砒砂岩地区沟道植物“柔性坝”拦沙试验

通过对原型和室内模型试验资料的分析 ,证明了在黄土高原砒砂岩地区的支毛沟中 ,垂直于水流方向种植沙棘灌木植物作为拦沙的坝型框架材料是可行的 ,其机理在于利用植物干、枝、叶的分流、阻滞性能 ,分散了沟道集中的股流 ,降低了水流对沟床的剪切应力 ,拦截了洪水挟带的大量粗沙 ,形成了植物“柔性坝” ,同时又根据原型和室内试验资料得出的物理图形 。

防止砒砂岩地区土壤侵蚀的水土保持综合技术探讨

砒砂岩地区是黄河流域多沙粗沙来源的主要组成部分 ,又是我国沙暴扬尘的两大策源地之一 ,要想从根本上解决黄河下游粗沙淤积的危害 ,制止沙暴扬尘扩散范围 ,实现该区生态环境良性循环 ,必须对砒砂岩区进行集中治理。作者在砒砂岩地区植物“柔性坝”拦截粗泥沙试验成果的基础上 ,研究了防止沟道土壤侵蚀的系统综合技术 ,并对使用这项技术提出了一个可操作性的治理模式和数理关系式。

黄河中游淤地坝淤积泥沙级配组成分析

对黄河中游右岸皇甫川等4条一级支流36座淤地坝淤积物钻孔取样资料和原生土取样资料进行了分析。结果表明:淤地坝淤积泥沙粒径的纵向分布总体上呈现出由坝尾到坝前逐渐变细的规律;4条支流淤地坝拦减粒径d≥0.05mm和d≥0.1 mm粗泥沙含量所占百分数大小为窟野河>皇甫川>秃尾河>佳芦河;淤地坝拦减粗泥沙效果显著,淤积物中d≥0.05 mm和d≥0.1 mm的粗颗粒含量与流域原生土粗颗粒含量成正比,即入库的粗颗粒含量越多拦的粗泥沙也越多;在黄河中游粗泥沙集中来源区,淤地坝拦减粗泥沙存在着"多来多淤、多淤多粗"的规律。同时,得到了窟野河和皇甫川两流域淤地坝淤积物平均中值粒径d50淤和原生土平均中值粒径d50原的线性关系式。

黄土高原淤地坝建设对水环境的调节作用

对黄土高原水土保持世行贷款项目内蒙古东胜项目区淤地坝建设和水资源开发利用实践的剖析,认为淤地坝建设可形成地下水库,调节区域水环境,为营造沟道人工湿地和促进当地农业生产创造条件,同时可减少入黄泥沙尤其是粗泥沙,节约黄河下游输沙水量,因此是黄土高原丘陵沟壑区水土保持生态建设的核心,也是黄河水沙调控体系的重要组成部分。

砒砂岩地区土壤侵蚀机理研究

在砒砂岩地区土壤侵蚀特征研究的基础上,首次按产沙部位、方式、时序、动力和流程给出了砒砂岩区完整的土壤侵蚀分类系统图;其次,暴雨径流主要是输移的动力,其搬运输移力和对沟床的冲刷,可用单宽功率表示,并给出了两组判别式;其三,给出了小流域产沙量和输沙量的计算式。

1933～2007年黄河上中游连续枯水段的研究

本文按照颜济奎分析黄河上中游连续枯水段的方法,根据潼关站1960～2007年实测年均径流量,依据龙门、华县、河津、状头四站多年年均径流量为基础,具体分析1960～2007年黄河上中游径流量丰枯的变化情况,获得1969～1982年和1985～2007年两个连续枯水段确实存在。从连续枯水长短和程度来看,1985～2007年居黄河上中游538年中11个连续枯水段之首。得到黄河上中游水文周期平均在70～80年之间的结论。

发展沟道人工湿地 改善基岩产沙区生态

随着沟道坝系工程建设的开展 ,黄土高原基岩产沙区出现了一些沟道湿地迹象。发展沟道人工湿地对于改善区域农业生态环境、增加生物群落、净化环境和水源等具有重要意义。鉴别和确认湿地的类属有利于湿地的研究、利用、保护和发展。依据我国湿地的定义、界定条件及类型等 ,对黄土高原基岩产沙区沟道治理形成的湿地进行了确认 。

黄土高原基岩产沙区治理对策探讨

黄土高原基岩产沙区是黄河粗沙集中来源的核心 ,是我国沙暴扬尘两大策源地之一 ,要想从根本上解决黄河下游河床粗沙淤积的危害 ,制止沙暴扬尘弥漫性扩散范围 ,实现该区生态经济的良性循环 ,基岩产沙区的集中治理起着决定性的作用。本文在砒砂岩地区植物“柔性坝”拦截粗沙成果的基础上 ,提出了一个可操作的治理模式 ,实施这一模式 。

