黃土高塬溝壑區(qū)典型小流域水土流失規(guī)律及水土保持治理效益分析研究

前言

　　黃河為患，根在泥沙?！熬S持黃河健康生命”，構(gòu)筑黃河“三道防線”，其根本措施就是要減少黃土高原的入黃泥沙。如何科學(xué)有效地從源頭防治水土流失和減少人黃泥沙，至關(guān)重要的是研究、認(rèn)識(shí)和把握黃土高原不同類型區(qū)水土流失規(guī)律及不同水土保持措施的配置與效益。因此，綜合野外和室內(nèi)研究成果，建立土壤侵蝕模型，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)產(chǎn)沙、匯流和洪水演進(jìn)的耦合，為黃河水沙調(diào)控運(yùn)行提供科學(xué)依據(jù)，成為當(dāng)前水土流失規(guī)律試驗(yàn)分析和研究領(lǐng)域面臨的一項(xiàng)首要任務(wù)?！　∽?942年天水水土保持試驗(yàn)區(qū)建立以來(lái)，黃土高原先后建立了45所水土保持科學(xué)試驗(yàn)站（所），各站（所）不同程度地開(kāi)展了典型小流域徑流泥沙觀測(cè)，其中黃委會(huì)在黃土丘陵溝壑區(qū)第一副區(qū)、第三副區(qū)和黃土高塬溝壑區(qū)分別建立了綏德、天水、西峰三個(gè)水土保持科學(xué)試驗(yàn)站（以下簡(jiǎn)稱“三站”）。通過(guò)60多年的定位觀測(cè)，在小流域及較大流域水土流失因子與規(guī)律、降雨與侵蝕產(chǎn)輸沙過(guò)程、水土流失單項(xiàng)與綜合治理措施的攔蓄效益等方面積累了十分豐富的資料，取得了卓有成效的成果，為揭示黃土高原主要類型區(qū)水土規(guī)律、評(píng)價(jià)不同水土保持措施的配置與效益、制定水土保持技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、做好水土保持規(guī)劃以及促進(jìn)當(dāng)?shù)貒?guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展等提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持。　　長(zhǎng)期以來(lái)，黃土高原關(guān)于水土流失的定量分析與預(yù)報(bào)主要是以坡面為研究對(duì)象，研究的主要手段是坡面徑流泥沙測(cè)驗(yàn)小區(qū)，區(qū)域性的研究一般是以坡面研究結(jié)果為基礎(chǔ)，通過(guò)比例尺變換方式實(shí)現(xiàn)的。雖然我國(guó)許多專家學(xué)者目前采用分區(qū)方法進(jìn)行區(qū)域性整體宏觀趨勢(shì)預(yù)測(cè)探索研究，但對(duì)黃土高原來(lái)講還未有成型定論的水土流失和產(chǎn)沙預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)模型方程。國(guó)際上，美國(guó)通用土壤流失方程主要是研究分析緩坡水土流失因子，對(duì)于深入研究水土流失機(jī)理和水土流失措施布局的作用是有限的；歐洲水土流失模型是一個(gè)基于物理過(guò)程次降雨流域侵蝕模型，它將流域簡(jiǎn)單地劃分為地塊與溝道組成系統(tǒng)來(lái)研究，顯然不適合地形地貌類型十分復(fù)雜的黃土高原?！　?guó)內(nèi)專家學(xué)者目前對(duì)于坡面和小流域?qū)用娴难芯勘容^深入，資料積累比較豐富，許多專家設(shè)置不同研究條件、考慮不同影響因子、利用不同理論方法建立了許多模型。但相對(duì)黃土高原“三站”近60年的觀測(cè)資料來(lái)講，以往的分析研究多局限于非實(shí)測(cè)流域或短系列的，實(shí)測(cè)流域長(zhǎng)系列、多方法深層次系列化研究并不多，以至于造成徑流泥沙觀測(cè)資料積累不少、分析研究不深、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不少、理論提高不多的局面，使大量觀測(cè)資料成了“存貨”，不能有效地應(yīng)用到生產(chǎn)實(shí)際中去。對(duì)不同水土流失類型區(qū)、不同下墊面條件、不同降雨條件的土壤侵蝕規(guī)律及侵蝕機(jī)理尚不完全清晰，流域侵蝕實(shí)體模擬的相似性與模型化過(guò)程中還有許多理論和技術(shù)問(wèn)題需要研究解決。

