若是丰水年或平水年将分别占到58．8％和38．9％。可见,水土保持措施对径流的影响作用是很大的。     

三川河流域近30年水土保持蓄水拦沙效益分析

根据黄河中游三川河流域至2000年的水文气象和水土保持措施量资料，分析了流域近30年降水、水沙变化特点和治理进展情况；通过水沙量还原计算，并在地表径流量推求和降水指标计算优选的基础上，建立汛期天然水沙量计算公式，进而计算分析出70年代以来各年代的蓄水拦沙效益。结果表明，该流域水土保持措施的蓄水拦沙效益十分显著，尤其是80年代蓄水、拦沙效益和90年代的拦沙效益分别较70年代提高了22．7％、18．4％和23．5％。     

基于VAR模型分析径流对降水和水土保持措施的响应

确定自然及人类活动对径流的影响程度是水文水资源科学的研究难点。根据1996-2012年黄土高原三条黄河支流的径流、降水及水土保持措施面积,采用VAR模型方法评价降雨及水土保持措施对径流变化的作用程度。结果表明:年径流量对年降水量和水土保持措施面积的响应均具有滞后性,对当年各措施面积变化均不响应;各水土保持措施对年径流量的影响不是一成不变的,15年滞后期内径流有增有减,时间越长对径流变化的影响越小。1996-2012年间林地是减少径流的主导因素;采用方差分解可知,各因素相对贡献程度依次为:草地封禁林地梯田坝地降水。从长期来看,水土保持措施对径流量减少的贡献可达60%以上,随着时间的推移,贡献度有所增加。径流量减小是水土保持措施持续增加的结果。     

水土保持对清涧河流域洪水径流的影响

采用时间序列对比分析方法，分析了黄土高原清涧河流域水土保持对流域暴雨洪水过程及径流量的影响，结果表明了水土保持使该流域产洪次数减少、地表径流模数和径流系数减小、流域产流起始时间滞后，径流持续时间缩短，洪峰流量降低．     

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。     

水土保持措施对黄河水沙影响评价模型及效益评价研究

黄河水沙变化研究是黄河水、沙资源合理利用的前提，水土保持措施对水沙影响评价模型及效益评价是黄河治理开发的基础。本文对第三期黄河水土保持科研基金项目第三专题研究成果进行了总结：综合分析了现有水沙评价模型和孤山川流域水沙变化研究成果，探讨了水土保持措施对产流产沙机制的影响，遴选了用于研究的水沙评价模型，并对研究区的水土保持措施对水沙的影响做了定量分析评价。     

分布式侵蚀产沙模型在流域减水减沙效益评价中的应用

采用分布式侵蚀产沙模型,以陕西省黑草河小流域为例,对多种水土保持措施和不同土地利用方式条件下流域的径流输沙过程进行数值模拟计算,并通过对比评价了不同水土保持措施和土地利用方式的减水减沙效益,为流域内配置水土保持措施和优化流域管理提供了科学依据和技术支撑.     

赣南红壤坡面不同措施径流泥沙及氮磷污染输出试验研究

选择赣南于都县左马小流域的典型红壤坡面,通过在研究区布设标准径流小区,进行了不同措施径流泥沙及氮磷污染输出的试验研究。通过径流小区的试验观测分析表明:水保林+水平竹节沟式综合水保措施实施初期,平均减流和减沙效果达到近73%,以植被增加地表覆盖度,以水平竹节沟坡面水保工程截短坡长,分段拦蓄径流泥沙,可实现保水保土目的;经果林+坡面工程或绿篱是坡地经济果业开发保持水土的重要措施,工程措施在初期发挥作用较绿篱更大;氮磷等面源污染随水土流失从坡面输出,试验区不同措施氮素输出多以径流携带为主,磷素输出均以泥沙携带为主;经果林+工程措施对径流携带氮磷拦截率较高,水保林+工程措施对泥沙携带氮磷的拦截率较高,都在75%以上。     

水土保持综合措施拦沙的复合效应

从进行单项水土保持措施蓄水拦沙到综合措施蓄水拦沙机理的逻辑关系入手,研究分析以流域地貌为单元的水土保持综合措施拦沙的复合效应,提出了一套相应的概化计算理论公式,修正了原有的水土保持水沙效应分析思路和方法,弥补了过去对各项措施拦沙由于概念模糊而造成重复计算的不足。