不同草带空间分布对坡面细沟侵蚀调控机制

为了研究植被对坡面细沟侵蚀调控机制,采用模拟降雨试验,结合激光扫描方法,分析了不同草带分布沟坡面细沟侵蚀发生、发展过程。结果表明:草带位于梁峁坡下部60%,植被调控侵蚀效果最优,相比裸坡减少径流量7.4%,减少产沙量62.9%,相比蓄水减沙功效而言更具直接拦沙的功能。植被通过调控细沟侵蚀的发生、发展、发育过程实现了对土壤侵蚀的调控作用,尤其是对沟坡侵蚀产沙的调控作用;而且这种对侵蚀的调控作用不仅改变了细沟侵蚀发生的位置,而且改变了径流和侵蚀过程以及侵蚀方式;细沟侵蚀已经向面蚀(片蚀)转化,大幅度降低侵蚀程度。研究结果揭示了植被可以通过影响侵蚀方式来调控侵蚀输沙过程,有助于加深坡面植被对细沟侵蚀发育形态作用机理的理解。

不同坡位的植被缓冲带对坡面侵蚀产沙来源的影响

为了研究植被对坡面侵蚀输沙的影响机制,采用模拟降雨试验,结合激光扫描方法,分析了不同坡位植被缓冲带下坡面产沙来源的变化特征。结果表明:没有植被覆盖时,坡面侵蚀最严重的区域位于下坡下部到中部,侵蚀产沙多来源于此。当植被种植于上坡中下部和下部时,坡面产沙主要来源于下坡中下部到中部,且侵蚀发育程度有所降低。随着植被缓冲带种植的位置上移,泥沙和径流的侵蚀和运动具有了更大的范围,坡面侵蚀最严重的区域也逐渐向上扩展,从下坡下部扩展到上坡中部,产沙量达到峰值,侵蚀严重程度增长24%~45%。植被布设于上坡长度60%时,其调控范围可覆盖整个坡面,产沙范围和侵蚀程度与裸坡相比分别降低33%,53%,甚至改变了侵蚀方式,细沟侵蚀已经开始向片蚀转变,具有较好的侵蚀输沙调控作用。研究结果揭示了不同坡位的植被植被缓冲带可以通过影响侵蚀方式来调控坡面侵蚀产沙来源。

不同植被格局对梁峁坡-沟坡的侵蚀动力作用机制

[目的]探究不同植被格局对梁峁坡—沟坡的侵蚀动力作用机制,为进一步揭示草地坡面侵蚀规律和植被减蚀效应研究提供科学依据。[方法]以梁峁坡—沟坡为研究对象,采用室内降雨模拟降雨和三维激光扫描技术,分析不同植被格局对梁峁坡—沟坡侵蚀动力作用机制。[结果]径流流速和含沙量共同影响着坡面侵蚀动力过程,径流流速是主要影响因素。坡面的侵蚀产沙来源主要位于沟坡内,不同植被格局下梁峁坡与沟坡产沙比例的不同,反映了植被调控侵蚀的范围和强度的不同。草带位于梁峁坡中下部时,不但能够有效降低梁峁坡的侵蚀程度,而且能够有效抑制和减缓沟坡内的径流流速,大幅度降低梁峁坡下部和沟坡内的侵蚀程度。[结论]不同植被格局可以通过影响径流流速和含沙量来调控梁峁坡—沟坡侵蚀动力。

新时代黄土高原地区淤地坝规划思路与布局

为适应习总书记在黄河流域生态保护和高质量发展座谈会上提出的"有条件的地方要大力建设旱作梯田、淤地坝等"新要求,依据黄河流域黄土高原地区地貌特征、水土流失特点及经济社会发展方向,以减轻水土流失、合理利用水资源、改善生态和人居环境为主要目标,采用遥感与地理信息系统等分析手段,结合调研、历史资料分析,总结了现状淤地坝的分布区域,揭示了适宜修建淤地坝区域,并通过对减少入黄泥沙需求、大型淤地坝与中小型淤地坝的配置比例等方面的分析论证,确定了黄土高原地区淤地坝新建规模、除险加固规模和提质增效规模,旨在为下一步淤地坝建设提供技术支撑。

