Study on Water and Soil Conservation Effects of Grassland Based on Live Vegetation Volume at Various Time Scales

Based on the observation data of rainfall,vegetation,runoff and sediment yield in the experimental plots located in Hetian Town,Changting County of Fujian Province during 2007-2010,the changing characteristics and interrelation of live vegetation volume of grass,rainfall parameters,and water(soil)conservation effect RE(SE)were analyzed at four time scales of rainfall event,month,season,and year.The results showed that with the increase of time scales,the rainfall and vegetation indicators increased or decreased more or less,and the variation range of RE was small,while SEslowly decreased.The mean REchanged by 10%-20% at different time scales,and the observed water conservation effect of the grassland was the best at season scale while the worst at year scale.The soil conservation effect of the grassland was the best at month scale and the worst at season scale.The water conservation effect of the grass was mainly controlled by rainfall factors,including rainfall duration and precipitation at rainfall event scale,and the maximum intensity of precipitation within 30 min at longer time scales.However,the soil conservation effect of the grass was mainly controlled by vegetation factors,including the contribution of the litter on soil surface at rainfall event scale,the interaction of rainfall and vegetation at month and season scales,and the live vegetation volume of the grass at year scale.Consequently,at different time scales,the factors influencing water and soil conservation changed and interacted,and the observed water and soil conservation effects were also different,indicating that the influence of time scales deserves attention in both research and management practices.

三维土工网边坡防护水土保持能力研究

路基边坡防护工程可减轻降雨对坡面土体的侵蚀作用,为深入研究坡面防护材料水土保持能力的定量表征方法,通过室内人工降雨边坡侵蚀模型试验,分析不同降雨强度和不同三维土工网防护下路基边坡的降雨侵蚀规律,提出三维土工网水土保持能力的试验测定方法及相关系数计算公式。研究结果表明:三维土工网防护边坡泥沙流失干质量明显小于相同条件下不设防边坡泥沙流失干质量,土工网防护在减少边坡侵蚀量的同时,有利于边坡侵蚀进程的快速稳定,但土工网的水土保持能力随雨强增大急剧下降。泥沙流失速度随着降雨的持续而逐渐减小,后期趋于收敛稳定,侵蚀历程采用指数函数拟合具有较好的相关性。建议设防边坡的试验降雨时间不少于70 min,不设防的边坡试验降雨时间不小于100 min。水土保持能力系数随雨强的增大呈对数函数关系减小,雨强超过100 mm/h时水土保持能力系数实测值与对数函数拟合值差异较大,建议在测定材料水土保持能力系数时雨强取20~100 mm/h,可取50 mm/h作为标准试验雨强。泡面类三维土工网水土保持能力显著优于普通三维土工网,而双泡面的三维土工网优于单泡面三维土工网。试验条件下凹凸泡面三维土工网的水土保持能力系数主要分布在1.71~3.03,建议50 mm/h雨强三维土工网水土保持能力系数不应小于1.5。

三峡库区水土流失遥感监测及治理研究

三峡库区是长江流域生态环境系统的重要环节,库区生态环境问题备受关注。水土流失是影响三峡库区生态安全、制约库区发挥生态屏障功能的关键环境问题之一。2020—2022年,水利部水土保持监测中心的三峡库区水土流失遥感监测站组织实施了基于遥感技术的三峡库区水土流失动态监测,结合野外考察和数值模拟等手段,对库区土壤侵蚀因子与侵蚀模数进行计算,并对水土流失防治效益进行评价。结果显示:(1)林地和耕地是水土流失发生的主要区域;(2)在相同的土地利用模式下,地形较陡的区域更易发生强度较大的水蚀;(3)2020—2022年,库区水土流失面积呈减少趋势,减少速率约为264 km^(2)/年,水土保持措施面积则以865 km^(2)/年的速率增加,取得较好治理效果。在进一步工作中,可针对性地在坡度较大的水蚀区进行合理的水保措施布设,以进一步提高库区水土流失治理成效。本研究可为三峡库区水土流失治理和水保措施规划以及长江流域生态系统建设提供科学依据。

蜜柚果园几种水土保持技术的集成效应研究

为了更好地促进水土保持科技的创新与发展,推广与示范果园水土保持新技术,助推果业的高质量发展,利用径流小区法研究在蜜柚果园集成带状生草、集流槽、覆盖防草布、施肥管等几种水土保持技术时的效应。结果表明:技术集成都可以极显著减少果园径流量(减少40.0%以上),且果园采用“带状生草+防草布+集流槽”管理时,径流最少;降低了氮磷流失量,分别为70.7%~96.7%和81.297.9%;布置的各种措施,都可明显降低土壤侵蚀量,且“带状生草+防草布+集流槽”和“带状生草+防草布+施肥管”效果尤其好,分别为自然生草侵蚀量的16.7%和22.2%;对果园5~10cm土层土壤影响不大;对25~30cm土层土壤含水量影响较大,“带状生草+防草布+施肥管”比自然生草区土壤含水量增加22.80%,有极显著的效果,而“带状生草+防草布+集流槽”比自然生草区土壤含水量增加14.43%,效果显著;对蜜柚叶片重和氮磷含量影响不大。

