黄土区土壤侵蚀链各垂直带水沙流时空分布特征研究

本文用多坡段组合模型代表黄土高原典型坡沟系统的各垂直分带,运用人工模拟降雨的实验方法,研究了坡沟系统土壤侵蚀链内各种侵蚀方式在时间和空间上的分布特征,结果表明:产沙过程呈现出多峰特点。雨强29.7mm/h时主要以面蚀为主,产沙起伏3次。雨强60.5mm/h时以面蚀与细沟蚀为主,伴有崩塌、滑塌等重力侵蚀过程。90.2mm/h时细沟发育充分,25°坡段细沟发育较多并出现浅沟现象,35°坡崩塌、滑塌剧烈。位置愈低的坡段产流量愈大,单位面积和时间的产流量按坡段排列为谷坡>梁峁坡下部>梁峁坡中部>梁峁坡上部。由于上坡来水的作用,梁峁坡的产沙量增大了20.2%～63.5%,谷坡的产沙量增大了42.9%～74.5%。有效控制上坡来水量和各坡段的产流量,坡面侵蚀产沙将会大幅度减少。     

黄土区土壤侵蚀链各垂直带水沙流时空分布特征研究

用多坡段组合模型代表黄土高原典型坡沟系统的各垂直分带，运用人工模拟降雨的实验方法，研究了坡沟系统土壤侵蚀链内各种侵蚀方式在时间和空间上的分布特征，研究结果表明。     

坡沟系统侵蚀时空分布特征试验研究

依托水利部黄土高原水土流失过程与控制重点实验室的水土流失试验厅,采取高精度三维激光扫描技术获取坡沟系统不同侵蚀发育阶段的地形Grid数据,借助Arc GIS软件中Arc Toolbox的3D Analyst工具和数据管理工具模块的分析功能,从时间和空间角度分别对坡沟系统侵蚀发育过程进行量化分析。研究表明:1坡面侵蚀和沟坡侵蚀对坡沟系统产沙量贡献率的大小受降雨历时和侵蚀发育阶段影响,降雨初期的面蚀阶段以沟坡侵蚀为主,继而向坡面侵蚀为主转化。在雨强85 mm/h、降雨历时60 min的模拟试验条件下,降雨过程的前20 min面蚀阶段坡面与沟坡侵蚀贡献率之比约为3∶7,降雨过程的后20~60 min的细沟和切沟侵蚀阶段坡面与沟坡侵蚀贡献率之比约为7∶3;2径流含沙量与地表侵蚀空间不同步,试验条件下径流含沙量峰值区约滞后于侵蚀强度较大部位2个断面(2 m)。     

四川省水贫困时空分布格局研究

为厘清水资源约束条件下四川省各市州产业可持续发展适宜模式,通过构建四川省水贫困评价指标体系,采用均衡法赋权,应用水贫困指数(Water Poverty Index,WPI)模型计算2006-2013年全省21个市州的水贫困指数,并基于地理信息系统(Geographic Information System,GIS)技术等,对全省及各市州水贫困时空格局等进行了研究。结果表明:(1)受2008年"5·12"汶川特大地震影响,2008-2011年全省水贫困全面、均衡改善的态势受阻;灾后水利重建、水利精准扶贫等工作的推进,使得全省各市州2006-2013年WPI平均值呈波动下降趋势,水资源管理能力的提升和水环境的改善对缓解水贫困起到了关键作用。(2)21个市州处理水贫困的能力差别较大,且差距逐渐拉大;成都市和雅安市为极微水贫困区,攀枝花市、广元市、阿坝州、甘孜州和凉山州为微水贫困区,泸州市、绵阳市、乐山市、眉山市和宜宾市为中度水贫困区,自贡市、德阳市、南充市、巴中市、资阳市为强水贫困区,遂宁市、内江市、广安市、达州市为极度水贫困区。(3)四川省水贫困问题的解决,应从强化水贫困意识、提升高效用水能力,科学优化配置水资源、提高保障率,严格水资源管理、调控产业结构及生产模式,系统管控水安全风险,提升水管理能力、加大政府财政投入、积极推进水权改革,增强水利扶贫力度、助推扶贫攻坚等方面加大工作力度。     

