陕北地区坝库参数与年均减沙效益关系研究

根据最新资料,对黄河中游陕北地区8条支流坝库控制面积占比、坝库单位面积库容等坝库参数与水利水土保持措施年均减沙效益的关系进行了研究,同时研究了陕北地区各支流水土流失治理度与水利水土保持措施年均减沙效益的关系.研究结果表明：①陕北地区年均减沙效益主要由坝库工程产生.年均减沙效益提高10%,坝库单位面积库容需要提高5万m3/km^2.要使流域水土保持综合治理年均减沙效益达到20%以上,坝库单位面积库容应在6万m^3/km^2以上.②在黄河中游多沙粗沙区,要实现40%左右的年均减沙效益,坝库单位面积库容应达到16万m3/km2以上.③陕北地区水土流失治理度与年均减沙效益呈正相关关系.二者关系可以明显分为两个区,其单位治理度的年均减沙效益基本相等.当第二区的治理度小于16%时,基本没有年均减沙效益.“川两河”要想取得10%以上的年均减沙效益,治理度至少应在30%以上.     

黄河中上游水土保持及支流治理减沙效益初步分析

本文采用统计分析和成因分析相结合的方法,考虑了降雨变化对减沙效益的影响,总结提出了减沙效益计算方法,估算了减沙效益的定量数值。近十几年来,黄河中上游水土保持及支流治理平均每年减沙3.253亿吨,减沙效益为22.8％,这种情况是在主要产沙区降雨量减少10—15％的情况下发生的,如遇降雨量增加,减沙效益也可能减小。对1971—1983年分析计算表明,河口镇以上拦沙、河道冲刷恢复、减沙之比为11:4:7;河龙区间及泾、洛、渭、汾均有不同程度的减沙作用。     

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.     

官厅水库流域水沙优化配制与综合治理措施研究I-水库泥沙淤积与流域水沙综合治理防略

本文就官厅水库泥沙淤积过程和流域水沙综合治理进行了研究,指出入库水少沙多、蓄水拦沙运用等是造成官厅水库严重淤积(包括拦门沙淤堵及坝前淤积)的主要原因,三角洲淤积形态与淤积分布不均衡是官厅水库泥沙淤积的主要特征;泥沙严重淤积导致官厅水库防洪标准降低、供水无保证、库周淹没损失扩大,以及影响泄洪建筑物的安全和发电供水质量等一系列问题;从官厅水库流域水沙配置的角度,提出了上游拦沙(水土保持和水库拦沙)、中游用沙(水沙综合利用和优化配置)、库区治沙(挖泥疏浚)和下游排沙用沙等内容的流域水沙综合治理措施,给出了官厅水库泥沙淤积治理的应急、近期及中长期的治理方案.     

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.     

嘉陵江流域水沙变化特性及原因分析

嘉陵江是长江三峡上游主要产沙区之一,近年来水沙特性发生了明显变化.1991-2003年与1990年前相比,嘉陵江流域年均径流量减少了23%,年均悬移质输沙量减少了1.053亿t,减幅达到74%.其主要影响因素包括降雨量的减少、水利工程拦沙、水土保持以及河道采砂与淤积等.本文采用典型调查与分析研究相结合的方法,首次对各影响因素对北碚站输沙量减少的贡献率进行了定量分割,分析结果表明,径流量减少引起减沙约3 450万t,占总减沙量的32.8%;水电工程拦沙引起减沙3 210万t,占总减沙量的30.5%;水土保持综合治理措施减沙1 720万t,占总减沙量的16.3%;河道泥沙淤积、采砂及其他因素减沙2 150万t,占北碚总减沙量的20.4%.这对预测今后三峡水库入库输沙量变化趋势具有重要意义.     

