黄土高原径流侵蚀功率输沙模型的改进

水土流失对流域生态危害严重,输沙量模拟和预测可以为流域水土流失防治提供依据,因此精确的输沙模型是流域水土流失治理的重要工具。为了精确模拟变化环境下黄土高原年输沙量,该研究基于黄土高原19个水文站的径流和输沙数据,通过随机森林变量重要性度量方法评估年径流侵蚀功率、淤地坝指数、淤地坝相对指数、归一化植被指数、不透水地面积等因子对流域年输沙量的影响,使用非线性最小二乘法估算年输沙模型参数,对比分析不同因子组合的年输沙模型精度,提出适用性较强的黄土高原年输沙模型,据此开展年输沙量变化贡献率分析。结果表明:1)以幂函数形式构建的仅含径流侵蚀功率单因子输沙模型精度与流域面积有显著的负相关关系,相关系数为-0.505(P<0.05),模型精度随着流域面积增大而下降,在面积大于7000 km^(2)的流域适用性较差;2)年径流侵蚀功率、淤地坝指数及不透水地面积因子组合建立的多因子年输沙模型在黄土高原适用性最佳,模型在率定期纳什效率系数平均值为0.84,均方根误差平均值为0.21亿t,在验证期纳什系数平均值为0.79,均方根误差平均值为0.27亿t。3)影响研究流域年输沙量变化的因素依次是:年径流侵蚀功率、不透水地面积和淤地坝指数。研究可以为黄土高原不同区域水土流失防治和生态治理工作提供理论支撑。

海河“23·7”流域性特大洪水蓄滞洪区泥沙淤积分析

为探究海河“23·7”流域性特大洪水过程中蓄滞洪区泥沙淤积特征,评估受灾情况,基于实地淤积调查和高分遥感影像,计算淤积厚度空间分布,并结合DEM数据估算蓄滞洪量和蓄滞洪区利用率。结果表明:淤积厚度插值的均方根误差E_(RMS)为1.32,纳什系数E_(NS)为0.78,蓄滞洪量计算的E_(RMS)为0.75,E_(NS)为0.92,证明研究计算方法可行,计算结果可靠;8个蓄滞洪区共蓄洪24.63亿m^(3),蓄滞洪区利用率约为36.90%,平均淤积厚度为2.60 cm,总淤积量达7.67×10^(7) t;海河流域洪水含沙量约31.14 kg/m^(3),其中大清河系和永定河系的洪水含沙量达到过去20 a平均含沙量的20~40倍;此外,研究发现海河流域西部和北部山地的淤积情况更严重,较早启用的、位于上游的蓄滞洪区淤积量更大。

基于径流侵蚀功率的长江典型流域能沙关系模型及改进

基于径流侵蚀功率概念建立流域能沙关系模型,可为长江流域泥沙变化精准模拟与水土保持规划提供技术支撑。该研究以长江典型流域及其典型小流域为研究对象,通过收集1965—2018年金沙江流域、嘉陵江流域和湘江流域3个典型流域逐日水沙数据以及万安和李子口2个典型小流域2014—2020年场次降水径流泥沙数据,采用径流侵蚀功率、径流量和降雨侵蚀力对比分析不同时空尺度水沙(径流量和输沙量)、雨沙(降雨侵蚀力和输沙量)和能沙(径流侵蚀功率和输沙量)关系的优劣性,解析能沙关系优越性,并识别能沙关系非一致性变化,从而改进能沙关系模型提高流域输沙量模拟精度。结果表明:1)长江流域3个典型流域及2个典型小流域,在绝大部分情况下能沙关系的表现总是优于水沙关系和雨沙关系,在场次、月和年尺度修正的决定系数最大值分别可达到0.94、0.87和0.54。2)对于不同时间尺度,其流量序列中任意2个流量乘积与输沙量的相关性较高时,第一个流量Q_(1)分位点总是接近1且第二个流量Q_(2)分位点在0.5附近或者高于0.5。基于径流侵蚀功率可以较为准确地计算不同时空尺度流域输沙量,具有明显适用性。3)随着时间升尺度,水沙、雨沙和能沙关系逐渐变差,3个典型流域径流侵蚀功率和输沙量在一些月份上均存在显著变化趋势和显著突变点(P<0.05)。特别是在年尺度上,输沙量均为显著减少趋势(P<0.05),其能沙关系均表现出非一致性变化。4)水库建设和植被增加是导致流域能沙关系变差的重要原因,其均与输沙量呈现极显著负相关(P<0.001)。通过考虑水库指数和NDVI改进能沙关系模型的年决定系数(R^(2))可提高27.28%~97.62%。研究成果可支撑开发新的流域泥沙预报模型,服务长江流域生态保护与高质量发展。