泰州市姜堰区淤溪小流域综合治理效果分析

通过实地调查、测量和地面观测等多元化方法,对淤溪小流域综合治理项目的防治责任范围、工程措施、林草措施、耕作措施、区域水质等情况进行全过程监测,充分掌握建设过程中水土流失情况和对周围环境的影响,并对监测数据进行整理计算分析,通过全过程精细化监测和数据精准处理,科学评估淤溪小流域综合治理成效。

根土复合体力学效应及其模型构建研究进展与展望

[目的]为探究根土复合体的力学效应机理及模型方法应用。[方法]采用文献分析和对比分析法,归纳分析根土复合体概念和内涵、根土复合体力学效应及力学模型原理、优缺点以及适用范围。[结果](1)根土复合体是根系与土体之间力学耦合效应的复合整体,根系在土体中交叉缠绕,起到加固作用;(2)根系与土体力学关系实质上是根土复合体土力、水力和复合力学特性作用的结果,土力特性、水力特性分别侧重研究根系对土体的影响和土中水分对土体和根系的影响,复合力学特性侧重于根土复合体自身特性对植物根系特征以及结构的直接影响,从而通过三者作用使根系与土体的力学关系处于动态平衡之中;(3)根土复合体复合力学模型研究较土力和水力学模型略少,土力学和水力学模型都是根据量化参数,通过参数间对比来衡量固土效果,但复合力学特性同时涉及土力特性和水力特性,考虑全面,应是未来研究的重点方向。[结论]未来在开展冻融循环、干湿交替、干热循环对不同地区根系与土体相互作用的影响、多类型植物混种抗剪强度、化学作用和微生物作用对土水特性影响机理及复合模型构建等方面有待深入研究。研究结果可为生态脆弱区植被恢复、水土保持和可持续发展等提供重要的理论价值和工程借鉴意义。

石漠化边坡及其植被板槽的地下渗漏一体化综合观测技术及应用模拟

【目的】表土贫瘠的石漠化边坡的地表和地下水土流失严重,限制了该地区的植被恢复,其水土保持生态防护是目前绿色公路建设的热点问题。【方法】结合广西贺巴高速来都段石漠化边坡应用梯级植被板槽进行水土保持的工程需求,研发了石漠化边坡地下渗漏的一体化综合观测技术,并利用数值分析软件,分别对该石漠化边坡及其植被板槽水土流失一体化综合观测的概化模型,进行应用性的数值试验模拟观测和分析。【结果】数值试验结果表明:石漠化边坡在仅覆盖一层薄土层时,总地下渗漏量达到65%以上,随着岩溶裂隙率和裂隙倾角的增加,基岩裂隙渗漏量占比增加,表层岩溶带渗漏量占比减小;在石漠化边坡上设置集约化填土的植被板槽措施后,在不考虑板槽底的防渗漏材料时,总地下渗漏量占比变成40%左右,与仅覆盖一层薄土的石漠化边坡相比地下渗漏占比降低25%以上。石漠化边坡上植被板槽的蓄水效率随植被覆盖度的增加而增加;坡度的增加会造成裸露边坡的地下渗漏量增加,因此必须加强石漠化边坡集雨面功能的建设和坡面降雨径流收集。【结论】研究成果可为石漠化边坡植被板槽水土保持生态防护措施的现场研究和工程应用提供理论依据。

湖北省全口径水土流失治理现状调查及对策研究

当前,湖北省水土流失防治取得了显著成效,但成效仍不稳固,防治任务仍然繁重。建立规划实施监测评估机制,统筹区域全口径水土流失治理情况、跟踪规划实施情况,有利于切实提升区域水土流失治理效益,切实改善区域水土流失情况。收集整理了湖北省8个三级水土保持功能区内的典型县全口径水土流失治理措施实施相关情况以及各类项目图斑、竣工验收图和评估年卫星影像等资料,结合GF-1卫星遥感影像分析及无人机摄影测量等手段踏查治理图斑现场并矢量化治理图斑信息,完成了图斑现场信息化复核校验工作,基本摸清了2020年全口径新增水土流失治理任务分部门、分工程、分措施、分图斑分解落实情况。发现湖北省全口径水土流失治理措施图斑坐标准确率为96.13%、图斑有效率为93.22%、图斑完成率为97.37%,但部分项目进度存在一定滞后、田间配套设施配置不太完善、人为扰动风险仍居高位等实际困难。据此,提出了强化目标责任考核、健全监督检查和监理工作机制、推动防治工作统筹的对策建议,可为湖北省水土流失治理满足《全国水土保持规划(2015~2030年)》中制定的目标任务提供决策依据。

