黄土丘陵沟壑区不同空间尺度流域泥沙输移比的估算

论文摘要

黄土丘陵沟壑区是我国水资源缺乏、水土流失最为严重的区域,也是黄河流域粗泥沙的主要来源区,区域内侵蚀的泥沙有多少输入河流,这个问题直接关系到黄河下游河道的安危,对黄河治理和开发至关重要。泥沙输移比将流域土壤侵蚀量和输沙量很好的联系在一起,长期以来被作为判断流域侵蚀与产沙变化特征的重要因素。为此,本研究在分析黄河中游输沙量变化特征的基础上,利用基于径流小区测验资料和基于单元小流域侵蚀模数两种方法,计算了不同空间尺度流域的泥沙输移比,以期为黄河流域水土保持规划和河道治理提供科学依据。主要取得了以下研究结果:（1）黄河中游输沙量总体呈减小趋势,输沙量减幅最大的时期是退耕还林（草）时期（1998-2007年）,减幅最小的时期是1970-1989年;输沙量减幅较大的区域主要分布在黄河干流头道拐-吴堡段、渭河下游、无定河、蔚汾河、岚漪河、浑河、偏关河、皇甫川、清水河、县川河;输沙量减幅较小的区域主要分布在泾河、北洛河、清涧河;输沙量有所增加的水文站控制区为黄河干流府谷-龙门段、巴家嘴-姚新庄、雨落坪-（板桥、庆阳）、临潼-（桃园、咸阳、秦渡镇、高桥、马渡王）;退耕还林（草）开展以来,皇甫川、孤山川、佳芦河、屈产河、延河、清涧河输沙模数仍在2500t/km2?a以上,应重点加强治理;降雨因素和人类活动对输沙量减小的贡献率分别为37.6%和62.4%。（2）对于面积<1km2单元小流域,未治理情况下泥沙输移比接近于1,治理情况下的泥沙输移比在0.410.50之间;对于面积在1100km2的小流域,未治理情况下的泥沙输移比在0.830.90之间,而治理情况下泥沙输移比在0.370.62之间。对于面积<100km2的小流域,利用径流小区测验资料和利用单元小流域（<1km2）资料计算的泥沙输移比结果非常接近,说明在没有小区测验资料时,用单元小流域计算流域泥沙输移比是可行的。（3）对于面积在1001000km2且土壤侵蚀类型单一的水文站控制流域,利用面积<1km2单元小流域计算的泥沙输移比变化在0.780.96之间。与面积<1km2单元小流域计算的结果相比,若采用面积110km2、面积10100km2小流域作为单元小流域,计算的泥沙输移比相对误差分别为2.3%、4.6%。可见,在没有面积<1km2单元小流域资料的情况下,可用面积110km2小流域、面积10100km2小流域作为单元小流域来计算泥沙输移比。（4）对于面积在10006000km2的支流,在考虑流域未治理和治理面积比例的情况下,利用面积<1km2单元小流域计算的泥沙输移比变化在0.480.97之间。与利用面积<1km2单元小流域计算结果相比,若采用面积110km2、10100km2、1001000km2小流域作为单元小流域来计算泥沙输移比,误差范围有些偏大。（5）分析治理与未治理情况下流域产流降雨量、流域面积、沟壑密度、沟道比降、主沟道长、治理度对泥沙输移比的影响表明:未治理情况下,沟道比降与泥沙输移比的相关性最高,相关系数为0.95,与其他因子无固定趋势关系;治理情况下,各因子与泥沙输移比均不存在固定的趋势关系。可见,泥沙输移比的变化是众多因素综合影响的结果。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究目的与意义
• 1.2 研究进展
• 1.2.1 实地观测与调查法
• 1.2.2 土壤侵蚀预报模型
• 1.2.3 沙输移比转换法
• 1.3 研究内容
• 1.3.1 黄河中游不同空间尺度输沙量变化特征
• 1.3.2 黄土丘陵沟壑区不同空间尺度流域的泥沙输移比
• 1.3.3 泥沙输移比影响因素分析
• 1.4 研究方法
• 1.5 技术路线
• 第二章 黄河中游输沙量的时空变化特征
• 2.1 研究区概况与研究方法
• 2.1.1 研究区概况
• 2.1.2 资料来源与研究方法
• 2.2 黄河中上游输沙量年际变化特征
• 2.3 黄河中游输沙量年际变化特征
• 2.4 黄河中游主要支流输沙量变化特征
• 2.5 黄河中游不同水文站控制区输沙量变化特征
• 2.6 降雨与人类活动对黄河中游输沙量变化的影响分析
• 2.7 小结
• 第三章 黄土丘陵沟壑区不同空间尺度泥沙输移比
• 3.1 研究区概况和研究方法
• 3.1.1 研究区概况
• 3.1.2 研究方法
• 3.2 基于小区测验资料计算的流域泥沙输移比
• 2 流域的泥沙输移比计算'>3.2.1 面积<1km²流域的泥沙输移比计算
• 2 流域的泥沙输移比计算'>3.2.2 面积<10km²流域的泥沙输移比计算
• 2 流域的泥沙输移比计算'>3.2.3 面积<100km²流域的泥沙输移比计算
• 3.3 基于单元小流域测验资料计算的泥沙输移比
• 2 流域的泥沙输移比计算'>3.3.1 面积<10km²流域的泥沙输移比计算
• 2 流域的泥沙输移比计算'>3.3.2 面积<100km²流域的泥沙输移比计算
• 2 水文站控制区泥沙输移比的计算'>3.3.3 面积<1000km²水文站控制区泥沙输移比的计算
• 2 支流的泥沙输移比计算'>3.3.4 面积<10000km²支流的泥沙输移比计算
• 3.4 小结
• 第四章 黄土丘陵沟壑区泥沙输移比影响因素分析
• 4.1 降雨因素
• 4.2 流域面积
• 4.3 沟壑密度
• 4.4 沟道比降
• 4.5 主沟道长
• 4.6 治理度
• 4.7 综合因素分析
• 4.8 小结
• 第五章 结论
• 5.1 黄河中游输沙量时空分异特征
• 5.2 黄河中游不同空间尺度泥沙输移比
• 5.3 泥沙输移比影响因素
• 5.4 存在问题
• 5.4.1 泥沙粒径对泥沙输移比的影响
• 5.4.2 影响因素的定量化
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介