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%。     

黄河中游多沙粗沙区淤地坝拦减粗泥沙分析

本文对地处黄河中游多沙粗沙区的河口镇至龙门区间（简称河龙区间）及四大典型支流皇甫川、窟野河、无定河和三川河流域淤地坝拦减粗泥沙效果进行了深入分析，计算了不同年代淤地坝拦减粗泥沙量。通过分析实施淤地坝等水土保持措施前后泥沙粒径的变化、淤地坝配置比例与减沙比例关系的变化后认为：淤地坝是快速减少入黄粗泥沙的首选工程措施和第一道防线，具有明显的“拦粗排细”功能。只要河龙区间坝地的配置比例保持在2%左右，其减沙比例即可达到45%以上。当四大典型支流淤地坝配置比例平均达到2.5%时，淤地坝减沙比例平均可以达到60%。因此，为有效、快速地减少入黄泥沙尤其是粗泥沙，河龙区间水土保持措施应采用以淤地坝为主的工程措施与坡面措施相结合的综合配置模式。淤地坝的配置比例应保持在2%以上。减少黄河粗泥沙的重点支流应首选窟野河和皇甫川。     

坡面措施蓄水拦沙指标神经网络模型研究

建立具有通用性和实效性的水土保持坡面措施蓄水拦沙指标计算模型,是准确评价水土保持蓄水拦沙效益的基础。依据以往对大量小区试验资料的整理分析结果,运用神经网络技术来映射影响蓄水拦沙指标的各变量间的复杂关系,建立了以区域降雨-径流-泥沙子模型和林草盖度子模型等为基础的基于BP神经网络的坡面措施蓄水拦沙指标模型,并在黄土高原水土保持世行贷款项目蓄水保土效益评价中进行了应用和验证。结果表明：①神经网络模型能以较高的精度映射不同区域降雨产流产沙、水土保持措施质量与蓄水拦沙量间的复杂关系;②神经网络模型突破并消除了对降雨、植被盖度等因子进行人为分组的局限及其对计算精度产生的影响;③随着监测数据的增加,模型将不断得到泛化。     

黄土高原不同尺度水保坡面措施减轻沟蚀作用定量研究

本文对黄河中游黄土高原地区不同尺度水保坡面措施减轻沟蚀的作用进行了定量研究。结果表明,黄河中游黄土高原地区流域水保坡面措施减轻沟蚀的作用,大于坡面措施本身的减沙作用。在黄土丘陵沟壑区小尺度典型流域,因坡面措施拦蓄导致坡面径流不下沟可以减轻沟蚀量55%。在大尺度典型流域,坡面措施多年平均减轻沟蚀量是坡面措施本身减沙量的1.11～1.25倍;占流域水保措施多年平均总减沙量的29%。进行黄河中游黄土高原地区水保措施蓄水减沙效益计算,应该考虑坡面措施减轻沟蚀的作用。     

黄土高原淤地坝的减沙作用及其时效性

在黄河近年来沙锐减的背景下,需要深入探究黄土高原淤地坝的减沙作用。本文基于实测数据分析了淤地坝拦沙与入黄泥沙减少量的关系、拦沙作用的时效性以及坝地的减蚀作用。研究结果表明,淤地坝拦沙量一般大于或等于相应的入黄泥沙减少量;流域的林草梯田覆盖率越大、地表土壤粒径越粗,淤地坝因拦沙所致的减沙量占其拦沙量的比例越小。淤地坝拦沙作用的时效性非常突出,拦沙库容淤满即基本失去拦沙能力。失去拦沙能力后,淤地坝仍可依靠拦沙所形成的坝地发挥减沙作用;如果流域的林草梯田覆盖状况较差,坝地减沙作用的"空间影响范围"可达自身面积的4倍。不过,随着流域的林草梯田覆盖率增大,单位面积坝地的实际减沙量会逐渐降低。     

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%。     

黄河中游粗沙区来沙量与粗泥沙模数变化分析

黄河下游河道泥沙淤积与中游多沙、粗沙区的来沙关系非常密切，其中粒径在于０．０５ｍｍ的粗泥沙是淤积下河道的主要成分。通过重点分析不同年代粗沙区来沙量、粗泥沙模数的变化及水利水保措施对减少粗泥沙的作用，说明黄河中游兴建的水利、水土保持工程对控制水土流失、减少入黄泥沙特别是粗颗粒泥沙发挥了很大作用。     

