无定河流域综合治理减沙效益

本文概括总结了较大流域综合治理减沙效益的计算方法,估算了减沙效益的定量数值,并对影响减沙效益的因素进行了初步探讨. 无定河是黄河中游水土流失严重的一条较大支流.建国以来,采取大面积水土保持和坝库工程控制相结合的治理方法,取得显著成效.本文利用水文资料分析和水利、水土保持措施数量对减沙效益进行估算,截止1981年,坝库共拦沙18亿立米,其中1971～1980年平均每年减少入黄泥沙近1.6亿吨,扣除因降雨量减少对减沙效益的影响,流域内因综合治理减沙效益亦达50％以上.通过对流域内地处黄土丘陵沟壑区的大理河的典型分析表明,在各项治理措施的拦沙效益中,淤地坝最大。其次是水库,治坡措施拦沙效益较小.     

葫芦河流域水利水保措施减水减沙效益初析

通过流域34年实测水文资料及水利、水土保持各项措施的典型调查资料，采用“水文法”和“水保法”分别分析计算流域20年水利、水土保持措施综合治理的减水减沙效益，其结果为：用水文法计算，其平均减水效益为22．3％，消洪效益为17．7％，减沙效益为21．2％；用水保法计算，其减水效益为11．8％，减沙效益为20．7％，两种方法计算结果基本吻合，可以作为该类型区流域规划治理宏观决策的科学依据。     

华南红壤区坡面产流产沙对植被的响应

植被对坡面水蚀具有重要影响,其减水、减沙效益广受关注。以广东省五华县源坑水小流域2011—2014年的径流小区次降雨水沙观测数据为基础,分别在次降雨、月、年及不同降雨区间讨论植物类型差异、月际植被盖度变化、年际植物生长及不同次降雨量对坡面产流、产沙的影响。研究结果表明:(1)在次降雨尺度,植物小区平均减沙效益、减水效益分别为24.77%、12.95%,其减沙效益大于减水效益;(2)在各降雨区间,相较于裸土小区,桉树、松树和糖蜜草小区分别在次降雨量为20~30 mm、20~40 mm和20~50 mm的降雨区间具有较为显著的减沙效益。松树和糖蜜草在次降雨量为10~50 mm的降雨区间均具有显著的减水效益。但在次降雨量50mm的降雨区间植物的减沙、减水效益均不显著。(3)在月尺度上,各径流小区产流、产沙量均无显著差异。但由于月际植被盖度的变化,不同月份植物减沙效益数值顺序存在一定变化,但植物减水效益数值顺序较为稳定均呈现为糖蜜草松树桉树。(4)在年尺度上,桉树,松树和糖蜜草的减沙、减水效益区间分别为7.00%~38.66%、2.98%~8.76%,7.74%~37.30%、6.67%~19.67%和8.35%~45.33%、10.00%~23.36%。各径流小区年均次降雨产流、产沙数值顺序均呈现裸土小区桉树小区松树小区糖蜜草小区。各植物小区的减水效益与减沙效益相一致,表明相较于植物通过改变水沙关系减沙而言,植物主要是通过减水来减沙。     

渭河流域水利水保措施减水减沙效益初步分析

截止1989年底,渭河流域共有水库361座,塘坝2666座,引水有效灌溉面积40.4万公顷,治理总面积8136km~2,治理度17.1％。以1970年为效益计算起始年,并将全流域划分为18个片,分别采用水文法和水保法计算1970～1989年间各项水利水保措施减水减沙量及综合减水减沙效益。水文法算得的综合减水效益为24.1％,减沙效益为30.6％;水保法算得的结果相应为29.9％和30.8％,两者相近。     

物理概念模型在水保效益评价中的应用

本文简述了文献［1］建立的具有物理过程基础的产流产沙概念模型及水土保持减水减沙效益计算方法，着重介绍了所建模型在水土保持减水减沙效益计算和水沙变化原因分析中的应用.计算及分析表明，模型法是可行的水土保持减水减沙效益评价方法，具有较好的应用前景。     

