小流域水土流失治理优先度的评价与应用

中国水土流失防治任务仍然繁重,有计划分批次实施水土流失治理是现阶段条件下的必然选择,优先治理小流域识别是其首要解决的一项基础工作,然而目前相关成果较为缺乏,难以支撑小流域水土流失治理智能决策和精准施策。在当前大力推进智慧水土保持背景下,积极探索优先治理小流域识别方法非常迫切,对于科学、合理、高效促进水土流失治理工作具有重要意义。该研究立足于小流域自然禀赋条件,以中国水土流失重点区域——三峡库区秭归县为例,坚持科学性和可操作性相结合原则,以水土流失“减量和降级”双重目标和治理效益最大化需求为导向,综合水土流失面积和土壤侵蚀强度两个维度,提出小流域水土流失治理优先度定义及定量评价方法,为识别优先治理小流域提供科学依据和技术支撑。结果显示,秭归县2021年现状水土保持率为69.12%,远期(2050年)水土保持率为81.74%,总体提升12.62个百分点。秭归县2021年全域土壤侵蚀模数现状为758.50 t/(km^(2)·a),最小可能土壤侵蚀模数为408.71 t/(km^(2)·a),总体下降比例达46%。秭归县大部分区域均具有较大的水土保持率提升潜力和土壤侵蚀控制度,可完全治理和可降级的水土流失地块分布较为广泛,尤其在县域中西部的小流域存在较大的水土流失面积消减和土壤侵蚀强度降级空间。秭归县各小流域水土流失治理优先度的空间分布总体呈现中部高,东部和南部相对较低的分布格局,全县治理优先度大于0.6的小流域占总全县小流域的11.76%。通过典型县应用,该研究提出的小流域治理优先度涵盖了水土流失面积和土壤侵蚀强度两个维度,能更为全面满足小流域水土流失“减量和降级”双重目标和和治理效益最大化需求,直观反映了水土流失面积消减空间和土壤侵蚀强度降级空间的目标和相对大小,对支撑小流域治理决策更加准确、科学,治理优先度评价方法不仅可行,且易操作。

基于斜坡单元与信息量法的丹江口库区典型流域地质灾害易发性评价

地质灾害易发性评价是地质灾害危险性评价及风险评价的基础。本文以斜坡单元为最小评价单元,选取坡度、斜坡结构、工程岩组等8个指标作为评价因子,基于GIS平台采用信息量模型对丹江口库区典型流域开展地质灾害易发性评价,划分出极高、高、中、低4类易发区,分布面积分别为128.67 km^(2)、455.71 km^(2)、622.55 km^(2)和634.77 km^(2),分别占总面积的7%、24.7%、33.8%和34.5%。极高和高易发区主要分布在十堰断裂附近及以北区域,灾害点发育密度高,具带状分布特征。经成功率曲线法检验,评价结果合理,可以为地质灾害危险性评价及精准风险区划提供参考,进而为国土空间规划及风险管控提供重要依据。

龙岩市新罗区小流域水土保持综合效益指标定量评价方法

由于目前的水土保持效益评价方法对于不同区域的适用性不高,因此针对龙岩市新罗区小流域提出一种水土保持综合效益指标定量评价方法。首先构建评价指标体系,确定研究区域内的16个评价指标;然后通过水土保持指标权重的确定,获得判断矩阵;再量化评价指标,通过建立模糊数学隶属度函数,对指标进行标准化处理;最后经过综合效益得分值计算,完成综合效益的定量评价。评价结果分析表明:新罗区小流域内的蓄水效益为248.97×104m2,保土效益共为3.64×104t,经济效益为1 676.92万元,生态环境得到了有效改善;拱桥溪综合效益得分为57.1,硿溪综合效益得分为42,坪坑溪综合效益得分为40.6,综合效益评价结果与实际情况符合,证明所提方法的有效性。