鄱阳湖流域降雨量及降雨侵蚀力时空分布特征

水土流失是鄱阳湖流域严重的生态环境问题之一,为了给鄱阳湖流域土壤侵蚀的监测、评估、预测与控制等提供技术支撑,基于流域内均匀分布的15个气象站1961—2014年逐日降雨量数据,分析鄱阳湖流域降雨侵蚀力时空分布与演变特征。结果表明:鄱阳湖流域多年平均降雨侵蚀力为9 537.9 MJ·mm/(hm~2·h),其时空分布不均,时间上主要集中在夏季,空间分布呈现从西南向东北递增的趋势;降雨侵蚀力和降雨量年内分配均呈单峰型,峰值均出现在6月,汛期(4—9月)降雨量、降雨侵蚀力占全年的比例分别为62.4%、71.7%,降雨侵蚀力年内分配较降雨量更加不均匀。     

全国山洪灾害时空分布特点研究

山洪灾害的发生具有明显的区域性、突发性、群发性、破坏性强和恢复难度大等特点,其空间分布与暴雨、地形地质的空间分布密切相关。溪河洪水灾害的发生次数具有一定的年际变化规律,降雨量多的年份就是溪河洪水灾害多发年。泥石流、滑坡灾害分布与降雨时间分布具有同期性,在空间和时间上的变化具有与溪河洪水相同的重现性。     

湖北省降雨侵蚀力时空分布特征初步研究

 以湖北省的21个测站和周边省市的14个辅助测站多年的逐月降雨量数据为基础,利用Arnoldus提出的简便算法计算多年年均降雨侵蚀力(R值),并在Arcview软件的支持下分析了其降雨侵蚀力时空分布规律。结果表明：湖北省多年年均降雨侵蚀力总体趋势是由北向南递增;降雨侵蚀力的月分布情况与降水量的月分布情况基本一致,月R值的年内动态变化显著;年R值的年际变化在空间分布上大致呈东北部高、西南部低的特点。     

坡面细沟侵蚀的冲刷试验研究

细沟侵蚀是土壤侵蚀的重要方式之一,但定量研究困难很大。本文设计并完成了一系列小规模细沟侵蚀冲刷试验,研究细沟侵蚀过程中的动力学规律。试验结果表明了一些细沟侵蚀的趋势性规律,也反映出其中存在较强的随机性。通过分析试验数据,得到了细沟宽度及过水断面湿周与流量和坡度的经验关系,并发现湿周与它们的关系更为密切。     

陕西水贫困时空格局及驱动机理研究

理解水利因素对区域贫困的影响是理解减贫机制,进行针对性贫困治理的基础。采用水利及经济社会统计数据,构建水贫困测度指标体系,揭示水贫困时空演变规律,明晰水贫困主导因素类型。研究结果表明：67%的县区水贫困状态减轻,存在吕梁山区水贫困带,北山—六盘山水贫困带和陕南秦巴山区水贫困带三种类型;水贫困主导因素具有明显差异,陕北多为资源环境使用支配型和设施滞后型,关中为多因素综合为主导类型,陕南多为资源设施环境主导型。     

黄土区陡坡径流水动力学特性试验研究

通过黄土水槽冲刷试验，初步研究了黄土区坡面径流的水动力学特性。陡坡径流的流态属于急紊流，且具有时空分异特征。随着坡度的增加，径流雷诺数Re和Darcy-Weisbach阻力系数f均呈先增后减的抛物线趋势。f与Re之间存在幂函数正相关关系，而f与弗劳德数(Fr)之间存在幂函数负相关关系。     