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％。     

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。     

皇甫川特拉沟小流域近期泥沙减少成因分析

受降雨变化及人类活动等因素影响,近期皇甫川流域水沙发生显著变化。通过分析皇甫川典型小流域特拉沟2007—2016年水土流失原型动态监测资料,揭示了特拉沟小流域存在降雨强度显著减小、产水产沙年际变化大、沟道坝系工程及植被对泥沙减少作用显著等特征,建立了基于降雨侵蚀力和小流域产沙模数的二次曲线相关关系,其适用于分析比较不同降雨条件下特拉沟小流域产沙状况。研究结果表明,特拉沟小流域2007—2016年年均输沙量与1954—1999年均值相比减少167.7万t,其中:降雨强度减小、汛期降雨量减少引起的年均产沙减少量约为24.98万t,占总减少量的14.9%;淤地坝拦沙减蚀作用年均拦减泥沙约75.72万t,占总减少量的45.2%;坡面治理措施年均产沙减少量约67.0万t,占总减少量的39.9%。     

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.     

近期黄河流域水土保持减水减沙效益计算方法研究刍议

水土保持减水减沙效益计算方法,是分析水土保持减水减沙效益和预测水沙变化发展趋势的关键技术。通过总结近期黄河水沙变化研究中的主要方法,对计算方法的改进提高和存在的主要问题进行了评述,探讨了今后改进提高的方向和途径。     

三种水土保持措施下红壤坡地径流产沙特性

为了给红壤区选取、布设水土保持措施提供有效依据,基于连续两年试验区降雨资料,分析不同水土保持措施与对照处理径流小区的减流减沙效益,研究降雨与径流产沙的相关性。结果表明:有效侵蚀性降雨发生在春夏两季的比例较大,4—5月降雨量占全年降雨总量比例达38.7%~43.2%;相对于对照小区,植被措施及工程措施的年均减流率均大于90%,减沙率大于99%,耕作措施减流率及减沙率分别为79.6%和93.4%;按照侵蚀强度分级标准,对照小区两年均为剧烈侵蚀,植被措施、工程措施小区为微度侵蚀,而耕作措施分别达到极强度侵蚀和轻度侵蚀,从减流减沙效果而言,植被措施及工程措施较耕作措施的效果更显著;相关性分析结果表明,不同处理下的径流量与降雨量相关性最密切,对照小区与植被措施小区的侵蚀量与径流量呈极显著的相关性。     

红壤丘陵区不同类型梯田产流产沙特征研究

为了探讨红壤丘陵区坡地综合开发治理模式,选择适宜的梯田类型,通过5 a的野外定位观测试验,研究了5种不同梯田类型的产流产沙特征。研究结果表明:①研究区降雨年际、年内分布不均,汛期(4~9月)降雨量占全年降雨量70%以上,而且以大雨、暴雨为主;②不同类型梯田均有显著的减流减沙效应,其中,以前埂后沟水平梯田减流减沙效益最好,梯壁裸露水平梯田的减流减沙效益最差;③与梯壁裸露水平梯田相比,梯壁植草的水平梯田蓄水保土效益分别高21.7%和30.1%。前埂后沟水平梯田和梯壁植草水平梯田适宜在红壤丘陵区推广。     

双累积曲线计算水土保持减水减沙效益方法探讨

本文针对目前黄河流域利用双累积曲线相关分析法计算流域减沙减效益时存在的一个问题，经过分析给出了两种计算方法的差异，并以环江流域的水土保持减水减沙效益计算为例，提出应优先采用第一种办法。     

