不同时间尺度岔巴沟流域水沙关系变化

为探明岔巴沟流域不同时间尺度下水沙关系变化及影响因素,根据岔巴沟流域1970—2016年的年降雨量、径流量和输沙量数据,以及106场次洪水事件的降雨、径流和输沙数据,采用Mann-Kendall检验法对年尺度水沙数据的变化趋势和突变点进行了分析,并通过函数模型回归方法研究年时间尺度以及次洪水时间尺度下的水沙关系。结果表明:流域降雨量显著增加,径流量和输沙量显著下降,分别于1986年、1991年、2001年以及1982年发生突变;将研究时期划分为3个阶段,发现次洪水尺度下降雨量和输沙量的变化趋势与年尺度下一致,径流量的变化趋势则相反;输沙量在两种时间尺度下均与洪峰流量和径流深呈显著的幂函数关系;岔巴沟流域水沙关系和影响因素变得复杂,主要与淤地坝和植被恢复等措施产生的水土保持效益以及极端降雨事件频率和强度增加等因素有关。

海藻多糖抗蚀剂对红壤坡面侵蚀过程的影响

为探究海藻多糖抗蚀剂(SA-01)在控制坡面水土流失中的效果及作用机理,该研究以南方红壤区典型红壤为例,通过人工模拟降雨试验(雨强90 mm/h,坡度5°、10°、15°),设置不同施加浓度(0、0.25%、0.50%、0.75%、1.00%),分析SA-01施加浓度对红壤坡面产流产沙过程的影响,并结合土样斥水性试验、团聚体稳定性试验和电镜扫描分析SA-01影响坡面土壤侵蚀的作用机理。结果表明:与不施加SA-01的坡面相比,施加SA-01后坡面产流时间提前,稳定径流量增大。随施加浓度增大,坡面产流量增加比例也增大。施加SA-01后能显著降低坡面土壤侵蚀产沙量,这主要是由于土壤施加SA-01后,与土壤中的Ca^(2+)等阳离子发生螯合反应,在土壤颗粒表面生成有一定强度的保护层有关,保存层的存在使土壤斥水性增大,减少了土壤团聚体的遇水分散性,提高了各级粒径土壤团聚体的稳定性。0.25%的施加浓度即可将团聚体水稳性提升到70%以上,这为中国南方以排水保土为核心的水土保持工作提供了新思路。

基于GRACE卫星数据的汉江流域旱情反演及影响因素定量分析

气候变化和人类活动对汉江流域旱情有重要影响。利用卫星时变重力场反演地面水储量可以弥补传统流域水储量监测的缺陷。以GRACE卫星数据为基础,采用水储量亏损方法建立模型反演汉江流域2004—2014年间干旱事件,结合多源卫星数据和居民用水量数据,定量分析了气候变化和人类活动对汉江流域干旱事件的影响。结果表明,汉江流域2006、2007、2011、2013年分别发生了干旱事件,降雨、蒸发、人类活动(水库蓄水和居民用水量)等变量与陆地水储量变化显著相关,气候变化对4场干旱事件发生的贡献率分别为0.41、0.43、0.36、0.36,人类活动对4场干旱事件发生的贡献率分别为0.59、0.57、0.65、0.64,贡献度的趋势表明人类活动对汉江流域干旱事件的影响在不断增强。

基于典型次洪泥沙动力学过程的岔巴沟流域水沙关系分析

为准确把握岔巴沟流域径流泥沙变化趋势并分析其原因,以岔巴沟流域1970—2016年98场洪水输沙过程为研究对象,通过分析不同年代次洪输沙量,阐明了次洪水输沙动力学过程。结果表明:岔巴沟流域近50 a来次洪输沙滞回曲线模式主要表现为顺时针型、逆时针型、8字型、复杂型4种,4种模式中逆时针型所占比例和次洪输沙量最大,顺时针型所占比例最小,但平均洪峰流量和平均输沙峰值最高,复杂型洪水平均持续时间最长。不同年代次洪输沙频率表现为1980—1989年间洪水输沙滞回曲线以逆时针型为主,其次为复杂型洪水,2006年以来逆时针型和复杂型洪水数量大幅减少,8字型洪水数量增多;出现这种现象可能是由于岔巴沟流域自20世纪70年代以来开展小流域综合治理,各种水土保持措施在1970—1989年间产生较强的作用,但2000年后,由于长期使用后产生淤满和损坏等状况,效力逐渐降低,对岔巴沟流域整体的水沙输移模式产生影响。