不同草带空间分布对坡面缓流效应调控机制

为了研究植被对坡面缓流效应的影响机制,研究选取坡面开展室内降雨试验,分析了植被调节下的径流、输沙变化特征,阐明了草带对径流流速的调控作用。结果表明:草带种植于13 m坡面的上坡下部60%位置,可以充分发挥出缓流效应,调控径流流速范围达到坡面70%的区域,流速降低50%,控制了坡面流速的增加,有效抑制了流速的恢复;而且能够合理控制径流含沙量,进一步减缓径流侵蚀强度,水土流失治理效果达到试验范围内最优。随着草带位置的逐渐上移,坡面径流流速降低至最小后又逐渐增加。动力恢复空间具有临界现象,动力恢复距离超过坡面长度的54%,径流流速增加明显,草带调控径流作用减弱,甚至加剧侵蚀;动力恢复距离小于坡面长度的54%,径流流速降低显著,草带调控径流作用增强,侵蚀强度减弱。研究结果揭示了植被通过对流速的缓流效应来调控土壤侵蚀输沙过程,可为植物措施的水土保持规划提供参考依据。

2000-2017年河龙区间输沙量锐减归因分析

2000年以来,黄河输沙量锐减。科学认识黄河输沙量变化原因,具有重要意义。以河龙区间为研究对象,分析了河龙区间输沙量变化趋势,构建了梯田、淤地坝以及植被等大规模生态建设措施的减沙贡献率计算方法,阐述了2000-2017年河龙区间输沙量锐减原因,针对河龙区间输沙量变化趋势和治理格局,提出了河龙区间治理对策。主要结论为:①1952-2017年,河龙区间年降水量无显著变化趋势,研究区年输沙量呈现极显著减少趋势(p <0.001);②1979年和1999年为研究区输沙量发生突变的两个时间节点(p <0.05),1952-1979年区间年均输沙量为9.30亿t,1980-1999年区间年均输沙量为4.20亿t,2000-2017年均输沙量大幅降至1.03亿t,降幅达89%;③受植被和梯田共同影响,2000-2015年研究区坡面土壤侵蚀量变化介于1.90亿~5.13亿t之间,且呈下降趋势;2000-2011年河龙区间淤地坝年均拦沙量为1.38亿t;④植被恢复是河龙区间输沙量减少的主要原因,贡献率为54%,梯田和淤地坝合计贡献了34%,水库拦沙和引水取沙贡献了12%;⑤植被恢复主要导致径流含沙量降低,而淤地坝建设主要降低了流域泥沙输移比。

Quantitative study on influences of terraced field construction and check-dam siltation on soil erosion

To study the influences of terraced field construction and check-dam siltation on soil erosion of a watershed, we built a simplified watershed model for the Loess Plateau hilly-gully region including terraced fields, slope farmlands, steep-slope grasslands, and dam farmlands and defined three states of watershed （i.e., pioneer, intermediate, and climax stages, respec- tively）. Then, the watershed soil erosion moduli at various stages were studied by using a revised universal soil loss equation. Our results show that the pioneer and climax stages are the extreme states of watershed soil-and-water conservation and control; in the pioneer stage the soil erosion modulus was 299.56 t.ha-l.a 1 above the edge of gully, 136.64 t.ha-La-1 below the edge of gully, and 229.74 t.ha-~.a-~ on average; in the climax stage, the soil erosion modulus was 39.10 t.ha .a-1 above the edge of gully, 1.10 t.ha-La-1 below the edge of gully, and 22.81 t-ha-La-1 on average; in the intermediate stage, the soil erosion modulus above the edge of gully exhibited an exponential decline along with the increase in terraced field area percentage, while the soil erosion modulus below the edge of gully exhibited a linear decline along with the increase in siltation height.