黄河流域窟野河入黄水沙锐减成因分析

2000年以来,窟野河入黄水沙量急剧减少,减幅分别达67％和96％.本文分析了该流域的降雨-产水(沙)关系变化、坝库拦沙量、生产生活用水、植被和采煤对产水产沙的影响,结果表明,1980—2011年,降雨一直是窟野河水沙偏少的重要因素,其中1997—2011年降雨对减水减沙的贡献分别为25.3％和51.2％,但2012年...     

坡面调控措施下的水沙输出过程及减流减沙效应研究

为了了解坡面调控措施对其产流、产沙过程的减流减沙效应,通过坡面上方放水冲刷实验,研究不同放水流量下20聚流坑调控措施和裸地坡面产流、产沙过程以及径流携带泥沙的作用机制,运用起流时间、调控度、产流速率、输沙率定性指标阐明了调控坡面减流减沙效应,建立了次降雨输沙模数与径流量之间的水沙关系。本研究提出了"用水减沙比"概念与计算式,定性描述了调控措施拦截的径流量与减少的侵蚀量之间的复杂关系,揭示聚流坑工程措施在调控坡面径流的同时对侵蚀产沙的影响机制。     

水保措施对“7·26”暴雨洪水减水减沙的作用

采用水文学方法分析表明,无定河流域现有水土保持治理措施对2017年"7·26"暴雨洪水的减水减沙作用有限;通过查勘认识到,林草植被以及梯田在一般降雨情况下减水减沙作用明显,但遇到类似此次的大暴雨,则淤地坝拦沙作用明显;径流主要来自坡面,而泥沙主要来自沟边重力侵蚀、耕种便道和河道淤积物冲刷、河岸及滩地淘刷等。     

黄河无定河流域“2017.7.26”洪水泥沙来源辨析

2017年7月25—26日无定河流域降大到暴雨,支流大理河发生建站以来的最大洪水,无定河下游形成高含沙洪水。为深入认识“7.26”暴雨无定河流域产沙和输沙等情况,选择典型小流域进行了侵蚀调查和淤地坝拦沙观测,对城区淤积及河道冲刷进行了调查和测量,采用不同方法对坡面和沟谷产沙进行分析。结果表明,无定河“2017.7.26”暴雨分布集中,单站最大24 h降雨量近100年一遇,无定河白家川水文站洪峰流量为建站以来第二大值,相应最大含沙量873 kg/m3; 洪水期输沙量64.1%来自大理河流域; 以闷葫芦淤地坝拦沙分析为依据,推算“2017.7.26”暴雨期无定河流域侵蚀产沙量约为1.249亿t,其中70%~85%来自沟谷坡,在泥沙沿程输移过程中,淤地坝拦沙对减少河道输沙入黄起重要作用。     

对黄河多沙粗沙区治理的认识与建议

50多年来黄土高原地区水土保持工作成绩显著。黄河中游水土流失治理应按照“多拦沙、少拦水、兼顾淤地”的原则,继续开展“封山植树、退耕还林”,重点先治理粗泥沙集中来源区。对黄河多沙粗沙区治理提出的建议是:①先彻底治理一个完整的流域示范区;②在黄河的一级或二级支流上修建大型拦沙坝;③大力开展群众性的坡面治理;④拓宽水土保持投资渠道;⑤强化河道管理,实施依法治河;⑥加强内蒙古“十大孔兑”的治理等。     

黄河中游水土保持措施减沙量宏观分析

对黄河中游水土保持措施减沙量进行了宏观分析，研究结果分为黄河中游水土保持措施减沙量、水利措施减沙昔、水利水土保持措施减沙量、“水保法”计算的水土保持综合减沙超和黄土高原水土保持措施减沙量等5个层次：结果表明，1970～1996年：①黄河中游水土保持措施年均减沙3．2亿t，黄河中游水利水土保持措施年均减沙4．5亿t，“水保法”计算的黄河中游水土保持年均综合减沙量为4．2亿t，黄土高原水土保持措施年均减沙3．5亿t，黄土高原水利水土保持措施年均减沙4．8亿t；②若扣除1970年以前的减沙量，则黄河中游水土保持措施年均新增减沙量2．1亿t，黄河中游水利水土保持措施年均新增减沙量2．6亿t，黄土高原水土保持措施年均新增减沙量1．7亿t，黄土高原水利水土保持措施年均新增减沙量2．2亿t.     

