中国黄土分布区多沙曲流发育规律

依据中国黄土分布区多沙曲流的水沙资料、河床平面形态和河床大断面测量资料分析认为：多沙河流来水变率影响河床断面形态和曲流发育;由于窄深的河槽是高含沙水流输沙的必要条件和结果,因此随着含沙量的增加,多沙河流河床断面形态首先出现变窄深的趋势,随着含沙量的进一步增加,水流造床能力增大,河槽会向宽浅方向调整;一定的河床冲淤强度有利于曲流的发育,随着含沙量的增加,多沙河流河床曲率存在先增加后减小的规律。     

高含沙型曲流河床形成机理的初步研究

本文描述了在我国黄土高原宽谷中发现的含沙量超过100kg/m^3的曲流河床，并运用高含沙水流的作用对其成因进行了探讨。指出当水流进入高含沙范围时，水流能耗率大幅度降低，挟沙能力大大增加，这是促使河床向弯曲发展的主要原因。由于高含沙水流的稳定输送有赖于边界条件，故边界条件在这种曲流河床的形成中起了重要的作用。文中并讨论了这一地区游荡河型与弯曲河型的判别条件。     

黄土丘陵沟壑区岔巴沟下游泥沙传输时间尺度动态研究

泥沙动态研究目前仍然不够完善, 尤其是在黄土丘陵沟壑区, 有关泥沙传输时间动态的 研究论文还不多见。本文利用岔巴沟下游长达8 年的水沙资料, 探讨了该区不同时间尺度( 洪水 内、月和季节及年际尺度) 上泥沙传输动态。结果表明, 在洪水内时间尺度上, 洪峰超前于沙峰的 事件占洪水事件总数的63.2%, 洪峰和沙峰同时发生及洪峰落后于沙峰的洪水事件则各占 18.4%左右。受高含沙水流的影响, 洪水事件产流量- 含沙量呈现逆时针滞后环, 而与洪峰和沙峰 出现的先后顺序无关。在月和季节尺度上, 存在着可蚀物质“储备- 释放”的过程, 即在晚秋(10 和 11 月份)、冬季和春季可蚀物质是一个积聚过程, 在夏季和早秋( 9 月份) 是泥沙输出流域的释放 过程。在年际尺度上, 含沙量和产沙量年际变化大, 主要与年内发生的洪水事件次数和幅度有关。     

黄河内蒙古段支流“十大孔兑”侵蚀产沙的时空变化及其成因

“十大孔兑”来沙造成黄河干流强烈淤积.为了通过流域治理来减轻泥沙灾害,研究“十大孔兑”侵蚀产沙过程具有重要意义.基于1960—2005年的河流输沙量、径流量和降雨量资料,运用统计方法进行了研究.结果表明:“十大孔兑”输沙量高度集中于几个大水大沙年份,其余年份对46年总输沙量的贡献很小.最大1年、最大3年、最大5年和最大10年的累积输沙量分别占到46年总输沙量的21.26%、37.18%、47.92%和69.29%.1960—1991年和1992—2005年两个时段相比,后一时段输沙量年均值减少了37%.这一差异可以用暴雨特征的差异和下垫面(如植被)的变化来解释.1991年以后,年降水量无明显变化,但最大1日降雨量在p<0.10的水平上呈现减小的趋势.虽然20世纪90年代西柳沟并未大规模实施水土保持治理,但由于农村富余劳动力转移,对土地的压力减轻,对植被的破坏大大减弱,使得植被逐渐恢复,NDVI呈增大趋势,因而侵蚀产沙减弱.“十大孔兑”产沙模数具有明显的空间分异特征,从西向东增大,在西柳沟达到最大值,然后再减小.流域自然地理因素具有明显的变化,从西向东,沙尘暴频率减小,降雨量增大.沙丘类型也发生了变化,由以流动沙丘为主变为以半固定沙丘为主,进入河道风沙的输沙强度减小.另一方面,水力驱动的侵蚀和泥沙输移从西向东增强.上述两种作用叠加的结果,在区域中部西柳沟附近出现了侵蚀产沙的峰值区.     