“23·7”京津冀地区暴雨洪水与土壤侵蚀调查——以河北省邢台市临城县为例

[目的]开展“23·7”(20230729—0801)京津冀地区暴雨洪水过程及水土保持调查工作,分析小流域的暴雨洪水过程以及暴雨所造成的土壤侵蚀状况,为水土保持决策提供科学支撑。[方法]采用野外调查的方法对河北省临城县皇迷东沟和梁家庄西沟开展洪痕测量调查并计算洪峰流量模数,分析暴雨洪水对小流域造成的侵蚀危害。[结果]①该次降雨持续时间长、雨强大。梁家庄西沟和皇迷东沟流域累计雨量分别达到1008.5和613.6 mm。②按洪痕法调查推算了洪峰流量,皇迷东沟、梁家庄西沟小流域洪峰流量模数为10.80和36.07 m^(3)/(s·km^(2))。坡度和水土保持措施是影响洪峰流量的主要因素。较大的坡度会使洪峰流量变大,而完善的水土保持措施可以起到有效的削峰作用。③调查小流域位于泜河流域上游,是该次暴雨中心和洪水的主要产流区,小流域洪峰流量模数大于下游水文站洪峰流量模数。④梁家庄西沟的侵蚀情况比皇迷东沟严重,主要原因是皇迷东沟的果园、梯田和谷坊的面积比例大于梁家庄西沟,皇迷东沟的平均坡度小于梁家庄西沟且梁家庄雨量站的降雨量峰值持续时间更长。[结论]良好的水土保持措施可以有效减少洪峰流量以及侵蚀现象的发生。实施水土保持措施是必要且有效的。应该进一步完善梯田、台地谷坊的建设。

我国水土保持工程施工监理工作的现状和思考

我国的水土保持施工监理工作,自20世纪90年代末推行以来,经过十几年的发展,已逐步步入正轨,对提升我国水土保持生态工程建设质量和水平、确保投资效益的发挥起到了极其重要的作用。但由于相关技术标准不配套、管理制度不完善、市场监管不到位等方面的原因,水土保持工程施工监理还存在很多问题,制约着工作的开展。在分析当前水土保持监理发展现状和存在问题的基础上,从管理角度提出了工作建议。

陕甘宁地区坡耕地水土流失综合治理的实践

以治理水土流失和促进群众脱贫致富为目标的农业综合开发水土保持项目（简称“农发水保项目”），自1989年实施以来取得显著成效，在我国水土保持生态建设中发挥了重要的示范和带动作用。目前，该项目包括长江和黄河上中游水土保持项目、东北黑土区水土流失重点治理项目和陕甘宁地区水土流失综合治理项目。

浅谈水土保持技术服务机构信用评价工作

社会信用体系的建立和完善是我国社会主义市场经济不断走向成熟的重要标志之一。水土保持技术服务机构信用评价是水土保持行业信用制度建设的重要组成部分,目前仍处于起步发展阶段。在分析国内外信用评价发展现状及经验的基础上,提出水土保持技术服务机构信用评价主体及模式,评价内容及标准,评价指标选取和信息采集等工作建议。

西南紫色土区水土流失综合治理技术体系

[目的]系统梳理西南紫色土区已实施的水土保持技术,为区域水土保持实践工作提供借鉴。[方法]通过文献查阅,从不同层面开展综述和分析。[结果]针对紫色土区自然概况和水土流失现状,阐述了区域水土流失治理思路,总结了采用的主要水土保持措施,简要综述了各项水土措施的适宜条件及技术构成,同时分析了当前存在的主要问题并提出了相应的建议。[结论]西南紫色土区水土流失治理方向重点是坡耕地整治和坡面水系配套为主的小流域综合治理,沟坡兼治,并在实践中形成了丰富多样的单项工程、植物和农业技术措施。但实际应用中存在缺乏针对西南紫色土区的相关技术规范和标准,欠缺水土保持措施优化配置和适宜性评价等问题。今后应加强技术标准编制、水土流失防治效益评估、分区治理技术优化配置等方面的工作。