基于WebGIS的粗泥沙集中来源区电子地图系统研究

基于WebGIS的粗泥沙集中来源区电子地图系统建设，以粗泥沙集中来源区作为研究区域，以黄河中游粗泥沙集中来源区水土保持工作流程（包括规划设计、计划管理、综合治理、预防监督和淤地坝管理等）为主线，依托黄河流域水土保持生态与环境监测系统网络、黄河流域水土保持监测系统数据库，建立覆盖黄河流域、黄土高原区、多沙粗沙区、粗泥沙集中来源区，面向不同水土保持管理层的水土保持监测与管理信息系统。     

黄土高原水土流失治理与黄河水沙变化

"黄河流域治理,重在保护,要在治理"。明晰黄土高原生态治理成效及其影响下的黄河水沙关系变化,有助于为黄河水沙关系协调提供科技支撑。通过梳理黄土高原水土流失治理历程及措施变化,辨析了治理措施的减沙效应。研究表明:(1)黄土高原历经五个典型治理阶段,主色调由黄变绿,下垫面发生不可逆的变化;(2)2000年以来,主要产沙区汛期雨量偏丰且极端降雨增加,而黄河沙量相对1919—1959年锐减了85%,中游中常洪水发生频次降低,下游河道由淤积转为冲刷;(3)林草、梯田和淤地坝减沙成效显著,溃损淤地坝淤积泥沙出库比15%,难以发生"零存整取"现象;(4)与历史极端降雨事件相比,2000年后相似降雨条件下,典型流域次洪水量和沙量分别减少30%～78%、53%～88%,水土保持成效显著;(5)新水沙情势下应适时调整黄土高原水土流失治理格局,并完善水沙调控体系,改造下游河道,解放滩区。     

黄土高原土壤侵蚀规律研究方向与途径

从黄土高原水土保持生态建设和黄河治理开发重大实践的需求出发,回顾了我国关于黄土高原土壤侵蚀规律研究的主要进展,分析了存在的问题,论述了深化黄土高原土壤侵蚀规律研究的重大需求,就黄土高原土壤侵蚀规律的研究方法与途径、研究方向与内容提出建议,认为应加强以下几方面的研究:重力侵蚀规律、不同治理措施配置下坡面-沟道系统侵蚀产沙耦合关系及泥沙输移规律、植被措施作用下的水文效应和产流机制、土壤侵蚀产沙发生发展过程尺度转换、黄土高原水土流失模拟理论与技术等;研究途径包括建设黄土高原土壤侵蚀试验观测体系、运用土壤侵蚀模型模拟与反演技术等。     

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。     

略谈以支流为单元的淤地坝体系建设

从1959年绥德水土保持科学试验站提出"坝系"一词以来,淤地坝建设经过试验研究、试点探索和示范推广,转入大规模建设的新阶段.继2003年黄土高原启动实施83条小流域坝系建设之后,黄委又拟于近期开展以支流为单元的淤地坝体系建设.为此,我们从发展思路、布坝密度、坝系结构、建坝顺序以及大型拦泥库、淤灌工程和坡面治理诸方面,来探讨支流坝系建设应注意解决的若干技术问题.     

淤地坝在黄河中游水土流失防治中的作用

黄河流域淤地坝建设历史悠久。目前黄河中游地区建成淤地坝11．35万座(其中骨干坝1356座，中小型坝11．2万座)，已拦泥沙210多亿t，淤地32．0万hm^2，保护川台地1．33万hm^2。淤地坝拦泥保土，有效地减少了入黄泥沙；淤地造田，提高了粮食产量；促进水资源利用，解决了农民生活生产用水；增加农民收入，发展了农村经济；促进退耕，改善了生态环境；利于区域防洪减灾，保护沟道下游生产安全；以坝代桥，改善了交通条件。近期实施的重点应是产沙量较大的多沙区，重中之重是水土流失严重的多沙粗沙区。