近廿年来官厅水库流域水土保持拦沙量估算

自1983年官厅水库永定河上游流域被列为国家重点水土流失治理区以来，在近廿年的时间内，流域内进行了大量的水土流失治理工作，据调查截止2000年年底，山西省大同地区治理水土流失面积4205．8km^2，河北省张家口地区治理水土流失面积6449．11km^2，北京市延庆县妫水河流域治理水土流失面积435．33km^2，三省市共治理流失面积ll090．24km^2，其中治理面积保存率在90％以上。对不同治理措施拦沙量的估算结果表明各类水土保持措施拦沙总量为3．51亿t，水土保持拦沙量占流域总产沙量的20．53％，水土保持措施拦沙对减少官厅水库泥沙的淤积起到了积极的作用。     

官厅水库流域水沙优化配置与综合治理措施研究Ⅰ——水库泥沙淤积与流域水沙综合治理方略

本文就官厅水库泥沙淤积过程和流域水沙综合治理进行了研究，指出入库水少沙多、蓄水拦沙运用等是造成官厅水库严重淤积(包括拦门沙淤堵及坝前淤积)的主要原因，三角洲淤积形态与淤积分布不均衡是官厅水库泥沙淤积的主要特征；泥沙严重淤积导致官厅水库防洪标准降低、供水无保证、库周淹没损失扩大，以及影响泄洪建筑物的安全和发电供水质量等一系列问题；从官厅水库流域水沙配置的角度，提出了上游拦沙(水土保持和水库拦沙)、中游用沙(水沙综合利用和优化配置)、库区治沙(挖泥疏浚)和下游排沙用沙等内容的流域水沙综合治理措施，给出了官厅水库泥沙淤积治理的应急、近期及中长期的治理方案。     

官厅水库流域水沙优化配置与综合治理措施研究Ⅱ--流域水沙优化配置与水库挖泥疏浚方案

通过现场调研、实体模型、数学模型和资料分析等手段，对官厅水库上游流域水土流失现状与治理效果、水沙配置与利用、水库挖泥疏浚治理措施与效果等问题进行了系统的研究。流域水沙配置的内容主要包括水土保持拦沙、水库拦沙、引水用沙和河道淤积等，在基本摸清了流域泥沙配置现状及其对官厅水库减淤效果的基础上，指出改善和提高流域引水用沙、滩地滞沙和水土保持拦沙等方面的泥沙配置能力是减轻官厅水库泥沙淤积的重要目标；论证了挖泥疏浚是解决官厅水库泥沙淤积(包括拦门沙淤堵和坝前淤积)的重要措施，小底宽挖泥槽疏浚方案(15m方案)可作为枯水年连通两库的应急供水工程措施，宽挖槽疏浚方案(宽300m或500m)和防淤堤方案为近期拦门沙整治方案，其中S型防淤堤方案具有局部导沙入妫的作用，挖泥疏浚可以有效地缓解坝前泥沙淤积严重所造成的危险局面；清淤应急供水工程方案实施后的连通渠回淤监测成果表明，连通渠回淤少，不存在淤堵问题，与实体模型试验成果一致，起到了连通永库和妫库的作用。     

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％。     

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%。     

黄河中游近期水土保持工作的两个重点

要想快速减少入黄泥沙，黄河中游近期水土保持应注意两个重点，一个是治理的区域重点，即7．86万km^2的多沙粗沙区治理，另一个是措施重点，即沟道坝系建设，坝库工程不仅有直接拦泥作用，还有明显的间接减蚀作用，从岔巴沟资料分析看,坝库间接减蚀量占天然输沙量的6．0％－34．8％，平均为20．7％。     

杨家沟流域水土保持措施对产流产沙的影响

从杨家沟水土保持措施数量的变化及水土保持工程措施效益发挥年限等方面,对杨家沟流域水沙变化情况进行了分析,认为20世纪80年代以后流域径流量、泥沙量的增加由两方面的因素引起:①发挥拦蓄效益的水土保持措施数量有所减少;②沟道工程措施的拦蓄效益下降,沟头防护工程没有被及时修复.同时,对水土保持措施的总体拦蓄效益进行了分析,认为工程措施的减水减沙作用占水土保持措施减水减沙总量的90%以上.     