多场次降雨条件下覆沙坡面的径流产沙特性试验研究

基于可控坡面进行多场次降雨试验,对覆沙坡面的产流产沙特性进行研究,以期为揭示黄土高原风蚀水蚀交错区风水复合侵蚀机理研究提供科学依据。结果表明:覆沙坡面的初始产流时间远大于裸坡,相对延迟了5.3~11.2倍,多场次降雨条件下,产流时间显著提前。首场降雨下,覆沙厚度为1cm,当雨强由1mm/min增加到1.5mm/min,覆沙坡面径流量、产沙量分别增加了0.87倍、0.85倍;雨强为1.5mm/min时,当覆沙厚度由0.5cm增加到1cm,首场降雨的径流量、产沙量分别减小了9.6%、12%。相对于裸坡,覆沙坡面产沙量较大,产沙过程较剧烈,首场降雨产沙量占总产沙量的70%以上,是裸坡的8.9~10.8倍,但在多场次降雨条件下,产沙量显著减小,并趋于稳定。研究结果表明坡面覆沙在一定程度上加剧了土壤侵蚀,可为揭示风蚀沉积物对水蚀过程的作用机理研究提供参考。     

坡面土壤侵蚀产流产沙及水动力参数研究概述

黄土高原地处干旱半干旱地区,加之水力侵蚀和风力侵蚀的交替进行,使得该区土壤侵蚀尤为严重。本文通过对一些学者在黄土高原地区进行坡面土壤侵蚀产流产沙相关研究分析,总结了部分试验方法及土壤颗粒启动、水动力参数等方面的计算方法。通过一系列的试验研究,希望能为建立黄土高原土壤侵蚀预测模型提供科学依据。     

黄土丘陵区坡面薄层水流侵蚀动力机制实验研究

根据人工模拟降雨试验，研究了黄土丘陵沟壑区坡面侵蚀水动力过程。结果表明：薄层水流的流速～流量、阻力系数～雷诺数及弗罗德数～雷诺数等3种关系均呈幂函数形式，除阻力系数～雷诺数关系递减外，其余均呈递增。降雨所形成的坡面流属过渡流和紊流，坡面流在时空分布上是非稳定和非均匀的，是在下垫面和降雨影响下严重受扰的扰动流，且具有急流的特点。薄层水流的这种流态特征是侵蚀形成的动力原因。分析了径流量与坡度、雨强，产沙量与坡度、雨强及径流量之间的关系，对深入揭示坡面侵蚀产沙规律有重要的意义。     

椒江河口径、潮流变化对含沙量时空分布的影响

通过对3次水文泥沙测验资料的整理,分析了椒江河口含沙量在纵向、垂向的空间分布和随季节变化、潮汛变化、涨落潮变化等时间分布特征;依据径、潮流相对强弱的不同,将椒江河口分为3个区段来讨论。研究表明:①径、潮流通过对河床的冲刷和对泥沙的输运来实现对含沙量时空分布的影响。②径流控制的河段含沙量垂向变化梯度大于潮流控制的河段。不同区段含沙量峰值出现时刻具有显著差异,含沙量变化周期大致有两种,分别约为6和12 h。造成各区段差异的原因主要与水流输沙方向,水力活跃度和沙源供给有关。③径流量增大能显著提高灵江河床冲刷速率,且对含沙量起到“稀释”作用。④洪水将严重破坏含沙量分布的规律性,各区段含沙量明显降低且持续时间较长。     

