黄河中游小流域径流泥沙来源初步分析

一、引言 黄河中游黄土地区由于其特殊的自然条件和长期以来的土地利用不合理,水土流失特别严重,直接影响了当地农业生产的发展,同时成为黄河災害的根源。为了根治黄河和发展生产,要解决水土流失的问题,应研究径流泥沙的来源。研究径流泥沙来源同时将为研究水土保持措施对径流泥沙的影响提供需要的数据。     

黄土坡耕地水土流失计算方法的探讨

黄河泥沙主要来自中游的黄土高原地区。要根治黄河,发展农业生产,就必须研究黄土高原的水土流失规律,有效地制定水土保持措施,控制水土流失。我们于1962年开始,在陕北黄土高原地区的黄龙、洛川槐柏两地进行了实验研究:1962年与1963     

黄土坡耕地水土流失计算方法的探讨

黄河泥沙主要来自中游的黄土高原地区。要根治黄河,发展农业生产,就必须研究黄土高原的水土流失规律,有效地制定水土保持措施,控制水土流失。我们于1962年开始,在陕北黄土高原地区的黄龙、洛川槐柏两地进行了实验研究:1962年与1963     

黄土高原土壤侵蚀规律研究工作回顾

1950年以来,黄土高原土壤侵蚀规律研究工作已建立了完整的分类系统,进行了侵蚀区划,查明了黄河泥沙及其中的粗泥沙来源。定量评价了各自然因子和人为因子与侵蚀量的关系。黄河自古多沙,而近期更加强烈。指出了过去研究工作中的主要问题。     

黄河入海泥沙输运及沉积过程的数值模拟

以利津站代表的黄河入海径流和泥沙数据驱动ECOMSED模型,对黄河入海泥沙悬移输运过程的逐月时空变化、输送通量以及海底沉积效应进行了数值模拟实验。分析结果表明,在忽略再悬浮作用条件下,黄河入海泥沙的输运扩散过程具有明显的季节变化规律,且这种变化具有年际相似性。黄河泥沙入渤海后总体朝向辽东湾西侧海岸扩散,而主要沉降区域是黄河口附近,且随着距离的增大,沉积通量迅速降低。模拟沉积速率一般在0.5~0.1 mm/年左右,与实际调查结果非常接近。海底地形等高线向渤海海盆西部、渤海湾南部,以及渤海海峡方向突出,也反映了泥沙通量的输送方向。从黄河入海泥沙悬移扩散过程的季节变化特征及其海底沉积效应来看,渤海海域泥沙悬移输运过程受潮汐动力、余流和和底层流场等因子的制约。除了黄河河口地区以外,各月悬浮泥沙高浓度区基本一致,集中分布在潮流能量最强的海域,潮流水平动能的大小与悬沙浓度大小分布基本一致。泥沙悬移输运方向与模拟获得的渤海三维风驱-潮致Lagrange余流的方向具有明显的相关关系,泥沙扩散的方向和强度明显受余流方向和强度的控制。     

黄河、长江泥沙特性对比分析*

通过对黄河、长江泥沙的粒度分析、矿物分析及石英包裹体分析,揭示了两大河流泥沙的差异性。黄河悬沙粗于长江而底沙比长江为细。重矿物组合中,黄河泥沙黑云母含量远高于长江,粘土矿物中蒙脱石含量约比长江多一倍。反映了两大河流水动力条件及泥沙源区的环境差异。石英包裹体分析,更反映了两大河流泥沙源区的成因环境,为区分河流泥沙来源提供了一种新的方法。     

