小流域综合治理对山区洪水灾害作用过程分析 ——以秦巴山地区为例

论文摘要

本文通过野外调查与历史调查资料,阐述了秦巴山地区洪水灾害的特点及成因,以治理流域(鹦鹉沟)与未治理流域(西沟)为对比研究对象,通过对两条典型流域的土地利用状况分析,结合土壤入渗原位测试,充分利用降雨、径流动态观测资料,以SCS模型模拟降雨径流为重点,建立适合于秦巴山地区小流域的降雨径流计算模型,分析水土保持措施对于洪水的作用过程。其主要结论如下:1)秦巴山地区降水量大,暴雨频繁,山系发育,除少数盆地以外,该区洪水灾害频繁,分布广,危害大;陕西省商南县地处秦巴山地区,特定的气候条件和地质地貌条件决定了商南县的山区洪水灾害十分频繁。该区洪水灾害具有突发性强,预测预防难度大、成灾快、破坏性强、数量大、成灾范围集中等特点;2)秦巴山地区产生洪水灾害的原因主要有两方面:自然因素和人为因素。自然因素包括降雨和地形地质因素,是发生洪水灾害的客观条件;人为因素即人们违背自然规律进行社会生产活动,减弱了流域的水文效益,是洪水灾害发生的重要原因;3)水土保持综合治理能够有效的提高流域调蓄径流能力。试验流域治理流域比未治理流域洪峰出现时间延迟30min到60min,对于不同的降雨量、降雨强度,其削减洪峰流量的程度不同,削减洪峰流量14%～90%,径流系数降低25%～71%;调节小流域降雨径流的年内分配,使枯水期流量增大,汛期流量减小;4)土地利用类型的不同对土壤的稳渗速率有较大影响,两条流域土壤稳渗速率呈现出林地>草地>沟台地>坡耕地>荒地的变化规律,可见水土保持林草生物措施对流域土壤的稳渗速率有很大影响;水土保持措施主要是通过改变下垫面条件来对洪水起作用;5)提出了适合于研究流域不同土地利用类型平均湿润情况下即AMCⅡ情况下的CN值,从模型在流域模拟计算的结果看,模拟的径流过程与实测过程十分接近,相对误差小于18%,表明该模型可以应用于秦巴山地区小流域,为进一步研究秦巴山地区水土保持综合治理措施的配置模式以及该地区降雨径流预测预报提供了科学方法;6)对比鹦鹉沟流域治理前后的降雨径流过程,分析得到由于降雨量、历时及雨强的不同,水土保持措施对洪水的作用不同,治理后水土保持措施可以削减洪峰流量23%~85%,径流系数降低29%~75%。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1. 论文选题的目的和意义
• 2. 国内外研究动态（文献综述）
• 2.1 综合治理对流域洪水的作用
• 2.1.1 水土保持措施对坡面产流的影响研究
• 2.1.2 水土保持措施对流域洪水的影响研究
• 2.2 流域水文模型的发展现状
• 2.2.1 流域水文模型的发展
• 2.2.2 相关模型的主要特点
• 3. 存在问题与研究趋势
• 4. 研究目标和主要研究内容
• 4.1 研究目标
• 4.2 主要研究内容
• 5. 研究方法及方案
• 5.1 研究方法
• 5.2 技术路线及方案
• 第二章 研究区域概况
• 1. 区域自然地理概况
• 1.1 区域地理位置
• 1.2 地质地貌特征
• 1.2.1 地质特征
• 1.2.2 地貌特征
• 1.3 气候特征
• 1.4 土壤、植被特征
• 1.5 社会经济状况
• 1.6 水土流失现状
• 2. 研究小流域概况
• 2.1 鹦鹉沟小流域
• 2.2 西沟小流域
• 3. 测试方法及数据处理
• 3.1 观测站布设
• 3.2 土壤入渗速度原位测试
• 3.3 土地利用类型图的绘制及处理
• 3.4 历史洪水资料及实地调查
• 3.5 数据处理
• 第三章 山区洪水灾害特点及成因
• 1. 秦巴山地区洪水灾害现状
• 2. 商南地区洪水灾害现状
• 3. 洪水灾害的基本特点
• 4. 洪水灾害成因
• 4.1 自然因素
• 4.1.1 降雨因素是引发山区洪水灾害的外动力因素
• 4.1.2 地形地质因素是引发山区洪水灾害的内在因素
• 4.2 人为因素
• 4.2.1 人增地减，山坡垦殖，引起水土流失
• 4.2.2 乱砍滥伐，森林锐减，减弱流域的水文效益
• 4.2.3 基本建设、地表环境的破坏，加剧了山区洪水灾害的形成
• 5. 本章小结
• 第四章 水土保持措施对流域洪水的作用过程分析
• 1. 典型小流域次降雨洪水过程分析
• 1.1 对比小流域典型洪水特征值的比较分析
• 1.2 对比流域典型洪水过程比较分析
• 2. 典型小流域年内径流变化分析
• 3. 水土保持措施调蓄洪水作用分析
• 3.1 土地利用类型与入渗
• 3.2 土地利用类型对洪水的影响
• 4. 本章小结
• 第五章 基于流域治理的洪水过程模拟与计算
• 1. 模型介绍
• 1.1 模型的结构
• 1.1.1 SCS模型的产流计算
• 1.1.2 SCS模型的汇流计算
• 2 模型应用
• 2.1 参数获取处理
• 2.2 参数拟定
• 2.3 模型应用
• 3 治理前后鹦鹉沟流域洪水过程分析
• 4 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 1 结论
• 2 展望
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 作者简介