黄河中游河龙区间植被覆盖变化与径流输沙关系研究

黄河中游河口镇至龙门区间(河龙区间)是黄河主要的多沙粗沙区,黄河泥沙主要来源于此。为揭示近10年退耕还林工程实施以来河龙区间植被覆盖恢复过程及其对河龙区间径流输沙的影响,该文基于GIMMS和SPOTVGT两种遥感数据,采用GIS空间分析方法研究了1981-2007年河龙区间植被覆盖时空变化及其与径流输沙的关系。研究发现:1981-2003年河龙区间归一化植被指数(normal difference vegetationindex,NDVI)整体呈上升趋势,位于其西北部地势平坦的沙地草滩区植被NDVI上升趋势显著,而黄土丘陵沟壑区和山地森林区的植被NDVI呈下降趋势。②退耕还林工程实施以来,1999-2007年河龙区间植被NDVI在降水偏低的背景下,仍表现出显著的上升趋势,植被覆盖恢复同势强劲。植被NDVI上升最显著区域位于黄土丘陵沟壑区,即窟野河、秃尾河、无定河中下游以及延河中下游地区。从前后两个时期对比看,后期NDVI较前期提高10%以上和20%以上的区域分别占总面积的72.5%和36.4%。③1950-2007年河龙区间产流量、产沙量呈减少趋势,尤其自20世纪80年代以来,减少趋势非常明显。与1950-1969年相比,1980-2007年产流量和产沙量分别减少了34.8×108m3和6.4×108t,占前期的49.4%和64.9%。④河龙区间植被NDVI与产流量、产沙量存在正相关关系,但退耕还林工程实施后,这种同步波动关系发生扭转,表现为植被NDVI上升,产流量、产沙量下降。虽然降水偏少是河龙区间产流、产沙下降的重要原因,但植被恢复可能加剧了该趋势。

河龙区间近期人类活动减水减沙贡献率分析

分析了河龙区间1997—2006年人类活动对减水减沙的贡献率,探讨了不同流域减沙效益与流域面积的尺度关系。结果表明:①河龙区间近期坡面措施减水减沙贡献率分别为30.2%和54.5%,淤地坝减水减沙贡献率分别为18.0%和27.8%,水利措施减水减沙贡献率分别为46.3%和20.9%,人为新增水土流失减水减沙贡献率分别为-1.8%和-9.7%,封禁治理减水减沙贡献率分别为1.1%和2.2%。②河龙区间近期水利措施减水贡献率最大且不同年代变化不大,坡面措施减沙贡献率最大且上升趋势明显,淤地坝减水减沙贡献率下降趋势明显。水保措施减沙贡献率普遍大于减水贡献率。近期河龙区间水土保持减水减沙的措施主体和构成发生重大变化,林地减水减沙贡献率最大。③随着流域尺度的增大,河龙区间水利水保综合治理的减沙效益呈减小趋势。

2016年黄河十大孔兑及河龙区间降水特性分析

利用2016年黄河上游十大孔兑区域及中游河龙区间305个雨量站的逐日降水量资料,将降水分为中雨、大雨、暴雨和大暴雨等量级,分析了2016年河龙区间及十大孔兑年降水量和不同量级降水量的空间分布特征,以及与多年平均降水量的对比情况。结果表明:①2016年研究区面平均降水量为622.1 mm,为1966年以来最大年降水量;汛期降水量、中雨、暴雨、大暴雨雨量分别为454.7、452.5、131.5、53.4 mm,均为1966年以来最大值;大雨雨量为249.8 mm,为仅次于2013年的第二大值。②2016年研究区年降水量、汛期降水量以及不同量级降雨量均较多年均值偏丰,其中量级降水量偏丰程度更大。③降水量较大的区域集中在河龙区间中北部,大暴雨主要集中在秃尾河、佳芦河及其黄河对岸的区域,以及吴堡水文站附近区域和十大孔兑中的西柳沟和罕台川。

80年代黄河泥沙减少原因分析

８０年代以来，黄河泥沙显著减少，引起人们普遍关注。本文通过对近４０年来河龙区间的降雨和洪水情况分析以及对黄河中游治理程度差的７条中小流域８０年代和６０年代的产沙量进行对比，得出８０年代黄河泥沙减少的原因主要是暴雨减少所致，流域治理和降雨变化对泥沙减少影响的比例大体为１：４，流域治理的作用居于次要地位。

黄河中游河龙区间河川基流时空变化及其对水土保持响应

利用Nash-Sutcliffe效率系数评估不同基流分割方法的计算结果精度,选用适合的基流分割方法对黄河中游河龙区间红河等13条主要一级支流长时间序列的逐年汛期基流深以及基流系数进行了计算,并结合区间内水土保持的情况、降水量的情况对基流变化进行了分析.结果表明,河龙区间内主要一级支流的汛期基流深在长时间尺度上,大多呈现出显著的下降趋势,区间北部的河流基流系数呈减少趋势,区间南部的河流基流系数呈增多趋势;进一步的分析表明,这两种不同趋势的基流变化规律与在不同降雨条件下开展的大规模水土保持活动存在着显著的相关关系:在500mm等降水量线以北的流域,大规模开展水土保持对汛期基流深有明显的削减作用,而在区间内500mm等降水量以南的流域,水土保持对汛期基流深的影响则不显著;在区间的半干旱地区水土保持面积占比与逐年基流系数变化呈现出显著性负相关,在半湿润地区则呈现出显著性正相关.