三峡水库下游弯曲河型演变规律调整及其驱动机制

大型水库的兴建深刻改变了下游水沙输移特点,进而导致河床演变规律显著调整,水库下游弯曲河型对水沙过程改变响应敏感,是水库下游河床演变、航道整治、河势控制等方面研究的关键区域。本文基于1996-2016年的实测水文、地形资料,对长江三峡水库下游弯曲河型的演变规律及其驱动机制开展研究,结果表明：① 三峡水库蓄水前,下荆江存在“凸淤凹冲”、“凸冲凹淤”两类弯曲河型,而三峡水库蓄水后均表现为“凸冲凹淤”的一致性规律;② 在水库拦沙作用的影响下,下荆江河段平滩河槽存在累积性冲刷现象,冲刷部位集中于枯水河槽与基本河槽之间的低滩,冲淤部位调整主要由变化的流量过程所驱动,上游河势、河道边界以及支流入汇等因素均有一定驱动作用;③ 在三峡水库蓄水后缺乏大洪水的情况下,凸岸水流挟沙力随流量增加逐渐增强,水流对凸岸冲蚀力度在平滩流量级附近（20000~25000 m3/s）达到最强,平滩流量附近流量级的持续时间超过20天时,弯曲河道发生凸冲凹淤现象。而悬沙中造床粗沙的减少,增强了水流冲刷强度,加剧了凸岸的冲蚀程度。     

Hyperconcentrated Flows in the Slope-Channel Systems in Gullied Hilly Areas on the Loess Plateau, China

This study is based on the data from Zizhou and Wangjiagou experimental stations on the Loess Plateau in the major sediment‐producing areas of the middle Yellow River drainage basin. It deals with characteristics of hyperconcentrated flows in the slope‐channel systems in the gullied hilly areas on the Loess Plateau. The results show that the formation of hyperconcentrated flows is closely related to the vertical differentiation of landforms. Based on data from 21 rainfall events in the period 1963–1970, event‐averaged suspended sediment concentration for hilltop, upper hillslope, lower hillslope and gully slope was calculated as 36 kg/m³, 89 kg/m³, 304 kg/m³ and 505 kg/m³, and the frequency of hyperconcentrated flows was 0.0, 0.17, 0.74 and 1.0, respectively. Thus, hyperconcentrated flows form on the lower part of hillslopes and on the gully slopes, and develope well in gully channels of various orders. There exists a sediment storing‐releasing mechanism, resulting from different behaviours of sediment transport by non‐hyperconcentrated and hyperconcentrated flows. When water flows are nonhyperconcentrated, the relatively coarse fractions of sediment from the slopes are deposited in the channel. When hyperconcentrated flows occur, the previously deposited coarse sediment may be eroded and released from the channel. A close relationship is found between rainstorms and the formation of hyperconcentrated flows, and some thresholds of rainfall and runoff for the occurrence of hyperconcentrated flows have been identified.     

黄土高原高含沙水流形成的自然地理因素

黄土高原半干旱的气候条件、稀疏的植被和疏松易蚀的黄土物质,是该地区高含沙水流形成的自然地理因素。这一地区高含沙水流的发育程度,特别是最大断面含沙量的大小表现出明显的地域差异,这种差异与悬移质泥沙的粒度组成有密切的关系。存在着某种特定的悬移质泥沙粒度组成,使得悬移质含沙量达到最大值。这种特定的泥沙粒度组成与流域中黄土、基岩及风成沙的分布有关,而它的出现,则是特殊的水力、风力交换作用的结果。     

蒋家沟高含沙水流泥沙特性与泥石流滩地的改良

蒋家沟流水含沙量极为丰富,浑水期含沙量为23 1～335 1kg/m3。含沙水流泥沙颗粒主要集中在<0 02mm范围内,含量为73 07%～86 58%;微团聚体主要分布在0 02～0 002mm,含量为54 13%～80 08%;泥沙养分除全钾极丰富外,其它养分含量处于缺乏或极缺乏状态。含沙水流泥沙对滩地土壤物理结构、剖面结构、微团聚体数量及组成比例改善作用显著,但对土壤养分改良效果较差。在引浑停淤改良滩地的同时,应增施有机肥,实施配方施肥,改良耕作措施,防止滩地土壤出现板结、瘦地等不良现象。     

基于DEM黄土丘陵沟壑区不同尺度流域地貌现状及侵蚀产沙趋势

基于流域DEM对各个集水区进行划分,提取流域沟壑长度、平均高程、平均坡度等信息,并运用EXCEL、SPSS对这些信息进行分析处理,计算出沟壑密度、流域相对高程、面积-高程积分值,并结合流域侵蚀产沙数据以及实地考察情况,借助地貌学的相关理论,分析流域不同区域内、不同尺度流域地貌发育及侵蚀产沙情况.研究发现,流域左右两岸支流的发育数目、形状受邻近流域的影响;面积-高程积分值的大小能反应流域的地貌现状与侵蚀趋势,蛇家沟与岔巴沟的面积-高程积分值分别为0.547 5、0.463 7,但面积-高程积分值的大小及变化趋势还与流域最低点是否达到基岩有关;沟壑发育分为长度发育与宽度发育两个阶段,沟壑密度只是衡量地貌的一个重要指标,沟壑密度对流域侵蚀产沙的影响与沟壑的发育阶段有关;一般情况下产沙模数的大小与流域面积大小没有直接的关系,主要看流域内的地貌的发育阶段.     

