坡面侵蚀过程中细沟水流动力学参数估算探讨

细沟侵蚀是坡面侵蚀的主要方式 ,在坡面侵蚀产沙及其输移过程中占有重要的地位和作用。通过放水冲刷试验 ,测定并研究了坡面细沟中径流的水力要素特征及其相互关系。试验中坡度采用 6° ,10°,12°和 15°共 4级 ,径流流量变化控制在 40～ 5 0 0ml/s之间。结果表明 ,黄土陡坡上细沟径流的流速、过水断面宽度 ,以及径流深都能表示成径流量和坡度的函数。在确定坡面细沟流各水力要素间关系指数的基础上 ,探讨了用径流量和坡度因子估算细沟径流水力参数的方法。经用实测资料验证 ,在实验土壤及流量、坡度条件下 ,用文中提出的方法估算的细沟径流深具有一定的精度。     

库姆塔格沙漠水文调查小流量测验及其误差分析

小流量测验是库姆塔格沙漠资源环境本底调查的重要内容.根据库姆塔格沙漠及周边河流泉水野外水文调查(2007-2009),对9条河流泉水16处断面进行了流量测验,分析小流量测验方法及其误差.调查研究表明:(1)库姆塔格沙漠及其周边溪流和泉水枯季径流小,多数河流不适宜用流速仪法实测流量;(2)用V形薄壁堰进行流量测验,其随机...     

近50年怒江流域中上游枯季径流变化及其对气候变化的响应

利用长序列观测记录,分析怒江流域中上游1960~2009年枯季气温和降水的变化规律,探讨近50 a来该流域中上游枯季径流变化特征及其对气候变化的响应规律。结果表明：怒江流域中上游冬季和春季气温均有上升趋势; 怒江流域中上游春季和冬季降水量均有增加的趋势;怒江干流道街坝站冬季和春季平均流量都有显著的增加趋势;无论是年最小1、7、30及90 d流量等枯季极值流量,还是75%,90%,95%等不同保证率枯水径流特征值,1990 s和2000 s均远高于其他年代,说明20世纪90年代以来怒江流域枯水径流有较为明显的增长。     

冲击角对风成沙纹形态影响的机理分析

采用数值模拟的方法研究了沙粒冲击角对风成沙纹形成过程及其形态特征的影响。模拟中采用了均匀和正态两种冲击角分布情况。冲击角在10°~16°范围内均匀分布时,冲击角对沙纹波高影响不大,沙纹波长随冲击角影响系数的增加略有减小;沙粒跃移冲击角在5°~25°范围内呈正态分布时,冲击角影响系数增加时沙纹波高几乎没有变化,但沙纹波长却明显减小。     

缓坡坡面径流在土粒分散阶段的作用

通过水文及水力理论 ,采用微积分方法推得超渗产流模式下 ,均匀降雨在平整坡面单位面积上产生的径流能量为(ρg/ 4)Lqsin2θ ;在 3°～ 15°坡面上 ,模拟黄土高原暴雨的特征雨强 (0 8mm/min～ 4 0mm/min) ,控制相同水量 ,分别以径流形式及降雨形式及降雨形式作用于 1m× 1m坡面小区 ,测量其产生的分散土粒量 ,发现坡度对分散量的影响远大于径流的影响 ,雨滴击溅产生的松散颗粒占总分散量的百分数随坡度增大呈下降趋势 ,径流产生的则恰相反 ,随坡度增大呈上升趋势 ,从6°时的 2 0 %上升为 15°时的 70 % ,说明其存在一个两者相等的临界坡度 (在实验条件下约为 2 1°) ,坡度大于这个值 ,径流的冲刷量将大于雨滴的击溅量     

沙土内摩擦角与粒径、含水率及天然坡角的关系

沙的摩擦性质是影响沙丘形态的重要因素之一,研究沙土内摩擦角对于探讨床面沙波形态、沙丘流动性、沙丘稳定性、沙丘防护等都具有实际意义。本文实验研究了内摩擦角与粒径、含水率及天然坡角的定量关系。结果表明:当粒径从<0.125 mm增大到0.315～0.4 mm时,内摩擦角从32.25°减小到28.06°; 而粒径从0.315～0.4 mm增大到0.63～0.8 mm时,内摩擦角却从28.06°增大到31.47°。主要原因是,粒径小时颗粒的比表面积大,颗粒间接触面积大使得内摩擦角大。粒径大时,颗粒表面棱角突出,颗粒间嵌入咬合作用明显使得内摩擦角大。当含水率从0%增加到15%时,内摩擦角从29.07°增大到31.84°; 而含水率从15%增加到20%时,内摩擦角却从31.84°减小到30.75°。主要原因是一定含水率下沙土表现出黏聚性,而高含水率下水的润滑作用使得颗粒间摩擦力减小。内摩擦角与天然坡角都反映沙土摩擦特性,两者相等。     