黄河内蒙古段异源水沙输移特性

河流悬移质泥沙的输移方式按照水沙来源可以分为水沙同源与水沙异源两大类。黄河内蒙古段水沙来自不同的区域,冲泻质泥沙主要来源于陇西黄土高原区,而径流则主要来自唐乃亥以上的山区,呈现异源特性。通过分析内蒙古河段石嘴山与巴彦高勒水文站1951-2003年的水文数据,发现期间共发生了13次大流量和29次高含沙事件且大流量、高含沙量同时出现现象很少,多呈现大流量、低含沙量,或者小流量、高含沙量的态式。同时,通过改变传统流量-含沙量幂函数公式C_i=aQ^b(C_i为悬移质浓度,Q为流量)的参数项,建立了2种水沙异源情况下流量-含沙量的公式。     

山东省聊城市水土流失现状及防治对策

聊城市位于华北平原的西北部，历史上黄河多次决口、改道泛滥冲积，上游携带物质在境内决口扇形地和沙质河槽地处大量沉积。土壤质地均为沙质土，结构疏松，春季常随风飘扬滚动，雨季在地表径流的冲蚀下，水土流失和土地沙化十分严重。针对聊城市的自然环境特点、水土流失和土地沙化现状，提出了以生物措施为主、工程措施为辅，同时结合农业现代技术等综合治理的措施，因害设防，形成水土流失综合防治体系。树立人与自然和谐相处的指导思想，发挥生态的自然修复能力，加快水土流失防治速度。     

黄河下游河道输沙功能的时间变化及其原因

以输出某一河道的泥沙总量与进入这一河道的泥沙量之比来定义河道输沙功能,以此为指标研究了黄河下游输沙功能的时间变化。研究表明,近50年来黄河下游河道输沙功能表现出随时间而减小的明显趋势。在总的减小趋势中,由于水库运用方式与下游水沙组合的不同,河道输沙功能指标具有明显的差异,可以划分为6个阶段。1986¹997年,由于降水偏少,且人类大量引水,黄河下游进入连续枯水的水文系列,河道萎缩,输沙功能迅速降低,此时段中输沙功能指标的时段平均值为0.62,为有水沙记录以来最低的时期。对于黄河下游输沙功能指标与流域因子和河道特性因子的时间变化系列进行了比较,以揭示输沙功能减小的原因。结果表明,黄河下游河道输沙功能指标与流域平均年降水量、兰州站和三门峡站汛期径流占年径流百分比、游荡段典型断面平滩水位下断面面积、花园口站和高村站水面比降等因子有同步减小的关系,并随流域水土保持面积、人类引水量及其占天然径流量比率的增大而增大,说明这些因子的变化导致了黄河下游输沙功能的减弱。     

汛期洪水弃水与水土流失耦合风险关系分析

暴雨洪水是导致流域水土流失的一个重要因素,水土流失又会引起径流泥沙含量的增加,使汛期洪水弃水量加大,成为汛期洪水灾害发生的重要原因。以泾河流域为例,根据信息熵理论和USLE模型,提出约束信息量因子BI和水土流失耦合风险概念及其计算式,建立汛期洪水弃水系数与水土流失耦合风险等级之间的关系式,结果表明:①泾河张家山站以上流域1986、1995和2000年的水土流失耦合风险等级呈现出递减的趋势,分别为2.544、2.542和2.472;②汛期洪水弃水系数与水土流失耦合风险等级之间存在着显著正相关关系。     

黄土高原坡耕地苜蓿产量及水土流失地形分异模拟——以延安燕沟流域为例

退耕还林还草是目前黄土高原整治生态环境和控制水土流失的主体政策。为使生态退耕政策得到有效落实,本文基于WIN-YIELD软件,以延安燕沟流域为例,利用2006年延安站的逐日气象数据和燕沟流域地貌、土壤及土地利用等资料,模拟分析了不同地形高程、坡度和坡向条件下坡耕地种植苜蓿的秸秆干物质产量、水土流失量及其地形分异特征。结果表明:在黄土高原,地形坡度是影响苜蓿秸秆干物质产量和泥沙流失的重要因素,苜蓿秸秆产量模拟值随地形坡度的增大而减小,泥沙流失的模拟值随地形坡度的增大而增大;地形高程1000 m以下的地域种植苜蓿其产量明显高于1000 m以上的地域,坡耕地苜蓿产生径流和泥沙随地形高程的变化不显著;地形坡向对苜蓿秸秆产量和水土流失量的影响不大。     