內(nèi)容概要

本書(shū)根據(jù)黃土高塬溝壑區(qū)南小河溝典型小流域和硯瓦川中型流域已有50多年的小流域及徑流場(chǎng)實(shí)測(cè)資料，在分析總結(jié)黃河水利委員會(huì)西峰水土保持科學(xué)試驗(yàn)站已有研究成果的基礎(chǔ)上，采用定性和定量分析方法，探討了黃土高塬溝壑區(qū)的水土流失規(guī)律，對(duì)典型小流域水土保持措施蓄水減沙效益進(jìn)行了分析，并利用地理信息系統(tǒng)（GIS）、Cs示蹤法研究等較為先進(jìn)的分析計(jì)算手段，建立了南小河溝流域土壤侵蝕空間數(shù)據(jù)庫(kù)，同時(shí)對(duì)小流域水土流失規(guī)律與水土保持效益觀測(cè)研究工作進(jìn)行了總結(jié)和評(píng)價(jià)?？晒┲吸S科技人員及水文、氣象、環(huán)境等專業(yè)的教學(xué)、生產(chǎn)部門的有關(guān)人員閱讀參考。

書(shū)籍目錄

前言第1章　研究小流域（南小河溝流域和硯瓦川流域）概況　1.1  自然概況　1.2　社會(huì)經(jīng)濟(jì)情況　1.3　水土流失概況和治理現(xiàn)狀第2章　研究小流域已有研究成果概述　2.1  黃土高塬溝壑區(qū)的徑流泥沙來(lái)源研究　2.2　楊家溝溝谷林木的減沙機(jī)理和林木固溝減蝕作用研究　2.3　“三道防線”和“四個(gè)生態(tài)經(jīng)濟(jì)帶”的綜合治理模式研究　2.4　坡面產(chǎn)沙與降雨侵蝕力、地面坡度之間的關(guān)系研究　2.5  黃土高塬溝壑區(qū)塬面土壤侵蝕研究　2.6　水土保持措施對(duì)小流域地表徑流的影響研究　2.7　銫－137（137Cs）土壤侵蝕研究　2.8　森林對(duì)徑流泥沙的影響研究第3章　水土流失觀測(cè)站網(wǎng)布設(shè)及降雨、徑流、泥沙資料的統(tǒng)計(jì)　3.1  雨量站　3.2　徑流泥沙測(cè)站　3.3　徑流場(chǎng)第4章　典型小流域地面水土流失與影響因素關(guān)系研究　4.1  降雨因素對(duì)水土流失的影響研究　4.2　地形因素與水土流失的關(guān)系研究　4.3　林草植被因素對(duì)水土流失的影響　4.4　小結(jié)第5章　黃土高塬溝壑區(qū)典型小流域水沙基本特性  5.1　降雨基本特性  5.2　徑流泥沙基本特性  5.3  流域降雨產(chǎn)流產(chǎn)沙規(guī)律分析  5.4　小結(jié)第6章　小流域泥沙來(lái)源137 Cs分析研究  6.1  坡面土壤侵蝕研究綜述  6.2　泥沙來(lái)源137 Cs研究?jī)?nèi)容  6.3　試驗(yàn)研究方法  6.4　試驗(yàn)布設(shè)與取樣方法　6.5　樣品測(cè)試與數(shù)據(jù)分析　6.6  137 Cs研究結(jié)果第7章　利用GIS建立南小河溝流域土壤侵蝕空間數(shù)據(jù)庫(kù)　7.1　信息源的選取　7.2　研究方法　7.3　信息源的處理　7.4　衛(wèi)星影像解譯及坡度提取　7.5　土壤侵蝕數(shù)據(jù)庫(kù)的建立　7.6　小結(jié)第8章　水土保持治理效益分析評(píng)價(jià)　8.1  水土流失治理措施的調(diào)查分析　8.2　水土流失治理對(duì)流域產(chǎn)匯流影響變化分析　8.3　水土保持治理效益分析評(píng)價(jià)　8.4　幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)第9章　黃土高塬溝壑區(qū)典型小流域水土流失觀測(cè)工作總結(jié)與評(píng)價(jià)  9.1　水土流失觀測(cè)站網(wǎng)布設(shè)基本情況  9.2　水土流失觀測(cè)站網(wǎng)演變及其實(shí)踐效果  9.3　觀測(cè)手段及評(píng)價(jià)  9.4　觀測(cè)資料應(yīng)用情況及存在的局限性  9.5　水土流失原型觀測(cè)的組織與管理  9.6　建議參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第2章 研究小流域已有研究成果概述：　　西峰水保站自1951年建站至今，已有57年的發(fā)展歷史。自1954年開(kāi)始，在黃土高塬溝壑區(qū)的南小河溝流域開(kāi)展水土流失規(guī)律研究；1956～1962年進(jìn)行了子午嶺林區(qū)（合水川和黨家川）森林對(duì)徑流泥沙的影響研究，1975年又選定硯瓦川流域作為中型觀測(cè)流域進(jìn)行水土流失規(guī)律的觀測(cè)研究。所取得的主要成果有以下幾方面[1-4]。　　2.1 黃土高塬溝壑區(qū)的徑流泥沙來(lái)源研究：　　自1954年開(kāi)始，在黃土高塬溝壑區(qū)的南小河溝流域，選定治理的楊家溝和非治理的董莊溝作為對(duì)比，進(jìn)行水土流失規(guī)律及水土保持措施的攔蓄效益研究。通過(guò)50多年的研究表明：黃土高塬溝壑區(qū)的徑流主要來(lái)自于塬面，泥沙來(lái)自溝谷，塬水下溝和溝谷重力侵蝕是這一地區(qū)水土流失的主要特征。以南小河溝流域?yàn)槔ㄒ?jiàn)表2-1），其塬面徑流占流域總量的67.4％，泥沙占流域總量的12.3％，其中村莊、道路是主要產(chǎn)區(qū)，徑流占塬面部位的87.2％，泥沙占塬面部位的92.2％；坡面徑流占流域總量的8.6％，泥沙占流域總量的1.4％；溝谷部位徑流占流域總量的24.0％，泥沙占流域總量的86.3％。在溝谷中溝床和紅土瀉溜部分是泥沙的主產(chǎn)區(qū)，占溝谷部位的96.0％，占流域總量的83.0％?！　「鶕?jù)董莊溝實(shí)測(cè)資料進(jìn)行分析，塬水下溝對(duì)本流域泥沙來(lái)量的影響很大，沖刷模數(shù)增加1.26～1.49倍，所增加的泥沙總量占流域泥沙總量的76.8％～77.9％。反之，塬水未下溝，流域泥沙量則大量減少。　　南小河溝流域重力侵蝕面積占流域總面積的9.1％，重力侵蝕產(chǎn)沙量占流域總產(chǎn)沙量的57.5％。　　對(duì)南小河溝流域淤地壩減輕溝蝕作用進(jìn)行的觀測(cè)研究結(jié)果表明：由于局部溝段壩地的固溝作用，使小流域的溝蝕量減輕了16.2％。研究發(fā)現(xiàn)，水土保持坡面治理措施實(shí)施后也有明顯減輕溝蝕的作用。經(jīng)對(duì)南小河溝流域內(nèi)的楊家溝、董莊溝兩條支溝對(duì)比觀測(cè)，塬面水不下溝比水下溝減輕溝蝕30％～70％。　　……

編輯推薦

　　《黃土高塬溝壑區(qū)典型小流域水土流失規(guī)律及水土保持治理效益分析研究》可供治黃科技人員及水文、氣象、環(huán)境等專業(yè)的教學(xué)、生產(chǎn)部門的有關(guān)人員閱讀參考。

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