晋西北典型黄土陡坡急流冲刷调查研究

随着气候的变化,近年来晋陕北部暴雨集中,来势快急,对当地黄土高原造成巨大影响,陡坡急流造成坡面大量崩塌、滑坡,形成了侵蚀堆积体和沟道泥石流,对乡村和中小城镇造成安全威胁。为了研究晋西北典型黄土高原陡坡急流冲刷情况,通过资料搜集、野外勘察和测量,选取黄土裸坡冲刷状况进行取样和现场实测,获得当地降雨资料,并得到 3 种典型裸坡的侵蚀特征、形态参数和颗粒级配。通过建立边坡泥沙颗粒受力模型,分析裸露黄土边坡坡面急流冲刷的发生条件。研究发现: 降雨特征、土层特性与边坡形态共同影响着边坡冲刷侵蚀的发展。边坡冲沟沟深沿程呈波动趋势,直线型边坡冲沟沟深随径流量的增加而增大; 凹型边坡冲沟沟深随径流量的增加而增大,随坡度的增大而减小; 凸型边坡冲沟沟宽沿程沟深随径流量的增加而减小,随坡度的减小而减小。边坡冲沟沟宽沿程呈抛物线变化趋势,沟宽沿 BC 坡段减小,沿 DE、FG 坡段增大。     

黄土高原风水蚀交错带风力作用对流域产沙贡献的空间特征研究

利用黄土高原风水蚀交错带水文站水沙资料及有关气象资料,分析了风力作用对流域产沙贡献的空间特征。结果表明:风沙区并不是风蚀贡献最大的区域,风蚀贡献率约为1/4。风沙区和黄土丘陵沟壑区交界处的风蚀贡献急剧增大。靠近风沙区并有零星片沙分布的区域,风蚀贡献率约为1/3。风蚀贡献最大的区域为穿过风沙区和黄土丘陵沟壑区的流域,约为2/5。黄土丘陵沟壑区,风蚀贡献率约为1/10～1/4。河源梁涧区的风蚀贡献率小于1/10。风蚀贡献率的大小依次为河源梁涧区<黄土丘陵沟壑区<风沙区<风沙区和黄土丘陵沟壑区交界处<穿过风沙区和黄土丘陵沟壑区的流域。整个黄土高原风水蚀复合区风力作用产生的输沙量接近流域总输沙量的1/10～1/5,风沙入河量占d>0.05 mm粗泥沙年输沙量的1/4。     

黄土地区公路边坡降雨侵蚀灾害易损性评价

针对黄土地区公路边坡受降雨侵蚀破坏较为频繁的情况,将降雨侵蚀灾害作为一个单独的灾种,阐述黄土边坡降雨侵蚀破坏机理。降雨侵蚀破坏的偶然成分很少,边坡抗灾能力受到威胁的程度需要提前预测,使工程提前采取相应措施。研究建立黄土地区公路边坡降雨侵蚀灾害易损性的评价方法和评价流程,采用侵蚀模数作为评价指标,通过分析USLE水土流失方程中各因子的取值和计算方法,计算某黄土地区的侵蚀模数,根据易损性等级的划分分析出边坡受降雨侵蚀的易损性和抗灾能力,发出预警信息,以便及时采取预防措施,减少和控制灾害的发生。     

黄土地区土壤侵蚀特性的探讨

黄土高原地区的土壤侵蚀现象极其普遍且十分严重,本文试图从坡地特性、河流作用等方面分析土壤侵蚀的基本特性,并针对我国的土壤侵蚀的实际情况提出了相应的防治措施.     

黄土坡面细沟发育过程中的重力侵蚀实验研究

利用室内模拟实验的方法对典型坡度条件下黄土坡面细沟发育过程中的重力侵蚀规律进行了研究。通过对水沙测量结果的统计分析，同时结合实验中对重力侵蚀现象的观测，给出了实验条件下的临界重力侵蚀含沙量，以此为依据计算了重力侵蚀产沙量及重力侵蚀量达到总侵蚀量50%时对应的“中值时间”。结果表明，在细沟发育过程中，重力侵蚀产沙量存在着由增大到减小再到波动的变化趋势，这一趋势对坡面产沙变化具有重要的影响。重力侵蚀发生的中值时间则由小变大，反映了细沟发育的不同阶段重力侵蚀由以沟头坍塌为主向以沟壁崩塌为主的转化过程。