无定河坡面措施减沙和拦粗泥沙量分析

提出了一个新的反映降雨侵蚀作用的指标,并利用无定河实测输沙量资料和前人用水保法估算的水利水保措施年减沙量,建立了流域产沙与降雨和风蚀气候因子的关系。通过与前人用水保法估算的水利水保措施年减沙量对比分析,发现坡面措施拦沙量应比水保法所得的估计量大。进一步计算出产沙中的粗泥沙量,并与坡面和沟道措施拦沙量建立关系,发现坡面措施的拦沙中粗泥沙比例平均在42%以上,而坝库拦沙中只有约32%。无定河流域坡面措施在措施拦减粗泥沙中所占的比例越来越高。由于坡面措施效益期长,拦粗效率高,所以未来应大力发展坡面措施,以达到长期有效控制水土流失的目的。     

大理河流域坝库工二程对产流产沙的影响

根据治理前后流域降雨产流产沙关系的变化情况,采用类比分析法研究了大理河流域坝库工程对产流产沙的影响,结果表明:大理河流域年降雨量与洪水量、汛期降雨量与洪水输沙量呈幂函数关系;在只有坝库工程作用时治理后与治理前相比,相同年降雨量对应的产洪量减少了约800万m3,相同汛期降雨量对应的洪水输沙量减少了约1 000万t;坝库工程的减沙作用巨大,但仅靠坝库工程减沙不能一劳永逸,在开展淤地坝工程建设的同时,坡面治理不能放松.     

无定河与永定河流域拦沙措施及减沙效益对比

黄河流域的无定河与海河流域的永定河,同属于多沙河流。由于两流域在地貌形态和侵蚀产沙上的不同特点,无定河流域拦沙措施主要是在大量支离破碎的干、支、毛沟中修库筑坝,蓄水拦泥;永定河则是在河道上进行大规模的引洪放淤,用洪用沙。至今,两流域都具有十分明显的减沙效益,且均以沟道工程措施减沙为主,坡面措施减沙为辅。     

喀什噶尔河流域水土保持措施配置及蓄水减沙效益探讨

流域水土保持措施的实施将产生一定的蓄水减沙效益,也是较为有效的减沙措施。以喀什噶尔河流域为例,基于1970年～2009年不同时期水保措施配置比例与蓄水减沙效益的关系,进行不同水土保持措施配置下蓄水减少效益的量化分析。结果表明,流域1980年～1989年间由于不同水保措施配比的合理性,导致这一时期水保措施蓄水减沙效益最为显著,而此后的时期由于不同措施配比发生了变化,导致蓄水效益缓慢增长,减沙效果不增反降,为促进流域不同水保措施蓄水减沙效益的提升,应当在1980年～1989年间不同水保措施配比的基础上,进一步以流域基础水文资料为依据,确定出不同时期流域各项水保措施最佳的组合比例,充分发挥水土保持措施的蓄水减沙效益。     

吕二沟小流域水土保持措施对径流和侵蚀产沙的影响

以甘肃天水吕二沟流域22年实测水文泥沙数据为基础，从降水～侵蚀产沙、径流～产沙关系入手，统计分析了小流域水土保持措施对径流和侵蚀产沙的影响。结果表明：小流域径流和侵蚀产沙在年内的分布与降水的季节分配和植被生长发育期有关；径流和侵蚀产沙的年际变化是随流域水土保持措施全面实施和小流域林草植被面积的增加，流域径流量和侵蚀产沙量逐渐减少。从单次降水～径流、降水～侵蚀产沙关系曲线来看，小流域水土保持措施发挥着明显的减水、减沙效益，为流域的综合治理、水土资源的合理开发利用提供科学依据。     

黄土丘陵沟壑区水土保持措施蓄水拦沙指标体系探讨

根据归纳出的建立蓄水拦沙指标体系的基本思路和原则,结合黄土丘陵沟壑区第一、二副区的自然环境要素和社会经济情况,分别建立了丘一区和丘二区水土保持措施的蓄水拦沙指标体系,其中淤地坝的拦泥指标与坝地面积建立了指数函数关系。将所建蓄水拦沙指标体系应用于属于丘一区的三川河流域,计算结果表明,20世纪70年代以来三川河流域水土保持措施蓄水拦沙效益较为显著,尤其是80年代和90年代,其拦沙效益和蓄水效益大幅度提高,这与水土保持措施工程量的增长幅度基本一致,与实际情况比较接近。但所建指标体系的适用性还需作进一步的检验。     

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。