河道糙率系数变化对全新世古洪水流量计算的影响研究

洪水流量计算中河道糙率是一个重要的灵敏度参数。以汉江上游郧县尚家河台地前沿记录的四期古洪水流量计算为例,研究河道糙率系数在比降-面积法和HEC-RAS模型中对古洪水流量计算结果的影响。结果表明：其他水文参数一定时,河道糙率系数以±15%变幅,比降-面积法重建的古洪水流量变幅在-13.04%～17.65%,HEC-RAS模型计算的流量变幅在-4.32%～4.57%;若河道糙率系数以±25%变幅,比降-面积法和HEC-RAS模型计算的流量变幅分别为-20%～33.33%和-7.79%～9.18%,说明采用HEC-RAS模型重建古洪水流量,可减少河道糙率系数对计算结果的影响,使古洪水流量计算结果更为可靠。此外,假定其他参数不变,主河槽和左、右岸糙率系数依次变幅±25%,主河槽糙率系数变化对流量计算结果影响最大,说明洪水流量计算时应准确选取主河槽的糙率系数。该结果对水利工程建设具有重要的现实意义。     

吉林省大安至扶余一带更新世孢粉组合及其古地理环境的初步探讨

大安县和扶余县位于东经123°15′～125°30′,北纬44°50′～45°40′。本区属温带半干旱、半湿润气候区,植被区划属于内蒙、东北草原区的一部分(见图1)。本区位于松辽盆地次一级构造——月亮泡断陷盆地内。自第三纪以来迭置着几次分布范     

黄土丘陵沟壑区典型小流域土地持续利用案例研究

本文选择我国水土流失最为严重的黄土丘陵沟壑区作为研究地区,通过野外调查、土地利用填图,结合区域国民经济发展规划提出了4种基本土地利用规划方案附加2种保护性耕作措施;开展了生态适宜性、经济可行性和社会可接受性评价。提出:在得到大量外部经济支持的前提下,应积极实行15°以上的坡耕地全部退耕还林还草的方案,其中在中等坡度的地区(15°-25°)应发展果园和经济林;若缺少外部强有力的经济支持,该区土地利用调整应逐步开展,短期内(约0-5年),建议坡度大于25°的坡耕地逐步退耕还林还草,其中,坡度大于25°,地形条件较好的地区应种植果园和经济林;中期(约5-10年),坡度大于20°的黄土地区应逐步退耕还林还草,其中坡度介于20°-25°之间的地区应转变为果园和经济林;10年之后,建议大于15°的坡耕地全部转变为其他用途,其中坡度介于15°-25°的黄土地区应转变为果园和经济林,坡度大于25°的地区转变为林地/灌丛和草地     

黄土坡面产流产沙过程及微地形变化特征

坡面土壤侵蚀过程不仅可以通过坡面的产流产沙过程反映,还可以通过降雨过程中坡面微地形变化特征来反映。对9°、12°、15°、20°、25°坡度下面积较小坡面模拟降雨,获取降雨过程中径流泥沙数据及降雨前后坡面微地形变化数据。结果显示：（1）初始产流时间随着坡度的增加先增加后减小,且初始产流时间较长;（2）15°、20°时的产流率不稳定,18 min后产沙率规则性波动起伏;（3）随着坡度的增大,降雨过程后坡面比表面积值随着坡度的增大而增大,坡面的高程变异系数都有所增大。     

Environmental response of a desert springbrook to incremental discharge reductions,Death Valley National Park,California, USA

Desert springs are biodiversity hotspots that are easily altered by anthropogenic activities. Little is known about the effects of human disturbance on desert springs, and scarce information exists describing the environmental effects of incrementally increasing disturbance. The objective of this research was to quantify the influence of incremental reductions in discharge on the physical and thermal characteristics of a desert springbrook. In this study, the physical characteristics of a desert springbrook include hydraulic attributes that influence habitat availability, such as wetted area, flow velocity, and water depth. Thermal characteristics refer to water temperature and temperature gradients. The research objective was accomplished through a combination of field experiments at Travertine Spring, Death Valley National Park, USA, and hydraulic/temperature modeling to: (1) quantify changes in physical characteristics of the springbrook channel and aquatic environment; (2) investigate the effects of reduced spring discharge on seasonal spatial temperature patterns; (3) delineate tipping points that exhibit a non-linear response to decreased flow. We found that the physical environment changed with small decreases in discharge. Thermal tipping points were also exhibited due to decreases in discharge, but the magnitude of these responses was a function of distance from the spring source, seasonality, and temperature.     