国家水土保持重点工程效益综合评价模型研究

[目的]研究水土流失治理效益评价指标体系、评价模型与评价标准,为国家水土保持重点工程绩效评价、实施效果后评价等工作提供技术支撑。[方法]采用频度分析法筛选评价指标,采用层次分析法确定评价指标权重。[结果]提出水土保持工程效益评价指标体系,并构建综合评价模型。模型包含土壤固持与保护、水源涵养、生态改善、收益增加、防灾减灾等5大类15个指标。在此基础上,提出了优秀、良好、缓慢改善、恶化、极度恶化5级评价标准。[结论]水土保持工程效益综合评价模型涵盖了生态、经济、社会等多方面因素以及各因素之间相互作用关系,可为国家水土保持重点工程实施效果提供直观的、综合的、可量化的评价结果。

山东临朐2019年“8·10”特大暴雨水土保持调查

2019年8月10日6时至12日6时,受台风“利奇马”影响,山东淄博、东营、潍坊等地区发生特大暴雨天气,造成了严重的水土流失灾害。暴雨发生后,水利部水土保持监测中心组织调查人员,运用现代技术手段对暴雨中心典型小流域进行了系统、全面的水土保持实地调查。结果表明:(1)本次特大暴雨降雨量为570.6 mm,最大24 h降雨507.6 mm,均超过历史记录;(2)本次暴雨造成严重水土流失灾害,典型小流域水蚀模数达9741 t/km^2,是多年平均值的2.4倍,梯田损毁率达5.96%,河道淤积厚度达10~30 cm,近1/3生产道路完全损毁,引起了严重的重力侵蚀,多处发生滑坡、泥石流;(3)通过对比小流域调查发现,高林草覆盖和重点工程治理分别可削减洪峰模数79%和36%,降低水蚀模数分别达80%和54%;重点治理小流域道路损毁比例减少23.9%,梯田损毁减少40.4%,重力侵蚀减少40%以上。调查摸清了本次特大暴雨径流输沙特征、土壤侵蚀状况、水土流失成灾情况、水土保持措施效益等,初步形成了科学的暴雨水土流失调查方法体系,为今后暴雨水土保持调查制度的建立提供了良好基础。

国内外地下滴灌研究及应用现状

地下滴灌是一种高效、节水的灌水技术,与地表滴灌相比,它具备减少地表的无效蒸发、更加方便田间管理等节水增效的多项优势。在分析了地下滴灌的优、缺点后,重点介绍了国内外地下滴灌的研究进展及应用现状。

黄土高原区坡耕地水土流失综合治理工程经验和问题探讨

2013—2015年黄土高原全国坡耕地水土流失综合治理工程共完成坡改梯(土坎)80 381.56 hm^2,占国家计划的99.79%,完成总投资159 895.83万元,占国家计划的96.56%,其中完成中央预算内投资126 000万元,占国家计划的100%。工程有效地控制了水土流失,生态环境得到改善,取得了显著效益。提出了项目前期、经费、规划设计、管护、管理等方面存在的问题,并提出了相应建议。

全国水土保持生态修复类型分区研究

生态修复是水土保持工作的主要任务之一。因地制宜,分区实施水土保持生态修复,意义重大。在《全国水土保持生态修复分区研究》的基础上,对全国水土保持生态修复分区做了进一步研究。从增强地方编制及实施水土保持生态修复规划的可操作性的角度出发,以县为单位界定了4个一级生态修复类型区和13个二级生态修复类型区的边界,绘出了全国水土保持生态修复类型区图,阐述了各类型区的自然、经济和社会状况。

农业综合开发水土保持项目建设管理情况综述

全面梳理总结了农业综合开发水土保持项目发展历程、主要特点及取得的成效,在此基础上,根据财政部新修订的《国家农业综合开发资金和项目管理办法》(财政部令第84号),从优化项目布局、完善制度建设、创新管理机制、加强建设管理等方面提出了下一步管理思路。

全国水土保持生态修复类型区治理措施研究

在全国生态修复分区的基础上,根据各区的自然条件、社会经济状况、水土流失特点和经济发展方向,结合近年来生态修复试点、示范工程实施情况,提出了生态修复的不同模式和分区治理对策。这些治理对策将有助于全国各级水土保持生态修复规划及实施。可实行分类指导,减少水土流失,加速退化生态系统的修复。