黄河中下游泥沙通量变化规律

根据黄河中下游多个主要水文控制站50多年的实测资料,利用水文学、泥沙运动力学、河床演变学和经验统计相结合的分析方法,分析黄河中下游泥沙通量的变化规律。结果表明,黄河中下游泥沙通量递减的同时泥沙粒径变细,人为因素影响巨大;中下游泥沙通量变化具有阶段性、季节性和自相关性。黄河下游河道泥沙冲刷与淤积均具有上段变化大、下段变化小的特点,这是由河道下游上宽下窄、上陡下缓特征决定的;下游河道输沙能力影响因子中,河道水量尤其是汛期水量起主要作用。     

抚育管理对米槠人工幼林地水土流失的影响

于2012年4月至2015年3月期间分别对米槠人工幼林进行6次抚育管理,同时对幼林地抚育前后径流量和泥沙量进行观测,并与米槠次生林内的自然流失量(对照)进行比较。结果表明:除第1次抚育(2012年7月18日)外,其余5次抚育显著增加了幼林地径流和泥沙量,抚育后的径流量是抚育前的1.7~2.5倍,平均为2.1倍;抚育后的泥沙量是抚育前的2.2~9.8倍,平均为4.7倍;抚育前米槠人工幼林的径流量和泥沙量分别是米槠次生林自然产流量的2.4~6.0倍和2.3~4.7倍,抚育后人工幼林产流量和泥沙量分别是次生林的4.4~14.7倍和3.2~24.8倍;幼林抚育极大地增加了米槠幼林地和次生林之间的水土流失差异。     

黄河中游生态水文模型及洪旱灾害风险评估

黄河中游地区生态环境脆弱,易受到严重的洪旱灾害威胁。近年来,在大规模梯田建设和植被恢复工程等人类活动影响下,黄河中游水土流失治理水平稳步提高,发挥了消洪抗旱减灾的作用。但与此同时,黄河中游植被建设导致土壤干层加剧、产流产沙下降,增加了干旱风险;城市扩张也导致城市化地区孕灾环境剧变,暴雨洪水风险增加。目前针对变化环境下流域水文—泥沙—植被协同演变机理的认识还不够清楚,需要充分考虑工程扰动后流域水文—泥沙—植被重新建立新平衡的过程,科学评估大规模梯田建设、植被恢复工程和城市扩张等人类活动对洪旱灾害风险的影响,发展变化环境下黄河中游智慧化生态水文模型,预估大规模人类活动对洪旱灾害的长期后继影响,为黄河中游生态建设与水利工程协调发展有效防范化解洪旱灾害风险提供科技支撑。     

泥沙输移比影响因子及其关系模型 研究现状与评述

泥沙输移比是目前预测流域产沙量的一种较实用的方法,本文介绍了国内外泥沙输移比研究的主要成果。分析并总结了泥沙输移比与流域面积、降雨／径流、地质地貌及泥沙颗粒因子之间的影响关系及其关系模型。最后,结合我国泥沙输移比研究的实际情况,提出了我国今后一定时期内在泥沙输移比研究方面的发展设想。     

东北地区融雪期径流及产沙特征分析

严重的水土流失已威胁到东北地区的土地资源,融雪径流及其造成的侵蚀作为该地区水土流失的重要组成部分,但相关研究较少。本文利用全区93个气象站降水资料,分析了东北地区降雪与积雪的基本特征。利用27个典型流域水文站径流泥沙资料,分析了融雪期内径流与产沙特征。结果表明:东北各地雪期长度为5~8个月,自南向北逐渐延长。年降雪量占年降水总量的比例多在7~25％,由此形成的融雪期径流深占全年径流深比例达13.3~24.9％,融雪期输沙模数占全年输沙模数比例达5.8~27.7％。融雪期流域输沙模数受地貌影响十分显著:丘陵漫岗区降雪量和径流深均低于山区,但输沙模数平均为山区的2.9倍。融雪输沙模数与流域面积有十分显著的幂函数递减关系。为揭示融雪侵蚀影响因素及其作用机理,今后应加强融雪期内流域侵蚀及产沙监测。     