Differences in hillslope runoff and sediment transport rates within two semi-arid catchments in southeast Spain

This paper focuses on hillslope runoff and sediment transport within two catchments in southeast Spain. Five monitoring sites were established on hillslope concavities throughout the two catchments. The techniques used were mini-crest stage recorders, spray-painted lines, sediment traps and tipping bucket rain gauges (established during previous research). Results show that a storm event in the Rambla Nogalte on 30 June 2002 of 83.0 mm was responsible for a maximum runoff depth of 12 cm and a maximum hillslope sediment transport of 1886 cm³ m⁻¹. The same storm in the Rambla de Torrealvilla produced 53.4 mm of rainfall on the 1 July 2002, had a maximum runoff depth of 26 cm and resulted in 2311 cm³ m⁻¹ of sediment transport. There is evidence to suggest that measured sediment transport is related to runoff and a qualitative estimate of Morphological Runoff Zones (MRZ). Sediment transport and depth of runoff varied dramatically with lithology; marl sites produced most runoff and sediment transport, followed by the sites of mixed red and blue schist, then blue schist. These results are important for understanding the behaviour of slopes and show that for short lived storms with high, but not rare, rainfall intensities and total rainfall amounts, runoff can cause significant hillslope sediment transport in semi-arid areas.     

库姆塔格沙漠东南缘季节性河流(洪沟)水文监测与分析

季节性河流是干旱区不同生态系间物种扩散交流的重要通道,也是维持干旱区生物多样性与生态系统稳定性的重要因子,但我国有关季节性河流水文生态学的研究一直相对滞后,且有关季节性河流水文长期动态的研究报道较少。以库姆塔格沙漠东南缘季节性河流-多坝沟为研究对象,利用自动水位计与人工调查相结合的方法,研究了洪沟内部的长期水文动态特征。研究显示：多坝沟洪水集中在6~9月份,降水是洪水的唯一驱动力。洪水频率、流量与降水季节、降水量、降水强度等因子密切相关。任何时间,单次降水量低于5 mm时,降水无法形成明显的洪水过程;春季单次降水低于16 mm或夏季单次降水低于10 mm时,最大洪水流量均不超过0.3 m³·s^-1。在没有洪水发生时,春秋季节泉水径流量表现为陡涨缓落,而夏季呈现陡落缓涨。该研究不仅为干旱区季节性河流水文监测提供了可行有效的方法,同时为进一步研究库姆塔格沙漠周边的生态水文过程、水资源管理利用及植物生存演化提供了数据支撑。     

黄河沙漠宽谷段水沙变化特征及驱动因素

根据定位观测、第一次全国水利普查、遥感影像解译的数据,利用MWP、双累计曲线、水土保持分析法、数学模拟等方法,分析了黄河上游水沙变化特征,评估了多元驱动因素对2000-2012年黄河下河沿-头道拐沙漠宽谷段水沙变化的贡献率。结果表明:与20世纪70年代以前的基准期相比,2000年以来径流量、输沙量同步减少,水沙关系也发生变化,单位径流量的输沙量明显减少;沙漠宽谷段径流量减幅沿程不断增加而输沙量减幅沿程变化不大,水沙年内分配较基准期发生倒置,来沙系数不断减小;灌区引水引沙、水土保持措施、水库拦沙、支流来水来沙、水库调蓄及河道冲淤是沙漠宽谷段水沙变化的主要影响因子;经济社会发展用水对沙漠宽谷段径流量减少的作用最大,贡献率为81%,其次是水库蓄泄量,占15%以上;水库拦沙对头道拐输沙量减少的贡献率最大,占41%,其次是支流水土保持措施,贡献率约占13%,入黄风沙减少的贡献率并不大,约为6%,而河道淤积量、灌区引沙量较基准期都是减少的,贡献率分别约为-41%和-8%;近10多年来降雨等自然因素对水沙变化的作用相对不大,起主要作用的是水库运用、水土保持、经济社会发展等人类活动因素。     

黄河下游河川径流的变化趋势与对策

黄河下游河川年径流量有逐年减少的趋势,花园口站90年代实测年径流量为80年代的65.1%,这与上中游年降水量减少、用水量增加有关。河川年最大流量逐年减少,花园口站90年代平均最大流量为80年代的68.6%,并出现了“小流量、高水位、大漫滩”的发展态势。河川小流量或断流日趋严重,利津站90年代累计断流天数为80年代的8.2倍,文中分析了缓解其影响的可行对策。     

Streamflow trends and hydrological response to climatic change in Tarim headwater basin