砒砂岩地区沟道沙棘植物“柔性坝”原型拦沙研究

本文通过实测资料分析得到砒砂岩区土壤侵蚀的基本特点是以冻融风化非径流土壤侵蚀为主,以沟壑中暴雨径流形成的股流为动力核心搬运输移泥沙,重力和风力仅对非径流产沙起加速作用,人类活动对坡面起破坏作用。小流域上、中、下游冻融风化土壤侵蚀的分配比例是76.1％、17.5％和6.4％,说明支毛沟头是土壤侵蚀的关键部位,沟顶坡、沟谷坡和沟床面积分别为22％、75％和3％,沟谷坡产沙量占总产沙量的90％,说明沟谷坡是产沙的关键部位。针对该地区的产沙规律,试验证明在砒砂岩区支毛沟中以沙棘灌木植物作为拦沙的坝型框架材料是可行的,并给出了明确的物理图形,与沟道淤地坝工程相配套,使粗细沙分选、泄流、生态恢复于一体,发挥综合功能。

砒砂岩地区沟道植物“柔性坝”拦沙试验

植物“柔性坝”试验在内蒙古西召沟小流域东一支沟进行 ,共布设 9座“柔性坝”。 1996～ 1998年各坝最大测段平均累计淤积厚度为 0 48m。 1997～ 1999年 ,“柔性坝”坝系总拦沙量为 985 5m3 ,全沟段纵比降比布设“柔性坝”前变小。 1997～ 1999年“柔性坝”坝系拦截大于 0 0 5mm的粗粒泥沙为 765 6m3 ,占该时段“柔性坝”坝系总拦沙量的 78%。试验表明 ,“柔性坝”坝系淤积量、淤积厚度与产沙量、沟道形态。

沙棘在砒砂岩地区水土资源可持续利用中协调功能的探讨

以沙棘“柔性坝”在砒砂岩地区支毛沟头拦沙试验成果为依据 ,以沟道综合治理模式和沙棘农作式栽培管理模式为基础 ,分析了砒砂岩区水土资源可持续利用中以沙棘为主导的协调功能以及由此引起四方面的协调关系 ,并给出沙棘“柔性坝”坝系为主导的协调人与环境和谐相处的关系图 ,证明“以开发沙棘资源作为加速黄土高原治理的一个突破口”的科学建议的实质是沙棘从沟头“柔性坝”坝系引起全方位的协调功能 。

沙棘柔性坝在砒砂岩地区沟道治理中的试验

根据野外试验资料 ,研究沙棘在砒砂岩地区沟道治理中垂直于水流方向的植树技术 ,以及形成沙棘活性植物柔性坝坝系的拦沙作用及淤积分布规律。为探讨沟道拦截泥沙和整体效应 ,同时研究沟道沙棘柔性坝坝系工程和刚性谷坊、骨干工程的联合拦沙模式。试验初步证明 ,在砒砂岩地区的沟道治理中 ,沙棘是一种集多功能于一体的拦沙筑坝框架材料 。

砒砂岩区沟道人工湿地生态系统的构建和建议

砒砂岩区千沟万壑,光山秃岭,水土流失严重。为控制砒砂岩区支毛沟沟头的严重土壤侵蚀,需要有计划、有组织地在砒砂岩区开展大面积沟道人工湿地生态系统的构建研究,这是黄土高原多沙粗沙区生态建设的战略基石。给出了构建的指导思想、基本原则、可操作性工程技术、可持续发展模式和实施计划,提出沙棘柔性坝必须进行平茬试验和乔木林替代试验,建议把皇甫川沙圪堵以上1 351 km2的流域作为试验平台。

关于黄土高原水土保持生态经济学研究内容的探讨

１问题的提出如果说我国著名的经济学家许涤新是倡导建立中国生态经济学的创始人［１］，使我国７０年代以来运用生态经济学理论所产生的思想、物质的变化是影响极其深远的话，那么，值得提出的是陈怀智，他曾在全国第五次水土保持工作会议之前，于１９８３～１９９２年连...

渭河下游防洪减灾“长城工程”的建议

在考虑潼关河床高程对渭河下游成灾程度影响的基础上,按照《中国水利的理念-人与自然和谐共处》和《维持黄河健康生命的治黄新理念》的理论框架,坚持以人为根本,以渭河下游防洪减灾为核心,通过对渭河几场洪水、渭河堤防与黄河下游堤防的对比分析,提出了一个系统的、荫及子孙后代的实惠工程的框架构思,简称渭河下游防洪减灾“长城工程”.