5种主要森林类型涵养水源能力比较研究

从林冠层、凋落物层及土壤层3个生态作用层次对三峡库区莲峡河小流域5种主要森林类型的涵养水源功能进行了定量研究 结果表明: 林内透雨量、树干径流量与降雨量、降雨强度呈二元线性关系; 林冠截留量与降雨量呈幂函数关系 林冠截留率为16 34%~27 43%, 平均为22 15%, 依次为针阔混交林>马尾松林>针叶混交林>柏木林; 凋落物储量为10 52~21 90t·hm-2, 平均为17 61t·hm-2, 依次为针阔混交林>马尾松林>柏木林>针叶混交林>灌木林; 凋落物最大持水量为2 66~4 19mm, 平均为3 48mm, 依次为柏木林>针叶混交林>针阔混交林>马尾松林>灌木林; 土壤层非毛管蓄水量为34 68~ 44 16 mm, 平均为40 35mm,依次为柏木林>针阔混交林>针叶混交林>马尾松林>灌木林; 各种森林生态系统能够截留的降雨量总量为377 6~494 6t·hm-2, 平均为446 56t·hm-2, 柏木林的涵养水源功能最好, 针阔混交林、针叶混交林、马尾松林次之,

南方红壤区小流域水土保持综合效益定量评价方法探讨--以江西兴国县为例

选择了南方红壤区水土流失严重的江西省兴国县境内的治理程度存在一定差异的塘背河、廖公坑、蕉溪河3个小流域为对象,选择了涉及生态效益、经济效益和社会效益的共30个评价指标,对3个小流域的水土保持综合效益进行了综合定量评价和比较。结果表明:(1)构建的评价指标体系和采用的评价方法能较为全面地反映水土保持的综合效益,具有一定的区域适宜性。(2)针对同一区域多个小流域一起进行评价,有利于通过对比揭示不同流域水土保持效益的差异及其产生的根源,对指导今后的水土保持工作具有重要的现实意义。(3)兴国县3个小流域通过积极的治理投入,均取得了显著的生态、经济和社会效益。(4)由于治理投入和治理时间的差异,3个小流域的水土保持综合效益尚存在一定的差异,塘背河小流域生态效益、经济效益、社会效益以及综合效益均最高;廖公坑小流域治理中等,生态效益和社会效益最低;蕉溪河小流域治理较差,经济效益最低。各流域应抓住自身水土流失治理存在的主要问题,采取具有针对性的措施以进一步搞好小流域的水土保持工作。

密云水库集水区生态经济分区研究

生态经济分区是宏观管理区域社会经济发展的一种新模式，旨在协调区域经济发展与保护环境、利用自然资源的关系，实现区域社会经济的持续发展。从生态经济系统原理出发，选择了５３个适合密云水库集水区生态经济系统分类的特征指标，以乡为分类的基本单元，应用５种聚类分析方法对密云水库集水区（北京）３８个乡（镇）进行了不重叠、内在的等级聚合分类。结果表明：离差平方和法分类效果最好，用此方法将全区划分为５个生态经济区和８个生态经济亚区，取得了符合实际的分区结果。此外，对每一生态经济区的生态经济特点和发展方向进行了具体分析，为建立密云水库集水区最佳生态经济结构提供了科学依据。

密云水库上游石匣小流域水土流失综合治理措施研究

坡面处理措施及土地利用方式是控制水土流失最重要的影响因素,通过合适的坡面措施与合理的土地利用方式可以有效地抑制土壤侵蚀,保护土地资源,改善生态坏境。论文通过对石匣小流域不同处理的径流试验小区的实测资料分析,研究了坡面综合水土保持措施对水土流失的影响。研究表明,与坡耕地、开荒地相比,梯田和水平条可以有效地拦蓄地面径流,控制水土流失,减沙率可达64.83%-91.81%,并且阴坡上的水平条的蓄水保土作用好于阳坡,有土埂的大水平条的减水拦沙效率好于无土埂的水平条;综合水保措施的水土保持效益更高,对径流量的拦蓄率高达96.21%-99.38%,并且进行综合措施处理的坡面的土壤侵蚀模数都小于水利部发布的北方土石山区允许土壤流失量200 t/km^2.a;对坡面的自然封禁能够有效地控制坡面水土流失;同时由于综合水保措施很大程度上改变了原有的地形,坡度对水土流失的影响不明显。