This paper has studied the change of streamflow and the impact of climatic vari-ability conditions on regional hydrological cycle in the headwater of the Tarim River Basin. This study investigates possible causes of observed trends in streamflow in an environment which is highly variable in terms of atmospheric conditions, and where snow and ice melt play an important role in the natural hydrological regime. The discharge trends of three head streams have a significant increase trend from 1957 to 2002 with the Mann–Kendall test. Complex time-frequency distributions in the streamflow regime are demonstrated especially by Morlet wavelet analysis over 40 years. The purpose is to ascertain the nature of climatic factors spatial and temporal distribution, involved the use of EOF (Empirical Orthogonal Function) to compare the dominant temperature, precipitation and evaporation patterns from normally climatic records over the Tarim’s headwater basin. It shows that the first principal component was dominated since the 1990s for temperature and precipitation, which identifies the significant ascending trend of spatial and temporal pattern characteristics under the con-dition of the global warming. An exponential correlation is highlighted between surface air temperature and mean river discharge monthly, so the regional runoff increases by 10%–16% when surface air temperature rises by 1℃. Results suggest that headwater basins are the most vulnerable environments from the point of view of climate change, because their wa-tershed properties promote runoff feeding by glacier and snow melt water and their funda-mental vulnerability to temperature changes affects rainfall, snowfall, and glacier and ice melt.     

泥石流源区弱固结砾石土的渗透规律

泥石流源区砾石土的渗透过程是泥石流形成全过程中不可缺少的一个子过程，该研究对泥石流形成规律的认识和对泥石流汇流计算具有重要的意义。为此，笔者与日本学者一道选择蒋家沟支沟——大凹子沟的弱固结坡积物坡面做径流产流实验，实验区面积4000cm^2，实验用可控的头降雨，通过接收和量取超渗产流的量，判断土体是否达到稳定下渗，得出初始下渗率为0．55mm／min，参数口为0．56。通过下渗率与时间关系的曲线描述．建立泥石流源区砾石土的渗透方程，该方程可用物分析泥石流源区激发雨量过程的渗透规律，同时揭示泥石流源区产流过程地表径流的形成机理及其与流体能产生及流量的关系。通过大凹子沟1994-06-15-16日的降雨资料可计算出超渗产流为0．415mm／min．其总流量占泥石流总流量的17．8％。     

河川枯水径流与极值形成机理研究

主要论述了河川枯水径流与极值的基本特征——枯水流量、枯水发生时间等,重点分析研究了枯水径流与极值形成的机理,即影响枯水径流极值形成机理的地带性因素——气候、植被等,以及枯水径流产生机理的非地带性因素——地质(包括水文地质)、地形地貌和人为因素。通过综合分析认为:不同地带的降水量对枯水径流产生重要的影响;土壤、植被是影响河川枯水径流不可低估的因素;地形对枯水极值有较大的影响;不同地质岩性,因透水性能等的差异,对枯水量及其变化都有不同程度的作用。     

基于小波多尺度变换的渭河水沙演变规律研究

关中平原地区是推动陕西省经济社会发展的引擎,其生产总值占陕西省的70%以上,但是水资源短缺、时空分布不均、河流含沙量高等问题严重制约其经济社会的发展。运用小波变换、滑动t检验、累积距平以及Yamamoto、Mann-Kendall等方法系统分析了1935-2011年渭河水沙序列演变规律。研究结果显示：77 a间除20世纪70年代、80年代外,其它年代渭河华县站水沙变化波动下降的匹配趋势均一致,其中径流量减流速度大于输沙量减沙速度;渭河水沙序列周期变化不一,径流量变化的主周期依次为38 a、14 a、4 a,输沙量变化的主周期依次为15 a、49 a、43 a、4 a;除输沙量49 a变化周期外,其他水沙变化周期大致相近;由于渭河输沙量变化所受气候及人类活动的影响远较径流量复杂,加之水沙异源,所以渭河华县站输沙量周期变化及突变点分布情况比径流量变化复杂,且其第一主周期变化呈现独特的变化态势。     

祖厉河流域降雨径流泥沙变化特征研究

祖厉河流域位于年降水量200～400 mm之间过渡带,是气候变化最敏感和最为复杂的区域之一。运用祖厉河流域1955-2013年径流量、输沙量与年降雨量的变化趋势、时段特征进行了分析。结果表明：祖厉河流域降雨量、径流量和输沙量存在年际变化大、逐年减小的变化趋势;年降雨量在1995年出现突变点,降雨量存在明显的丰水和枯水变化,丰水时段（1955-1989年）年降水量为376.2 mm,枯水时段（1990-2013年）年降水量为224.9 mm;径流量和泥沙量的突变点分别出现在1995年和2000年;依据UF_k值信度变化趋势,将径流量、输沙量变化分为非显著减少（1955-1971年）、显著减少（1972-1985年）、较显著减少（1986-2000年）和极显著减少（2001-2013年）四个时期。