非均匀风沙起动规律研究

文章将非均匀沙水流起动研究方法中采用的暴露度的概念引入到天然风沙起动的研究中,对暴露度的统计规律进行了分析。利用风沙颗粒起动时力矩平衡的条件,建立了天然风沙起动公式,用风洞试验资料进行了验证。计算结果表明,在非均匀沙起动粒径与平均粒径相当的条件下,混合沙的起动风速较小的结论,与实际情况相符。说明在天然风沙起动研究中采用暴露度来反映风沙不均匀性对起动的影响是合理的。

砒砂岩区小流域沟冻融风化侵蚀模型研究

文章通过砒砂岩区西召沟小流域冻融风化侵蚀实测资料,分析了冻融风化侵蚀与沟道各变量之间的关系。确定了该流域相同种类支沟上、中、下游的冻融风化坡面侵蚀模数、单位沟沿线沟角线长度和侵蚀量值,不同种类支沟冻融风化坡面蚀模数及单位长度沟沿线沟角线长度和的侵蚀量的比例关系,及上、中、下游冻融风化侵蚀侵蚀量的比例关系。据此建立了小流域单位长度沟沿线沟角线冻融风化侵蚀量比例模型和冻融风化侵蚀模数比例模型。根据西召沟小流域上游20条沟谷的资料,利用两种模型对该流域的冻融风化侵蚀量进行了模拟计算,两种模型的模拟计算结果分别为23757 9t和29165 1t,相差18 5%。

砒砂岩地区沙棘“柔性坝”拦沙与生态效应试验研究

沙棘植物“柔性坝”是一种防止沟道土壤侵蚀、拦沙保水的新型生物工程,尤其适合生态环境恶劣的砒砂岩地区。在内蒙古砒砂岩地区鄂尔多斯市准格尔旗东一支沟开展了沙棘植物“柔性坝”野外拦沙保水实验,泥沙颗粒级配分析结果表明,沟道“柔性坝”坝系普遍发生了淤积,与下游刚性谷坊配套使用可天然分选沟道里的泥沙——拦粗淤细,将粗沙拦截在沟道里,细沙淤在下游谷坊中,拦沙效果非常明显。“柔性坝”沟道土壤水分监测表明,沙棘植物“柔性坝”沟道土壤剖面含水量年内动态变化有着明显的差异,“柔性坝”可显著调节沟道土壤水分,提高水源涵养能力,促进“柔性坝”自我繁殖,实现坝体的自我增长。

沙棘“柔性坝”对土壤水分调控作用的试验研究

沙棘植物“柔性坝”拦沙淤积效果明显，为了探求沙棘“柔性坝”对土壤水分的调控作用，在内蒙古准格尔旗西召沟东-支沟小流域内对5座沙棘“柔性坝”开展了野外试验研究，同时在东-支沟左岸-未种植沙棘“柔性坝”的小支沟进行了对比试验。沿沟道及“柔性坝”坝体纵向设置若干断面，每个断面设2～3个采样点，每个采样点在1m深度范围内分9层采集土样测定土壤含水率。试验结果表明：降雨后，沙棘“柔性坝”坝体土壤水分的垂向分布呈现降低型（土壤含水率随土层深度的增加而降低）;而对比沟各断面的土壤含水率的垂向分布则为增长型或波动型。这表明沙棘“柔性坝”有利于雨水下渗和增加土壤含水率，进而起到保水固土和促进植被生长的作用。从“柔性坝”坝体中部至上游淤积体，平均土壤含水率呈现纵向递增趋势;并基于达西定律探讨了断面平均土壤含水率与纵向距离之间的关系。

沙棘在砒砂岩区小流域冻融风化侵蚀中的作用

通过对砒砂岩区西召沟小流域冻融风化侵蚀实测资料的分析,认为砒砂岩区冻融风化侵蚀主要发生在裸露沟谷坡面,其冻融风化侵蚀与砒砂岩的种类有关。与同种砒砂岩相比,种植沙棘7年后,支沟上、中、下游的坡面冻融风化侵蚀模数平均从11748t/km2降为3535t/km2,降低69.9%。单位长度沟沿线与沟角线和的冻融风化侵蚀量平均从0.0974m3/m降为0.004m3/m,降低95.9%。冻融风化侵蚀量占整个沟道总产沙量的百分比上游从76.1%降到52.6%,下游从6.4%升到13.2%。可见沙棘在防止冻融风化侵蚀方面的作用是非常明显的。