基于格局和过程的流域生态系统减轻入库泥沙服务及价值——以雅砻江二滩水库为例

基于径流泥沙的运移过程,构建了沿汇流路径,结合不同土地覆被对泥沙拦截能力系数模拟每个像元截留泥沙使其不进入水库量的模型.结合单位体积淤泥的清淤费用、水库使用年限及贴现率进行构建价值量模型,并在二滩水库的集水区进行了模型的运用.结果表明:2000～2005年,土地覆被格局的变化主要体现在雅砻江中上游草地向林地的转化和下游亲水区林地向农田和草地的转化.由此影响到2000和2005年土壤侵蚀总量变化不大,但2005年集水区向水库输沙总量有较大增加,农田也成为二滩水库最为主要的产沙源.多数被侵蚀的土壤在向二滩水库的运移过程中被各类生态系统截留,截留泥沙量的高值集中分布于二滩库区周边.林地平均截留泥沙绝对量较低,截留泥沙的能力未能得到有效发挥.集水区对于减轻进入二滩水库泥沙服务的总经济价值在2000和2005年分别达到442.2和785.8亿元.

水土保持综合治理效益分析与评价——以丹凤县陈家沟小流域为例

目的分析小流域的水土保持综合治理费用与效益,为小流域水土保持项目国民经济可行性评价提供借鉴。方法以丹凤县陈家沟小流域为例,分析实施水土保持措施的综合治理费用以及所带来的经济、生态和社会效益。结果在陈家沟小流域实施水土保持措施得到的经济效益为3717.55万元,生态效益为13190.13万元,社会效益显著。结论小流域治理的国民经济评价表明,项目综合效益巨大,切实可行。应将生态效益纳入水土保持综合治理项目国民经济评价中。

不同土地利用/覆被情景下生态系统减轻水库泥沙淤积的服务能力与经济价值模拟

以ArcGIS9.2为平台,构建了生态系统减轻水库泥沙淤积服务物质量和价值量评估模型。整合2000年的相关数据将此模型应用于二滩水库,并模拟了10种不同土地利用/覆被情景下集水区生态系统该项服务的能力和在水库使用年限内服务总价值的响应。结果表明:2000年,二滩水库集水区土壤保持量12.1亿.ta-1,高值区分布于雅砻江干流和支流水网附近。泥沙输移比在河道附近和水库周边较高。水库周边是最为主要的保沙区。水库使用年限内,集水区对于减轻二滩水库泥沙淤积服务总价值27.53亿元。集水区内不同结构类型的土地利用/覆被情景对保沙能力所产生的影响各异,模拟保沙量符合林地>草地>裸地>农田规律,农田保沙能力最弱,是二滩水库最为主要的产沙源。

广东省小流域综合治理效益的定量评价——以清远市瑶安小流域为例

[目的]以广东省清远市瑶安小流域为例,对广东省小流域综合治理的效益进行定量评价,为该省小流域综合治理和效益评价工作提供借鉴和依据。[方法]根据广东省小流域的灾害特点和治理目标及瑶安小流域的实际情况,利用层次分析法确立防洪减灾效益、水保生态效益、经济效益和社会效益等4个效益类型,选择21个具有代表性的评价指标。数据标准化后利用模糊数学综合评判法构建小流域综合治理效益评价模型。[结果](1)构建的评价指标体系和评价方法能较为全面地反映小流域治理的综合效益,适合广东省使用。(2)2007—2013年瑶安小流域的综合效益和4个单项效益均有不同程度的提高,其中防灾效益和经济效益显著提高。[结论]提出的效益评价指标体系和方法在广东省是实用可行的。综合治理后瑶安小流域防灾减灾能力得到显著提高,水土流失状况得到改善。