黄河入海径流变化及影响因素

黄河入海径流是黄河水循环的重要分量,涉及整个流域,它的变化是流域气候与人类活动的综合体现。以黄河入海口利津水文站1963～2009年实测径流量年均值为基础,采用随机水文学方法,对入海径流动态变化进行了分析;结合流域内7个径流来源区的78个气象站同时段月均降水和气温数据及流域内取水量和水利工程等资料,探讨了不同径流来源区的气候因素和人类活动对入海径流量的影响。结果表明:近50年来入海实测径流量呈显着下降趋势,且存在1968年、1985年、1996年与2002年这四个突变点;入海天然径流量同样呈显着下降趋势,只有1985年一个突变点。唐乃亥以上区间的降水量、兰州至龙门区间的气温以及龙门至三门峡区间的降水和气温是引起入海天然径流量变化主要因素;气温因素的季节性变化对入海天然径流量也有影响,其中夏季降水与冬季气温是重要的因素。自20世纪70年代以来,人类活动对入海径流量的影响不断加强,且在耗水量、水土保持及水利工程等方面表现出明显的空间差异。取水量、降水、气温对黄河入海实测径流量变化的贡献率分别为42.2%、39.2%、18.6%.     

基于水沙协同图谱的流域自适应能力研究

黄河下游河床所淤积的泥沙主要来自于黄河中游的粗泥沙集中来源区,在提出水沙协同性、流域的自适应能力概念基础上,以流域为单元,建立了粗泥沙集中来源区各流域的水沙协同关系图谱。根据水沙协同图谱的不同变化态势,分析了各流域的自适应能力差异,结果表明:皇甫川流域较强的流域自适应能力使得该流域的水沙协同性一直较稳定;孤山川、窟野河、佳芦河和秃尾河流域的水沙协同性存在异常值,但是孤山川、窟野河和佳芦河流域仍有着较强的河流自适应能力,秃尾河流域的自适应能力较弱。总体而言,人类活动的干预有利于维持流域的生态稳定性。     

珠江三角洲干流汊道泥沙分配及变化--以西、北江三角洲为例

通过对６０年代和９０年代珠江三角洲河网典型汊河泥沙分配变化的对比分析,认为（１）珠江河口区的泥沙主要来自陆相径流挟带的下行泥沙和随潮流挟带的上溯泥沙,其中径流及其挟带的泥沙是现代珠江三角洲建造过程中的基本动力和物质,起着主导作用,而珠江河口区由径流挟带的悬移质泥沙又主要来自西江。（２）西北江干沙处于逐年淤积的总趋势,其中河流段冲淤变化不大,过渡段有冲有淤,以淤为主,潮流段由是普遍淤积。（４）海平面     

黄河下游河道泥沙存贮-释放及其临界条件

确定了黄河下游河道处于泥沙存贮-释放临界状态的水沙临界条件。当场次洪水平均含沙量小于31.68 kg/m³,或者来自中游多沙粗沙区场次洪水来沙量小于4 543×10⁴ t,下游河道将由泥沙存贮状态变为泥沙释放状态。当河口镇以上清水区径流占场次洪水总径流量比率大于0.70时,也会由泥沙存贮状态变为泥沙释放状态。场次洪水泥沙输移比随洪水平均流量的增到而增大,流量为4 000 m³/s(相当于平滩流量)时达到峰值,此后有所减少。这表明,平滩流量时泥沙存贮最少,低于平滩流量和高于平滩流量时泥沙存贮均增大。