边坡喷混植生基质材料本地化试验

边坡喷混植生工程的基质东北黑土运费昂贵,为合理减少黑土用量、降低工程造价,进行了东北黑土、本地淤泥以及保水剂不同组合配比的山毛豆盆栽试验。结果表明,淤泥与黑土以1∶1的比例混合并加0.5kg/m3保水剂的处理,是最适合山毛豆生长的,纯黑土处理不利于山毛豆的正常生长,生产中不宜用纯黑土作为基质。

水土保持技术服务信用评价的指标体系构建--以水土保持方案编制技术服务为例

[目的]规范水土保持技术服务市场行为,为中国水土保持方案编制技术服务信用评价工作的开展提供技术支持。[方法]在借鉴相关行业信用评价体系和理论分析的基础上,以水土保持方案编制技术服务为例,采用查阅相关文献资料、咨询专家和实地走访调研的方法。[结果]按照指标筛选原则和流程确定了7个Ⅰ级评价指标,21个Ⅱ级指标和47个Ⅲ级指标,形成了较为完善的水土保持方案编制技术服务信用评价指标体系。采用权值因子判断表法和层次分析法,分别确定了Ⅰ级指标的权重。[结论]本文构建指标体系中各个指标和权重是根据专家意见和实地走访调研的基础上进行遴选和确定的,具有较强的现实基础,可加快和推进中国水土保持技术服务信用评价工作的开展。

全国水土保持功能年度价值评价研究

依据《中华人民共和国水土保持法释义》对水土保持功能的定义,分析了水土保持设施、地貌植被所发挥或蕴藏的有利于保护水土资源、防灾减灾、改善生态、促进社会进步等作用的内涵。在借鉴国内外先进经验和研究成果基础上,结合我国水土流失特点、水土保持现状,界定出水土保持功能价值概念。采用生态经济学计量方法,结合实际调研情况,分析各个指标之间的逻辑关系,建立了水土保持功能价值评价模型。按照国家水土保持区划一级分区,适当考虑二级分区和三级分区,以及全国水土流失动态监测站网分布概况,收集39个典型县(市、区)2016年度的土壤、水文、气象等观测资料,测算出其水土保持功能价值,进而推算至全类型区,再从8个水土保持一级分区的水土保持功能价值推算出2016年度全国水土保持功能价值,并在对测算结果进行分析讨论的基础上,对国家制定水土保持生态文明对策提出了建议。

水土流失严重县的确定与分布

水土流失综合治理属地方为主的事权,水土保持法明确国家要加强水土保持重点工程建设,加大生态修复力度。近年来,以水土流失严重县为重点,水利部组织实施了坡改梯专项工程、老区水土保持重点工程和农发水土保持项目等重点治理工程,收到明显成效。随着生态文明建设形势的发展变化,水土流失严重县有必要做一定的调整。基于此,进一步明确了水土流失严重县的确定原则,提出了水土流失严重县的初步名单,在综合分析的基础上确定了包含867个县的水土流失严重县名单,并对其分布情况作了说明。

黄土高原坡度因子的多重分形谱特征

[目的]有效科学量化地形因子,兼顾地物局部与整体的自相似性,总结黄土高原不同地貌区坡度地形因子的多重分形特点,为后续黄土高原地形因子相关研究提供参考。[方法]选取黄土高原不同地区数字高程模型(DEM)数据,采用盒维数计算多重分形谱方法,检验各研究区坡度数据的多重分形特征,对坡度因子进行多重分形运算,计算坡度分形体的多重分形谱和多重分形特征参数。[结果]最小坡度奇异指数变化范围在黄土塬区为(1.82~2.90),山地区为(1.92~2.43),变化幅度较大;黄土丘陵区和河谷平原区最小坡度奇异指数范围分别是(1.94~2.07)和(1.85~2.19),变化范围较小,地形较为均一。最大坡度奇异指数所对应的多重分形谱值最大值为1.63,在河谷平原区,最小值为1.57,在黄土塬区坡度最小地貌单元在河谷平原区所占比例最大,在黄土塬区所占比例最小。[结论]不同研究区的多重分形谱差异可以真实反映出地形复杂程度。与传统量化方法统计的结果对比,多重分形特征参数能够客观反映黄土高原不同地形区域的多重分形特征。