西峰剖面有机质记录的黄土高原L6-L1古湿度演变

对甘肃西峰黄土剖面L6～L1层段162块样品进行了(Rock-Eval)2 PLUS分析,获得了TOC和热解烃的含量,以及有机质最高热解峰温(Tmax)的数据,并以与下降水有关的有机质和与蒸发水有关的矿物包裹有机质之比估算了古湿度的分布.结果表明,古土壤层的湿度比相邻黄土层的大,湿度的变化范围为47%～80%,其中湿度最大的层段为S5上部,次之为S1,湿度最小的层段为L6,次之为L4,L2-S1-L1层段的古湿度变化与陕西渭南剖面的相当层位具有很好的对应性.上述结果与黄土研究中常用的矿物粒度分析、CaCO3、Fe2 和Fe3 及磁化率等方法的测定结果具有良好的可比性.西峰剖面L6-S5-L4层段有机质和湿度的变化都很大,反映大气环流在这段时间异常活跃,具有热湿事件或黄土高原气候变化的边界特征.而在L4以来,特别是L4-S3-L3层段,湿度变化幅度相对较稳定,总的趋势向湿度减小方向发展,而在S2以后湿度演变有增大的趋势.     

中国黄土高原地区降水时空演变

为揭示黄土高原地区降水资源在全球气候变化背景下的演变特征,利用黄土高原地区7省区51站43 a的降水资料,主要采用EOF、CEOF和小波分析等方法,研究了黄土高原降水近43 a的时空演变及其资源信息在空间的流动。结果表明：黄土高原年季降水对全球变化区域响应不同;年降水和秋季降水在1985年附近发生气候突变,降水明显减少;降水年际变化存在2～4 a振荡和11～18 a的年代际振荡,以2～4 a短周期振荡为主;降水响应敏感区在黄土高原腹地,空间演变信息在向东传播。     

基于CLUE-S模型的黄土台塬区土地利用变化模拟——以陕西省咸阳台塬区为例

本文以2000 年的TM遥感影像解译数据以及水文水资源数据为基础, 综合运用Binary Logistic、CLUE-S模型以及SPSS19.0 统计分析软件, 测评了咸阳黄土台塬区水土资源在数量和空间上的配置, 并在此基础上模拟了咸阳台塬区未来土地利用变化的图谱。分析发现:①从水土数量优化配置的结果可知, 耕地、草地、水域及未利用地面积减少, 而林地和建设用地面积则有增加的趋势;②从面向生态的角度出发, 黄土台塬区的水土优化配置结果反映了台塬区土地生态系统的生态价值和经济效益, 台塬区的生态效益由2000 年的1.5313 亿元增加到2020 年的1.5445 亿元;而台塬区的土地经济收益则由2000 年的68.4901 亿元增加到2020 年的71.9021 亿元;③从水土空间优化配置的结果可以看出, 咸阳台塬区建设用地在过去10 年以及未来10 年变化极为明显, 建设用地主要在原有建设用地周边进行拓展, 其中, 建设用地变化最为明显的区域主要集中在咸阳市的秦都区以及三原县。     

天山黄土记录的古尔班通古特沙漠形成演化

沙漠形成演化是第四纪古气候、古环境研究的重要内容之一。通过位于古尔班通古特沙漠下风向天山北坡河流最高阶地上的厚层风成黄土的形成时代和>63 μm砂含量变化的研究,确定古尔班通古特沙漠最迟在0.8 Ma前已经存在。0.8 Ma以来沙漠发育经历了基本稳定期(0.8~0.4 Ma)、强烈波动扩展期(0.4~0.13 Ma)和收缩稳定期(0.13~0 Ma)三个阶段。昆黄运动造成东亚大气环流形势的改变,使准噶尔、塔里木盆地等我国西北地区降雨减少,气候显著变干及冬季风强化,盆地中湖泊萎缩消失、大片河湖相松散物质裸露产生的丰富物源为沙漠形成提供了充足的条件,沙漠开始广泛发育,沙漠主体形成。     

人类活动对黄河中游高含沙水流的影响

以黄河中游干流和渭河、无定河的资料研究了人类活动对黄土高原河流高含沙水流的发生频率的影响。人类破坏森林植被，大量拦截黄河上游清水来源区的清水基流，使得高含沙水流发生频率增大，大规模水土保持措施的实施则使高含沙水流发生频率迅速减小。近50年来黄河干流和一些支流的高含沙水流随时间的变化可以用一个三阶段模式来概括，即20世纪50-60年代，由于人类破坏植被，使高含水流频率增大；20世纪60年代末至80年代中期，大规模水土保持措施的实施使高含沙水流发生的频率减小；20世纪80年代末期以来，人类大量拦截利用清水资源，使高含沙水流的发生频率又复增大。