论煤-水-土多资源协调开发

煤炭及其伴生资源是地质体的重要组成部分,大规模和高强度开采会引起近地表岩石圈、土壤圈、水圈的联动响应,进而反向制约煤炭及其伴生资源的安全开采与开发。围绕煤矿区的煤-水-土多资源协调开发,基于多学科知识交叉的地球关键带理念,阐述煤-水-土协调开发的必要性以及多圈层、多过程、多尺度、多目标的耦合关系,为煤炭安全绿色开发和生态环境可持续发展提供战略思考。(1)立足煤炭安全高效开采、土壤-水资源安全和生态环境保护多目标多维度角度,剖析大规模、高强度开发背景下采前、采中、采后地质条件动态演化、多资源时空关系、生态环境响应特征,提出煤炭资源开发生命周期条件下的煤炭资源区的地质调查战略和开发策略。(2)开展煤-水-土多资源量的系统调查和地质结构精细表征,全面理解和综合评价煤-水-土赋存特征和相互依存关系,形成集资源禀赋、生态环境、人口经济等于一体的地质调查评价体系和方法,提出基于煤炭开发、多资源利用、水土保护、生态屏障、土地安全等一体化的全链条调控措施和开发策略与开发政策。(3)监控开发过程中地层地质功能结构变化,理解煤-水-土空间组合结构及分层界面效应和煤(岩)-水-土相互作用的动态演化规律,构建复杂地层结构煤炭安全开采和水-土资源协调开发覆岩变形的演化模型,厘清煤-水-土空间结构及其对开采活动的约束效应,发展地球科学、采矿学、生态学、水文学等多学科交叉的煤炭绿色开发地质保障理论与技术。煤-水-土协调开发研究服务于煤炭安全开采与地质环境保护协调发展,破解多资源开发瓶颈及其地质环境制约之间矛盾,通过对煤炭开采全生命周期内的地质条件和环境效应的关键影响因素、状态参数阈值、演化驱动机制的理解,构建地质环境约束、开采模式调控、系统规划利用的煤-水-土多资源协调开发时空格局。

小流域水土流失综合治理工程碳汇交易实践探索——以福建省长汀县罗地河小流域为例

2023年12月,我国首单水土保持项目碳汇交易在福建省长汀县签约成功,对推进水土保持工作高质量发展具有标志性意义和示范作用,为推动将水土保持碳汇纳入温室气体自愿减排交易机制提供了实践案例。全面研究总结提出全国首单水土保持项目碳汇开发与交易的主要做法,以发挥其示范作用,为扎实推进水土保持项目碳汇交易工作提供借鉴与参考。

区域弃渣综合利用信息管理平台研究与设计

随着城镇化进程加快,生产建设项目产生的弃渣日益增多。弃渣的全过程管理是水土保持工作的重点和难点,弃渣资源化利用也是环境保护与城市可持续发展的关键环节。本文构建区域弃渣综合利用信息管理平台,技术架构采用云原生技术、微服务架构以及容器化部署等方法,功能模块包括数据采集与智能分类、资源匹配与优化、环境监测与评估等,确保平台的高度扩展性和可靠性。通过实施该平台,促进弃渣的减量化、资源化,提升区域弃渣资源化利用效率和智能化管理水平。

水土保持方案的质量与实效提升重点研究

在当前全球环境变化与经济发展的大背景下,水土流失问题日益严重,这直接影响了生态平衡与社会经济的可持续发展。基于此,本文聚焦于水土保持方案的质量与实效提升,探讨了提升水土保持方案质量与实效的重要意义,深入分析了当前水土保持方案实施过程中遇到的困境,并提出了相应的解决重点,旨在推动水土保持方案的质量提升,实现其应有的实效。

东北黑土区小流域综合治理模式研究

选取适宜的小流域综合治理模式是保障小流域地区治理与发展的重要举措,有助于提高治理的针对性和治理效益。本文根据东北黑土区自然地理条件和农业生产方式,本着归纳共同性、区分差异性的原则,将东北黑土区划分为漫川漫岗型、丘陵沟壑型、风沙型、中低山地型和平原型5种小流域治理类型区。并在全面调查研究、科学系统划定东北黑土区小流域治理类型区基础上,坚持分区治理、分类施策,通过总结东北黑土区典型小流域综合治理成效,分析提出适合东北黑土区小流域综合治理的模式,以期为管理实践及科学指导推进东北黑土区小流域综合防治、合理利用黑土地提供参考。