佳芦河流域极端暴雨可能来沙量研究

黄河水沙变化情势尤其是来沙量变化趋势判断是确定治黄方略的重要依据。以近年来径流泥沙锐减的黄河中游佳芦河流域为研究对象,分析了极端暴雨情况下的可能来沙量。结果表明:依据佳芦河流域1962—2017年204场降雨、输沙量实测资料点绘的次洪雨量—沙量双累计曲线在1972年、2002年出现明显拐点,相同降雨量条件下拐点后输沙量明显减少,可把1971年以前作为天然时期、把2002年以后作为现阶段;采用次降雨量拟合法、降雨侵蚀力(降雨因子组合)拟合法、次降雨分时段雨量拟合法、上包络线法等4种方法和大于50 mm场次降雨量拟合的佳芦河次洪输沙量计算公式,拟合效果较为理想;次降雨分时段雨量拟合法分析表明,场次降雨过程中最大1 h降雨量、最大2 h降雨量减去最大1 h降雨量、最大3 h降雨量减去最大2 h降雨量这3个分时段降雨量对次洪输沙量的影响较大;采用4种拟合公式和历史实测极端强降雨组合法设定的极端暴雨,计算的现阶段佳芦河可能来沙量为0.12亿～0.22亿t,与天然时期相比减沙效益为88.7%～94.8%,其中最大可能来沙量0.22亿t是实测最大次洪输沙量0.52亿t的42.3%。     

香溪河流域降雨产沙分形关系及前期有效降雨计算

为探讨流域前期有效降雨量计算的新方法,依托香溪河流域兴山水文站1974—1989年264场次降雨产流产沙资料,研究了流域次降雨产沙频度与降雨量的关系,采用分形理论与方法,并基于产沙累积频度-降雨量分形关系,推导出流域前期有效降雨量计算方法,且试算了流域前期有效降雨。结果表明:香溪河流域次降雨引起产沙累积频度与降雨量之间遵循分形的幂指数关系,在2个降雨量范围内具有不同的标度指数;按照幂指数关系拟合的产沙累积频度与降雨关系线交点处的降雨量,发现引发78%左右的产沙累积降雨阈值上边界;在香溪河流域,降雨发生前0,1,3,5,7 d的5个时间段累积降雨量阈值分别为26.6,29.2,35.3,43.2,47.8 mm;基于累积产沙频度-降雨量分形关系计算流域前期有效降雨的方法能更加反映真实情况。     

黄河中游水土保持坡面措施减洪减沙指标体系研究

在全面总结以往研究方法的特点、系统分析黄河中游不同类型区坡面径流小区实测资料、深入研究水土保持措施减洪减沙机理的基础上，提出“以洪算沙频率分析法”及“成因分析自然相关法”两种建立黄河中游水土保持坡面措施减洪减沙指标体系的思路和方法。前者应用数理统计方法以代表小区洪水径流量、降雨量为统计量，建立不同洪量频率、不同雨量级下的措施减洪指标体系；以流域降雨量为纽带，消除时段、点面、地区等差异，推到流域面上。后者则通过对小区资料的地区综合相关分析，以代表小区产洪（ 沙） 量和措施减洪（ 沙） 量为相关因子，以措施质量分级指标为参变量，建立经验模型；通过对径流泥沙模数的修正，推算流域的措施减洪减沙指标。     

水平梯田减水减沙效益计算探讨

针对水平梯田常用的数理统计计算减水减沙效益存在的问题,提出了同时考虑汛期降水量和梯田标准的汛期降水量相关分析法。该法在进行拦蓄效益计算时,首先将水平梯田按田亩宽度、坡度、田坎完好程度、边埂高度等,将水平梯田分为三类,然后根据小区观测资料及其它调查结果,绘出了不同标准水平梯田的汛期降水量与减水减沙效益关系曲线。各地可直接利用该曲线,查出水平梯田减水减沙效益值。     

大理河流域水沙变化重要问题分析

采用基于水文统计的冥函数型经验模型或线性模型等,对大理河流域水沙关系、减沙效益与林草措施占比和坝地配置比的关系进行了分析。结果表明:20世纪60—80年代流域暴雨洪水关系散乱,90年代以来暴雨洪水关系密切,近期暴雨产洪水平明显降低;流域洪水泥沙关系非常密切,不同年代没有发生趋势性的改变;80年代以来,流域年平均来沙系数呈明显的增大趋势,近期有所减小;现状治理条件下水土保持措施减沙效益与林草措施占比呈明显的正比关系;减沙效益的大小不仅与林草措施占比有关,更与林草措施质量及配置部位密切相关;现状治理条件下取得最大减沙效益的坝地最优配置比约为4.2%。     

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     

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。