水土保持生态产品价值核算与转化实践——以浙江省安吉县黄浦江源石门坑生态清洁小流域为例

水土保持是生态文明建设的重要内容,是提升生态系统质量和稳定性的有效手段。增强和发挥水土保持生态服务功能及其价值具有重要意义。在合理界定水土保持生态产品范畴基础上,结合相关技术规范和水土保持特点,提出了水土保持生态产品价值核算方法,并以浙江省安吉县黄浦江源石门坑生态清洁小流域为例,开展了水土保持生态产品价值核算与转化实践。结果表明:该小流域经过10多年的水土流失综合治理,2022年水土保持生态产品价值为10 357.5万元,占小流域生态系统服务价值的16.6%,增值率为19.9%,单位面积水土保持生态产品价值为1.82万元/(hm2·a)。通过小流域条件分析和市场需求调查,以生态旅游资源经营权转让为载体,依托生态产品交易平台,采取公开竞价方式实现了部分水土保持生态产品价值转化交易,成功探索出一条绿水青山就是金山银山水土保持转化路径,形成了可复制、可推广的水土保持生态共富模式。

水利工程建设水土保持环境影响综合评价方法研究

文章以陕西省绥德县五里店段防洪工程为例,根据工程建设水土流失防治目标选取了六个单因素评价指标,并应用归一化处理法就各因素对该防洪堤的水土保持环境影响进行综合评价,不仅有效规避了单纯单因素评价缺陷,还为评价工程建设产生的水土流失问题及其综合防护措施效果提供了量化标准。

彭阳县水土保持取得的成效、存在的问题及对策措施

宁夏彭阳县自1983年建县以来,坚持“生态立县”方针不动摇,水土保持工作取得了显著成绩,已累计治理小流域90条1879.9 km^(2),森林覆盖率由3%提高到34.31%,水土流失治理程度由11.1%提高到81.03%,平均土壤侵蚀模数由5584.8 t·km^(-2)·a^(-1)降低到2000t·km^(-2)·a^(-1)以下。介绍彭阳县建县40年来水土保持生态环境建设取得的成就,分析总结彭阳县水土保持工作经验,旨在对今后水土保持工作提供借鉴出和参考。

流域水土保持综合治理探讨

水土流失对生态环境的危害较大,在可持续发展的战略目标下,各地区都进行了水土保持的大量探索,积累了丰富的治理经验,形成了合理的水土流失治理路径。流域水土保持综合治理的难度较大,特别是在当下生态环境急剧恶化的过程中,各个地区都需立足自身情况,采取综合治理手段,预防流域水土流失,更有效地保护与恢复当地生态环境。基于此,从流域水土流失的危害出发,着重探究流域水土保持综合治理的相关策略,以期对实际工作具有指导与借鉴意义。

小流域综合治理工程水土保持措施研究

为解决小流域水土流失及生态环境破坏问题,以某小流域综合治理工程为例,通过实地调查和资料收集,总结了该小流域水土流失的原因和特点,分析了水土保持措施在案例工程中的应用,包括前期调查、中期管控、效果评估、后期监测等方面,并提出了小流域综合治理工程水土保持措施的应用要点,以期提高小流域综合治理工程的效果,促进水土保持和生态环境保护。

云南省南瓜坪水库枢纽工程弃渣规划研究

云南省南瓜坪水库枢纽工程弃渣量大(110.91万m^(3))、场地有限、处理难度大,为实现弃渣的综合利用和有效治理,分析弃渣来源和物质组成,优化主体工程布置,采取利用坝后空间进行堆渣、剩余弃渣堆置在弃渣场内的方案。从弃渣场选址角度分析评价枢纽工程区域弃渣方案的可行性、安全性以及经济合理性。结果表明:该枢纽工程弃渣方案稳定性满足规范要求,能够减轻水土流失和对周边环境的不利影响,并大大节省了弃渣运输费用,实现了对工程弃渣的综合利用和有效治理。

定西市水土流失现状及对策建议

水土保持率是反映水土保持总体状况的宏观管理指标,是美丽中国建设的22项评估指标之一。定西市统筹山水林田湖草沙一体化保护和系统治理,重点区域水土流失得到有效治理,生态环境逐步改善,但仍存在水土保持率提升难度大的问题,可通过完善水土保持防治策略、创新水土保持监管机制、加快推进水土流失综合治理、形成水土保持工作合力,稳步提升水土保持率。