小流域土地利用规划的理论与方法探讨

探讨小流域土地利用规划的理论与方法问题 ,初步提出 4个工作研究部分 ,首先要进行小流域的生态经济系统分析 ,明确小流域在不同位置上的功能差异和存在的问题 ;其次根据小流域的自然和社会经济特点 ,采用土地适宜性评价 ,研究小流域的自然适宜性 ,生态经济系统的投入产出分析 ,分析小流域农业经济发展优势 ,确定其最佳农业产业结构和具体的优化目标 ;再用目标规划确定其数量结构 ;最后根据土地适宜性评价结果和景观生态学的理论和方法 ,确定其土地利用空间布局 ,最终将最大限度地使小流域土地得到优化配置 ,功能与潜力得到发挥 。

毕节石桥小流域水土保持综合治理生态监测与效益评价

为及时准确地了解喀斯特生态环境的质量状况和变化原因,调控生态环境保护措施,避免其进一步恶化,选择毕节石漠化综合治理区——毕节石桥小流域进行4a的连续生态监测,分析实施水土保持措施的综合治理费用及其所带来的经济、生态和社会效益。监测结果表明:水土保持措施实施后,土壤肥力增加,土壤结构得到改良,林草植被覆盖度提高,局地小气候得到改善。土壤侵蚀深度减小,水土流失得到有效控制,生态系统功能发挥效应,经济效益为2 215.2万元,生态效益为3 452.53万元,社会效益显著。对毕节石桥小流域水土保持效益分析表明,在喀斯特地区实施综合治理取得了经济、生态和社会三方面效益的统一,实现了流域生态良性循环,水土保持治理综合效益非常显著,项目切实可行。

流域水土保持可持续发展评价研究

论述了从生态、经济、社会3个方面评价小流域可持续发展的状况,提出了各自的影响指标。采用模糊综合评价计算评价指标值,根据可持续发展指标临界值所确定的不同阶段的划分标准,得出评价结果。并以黄家二岔小流域为例进行评价,得出的黄家二岔小流域基本上处于可持续发展的初级阶段。

三峡库区大宁河流域径流泥沙的AnnAGNPS定量评价

选择位于三峡库区的大宁河流域为研究区,利用著名的农业非点源污染模型——AnnAGNPS对该流域的径流与泥沙进行了定量评价。首先基于流域土地利用、土壤、地形及气象数据等资料对模型参数化,在数字滤波法切割水文站总径流中的基流后,利用偏差、相关系数r2和Nash-Sutcliffe模拟系数(NS)等多个指标评价了模型对径流和泥沙量预测性能,校正期(1998—1999年)预测与实测的直接径流深偏差为-3.71%,相关系数r2为0.94,斜率k为1.04,NS系数0.94;验证期(2003—2005年)预测与实测直接径流深偏差-6.37%,相关系数r2为0.93,斜率k为0.93,NS系数0.94;预测与实测的多年平均输沙量偏差为-16.5%。最佳管理措施(BMPs)评价显示退耕还林方案削减了总输沙量和侵蚀量的24.5%,是一种水土流失较好的治理措施。研究证实了AnnAGNPS模型在该流域的适用性,显示了模型在流域径流与泥沙负荷估算及其评价中的应用潜力。

黄土丘陵区坡改梯生态经济耦合效应

坡改梯是黄土丘陵区提高农作物单产和控制水土流失的有效措施。基于坡改梯内生和外延效应的学术思路,构建了能定量刻画坡改梯生态经济耦合状况的数学模型;以位于黄土丘陵区腹地的延安燕沟流域为例,利用土地利用和数字地形等空间数据、作物产量和土壤侵蚀模拟数据以及监测和调查数据,定量评价分析了燕沟流域坡改梯的生态经济耦合效应。结果表明:地形坡度越大,坡改梯的生态经济耦合效应越显著;地形坡度5°和15°是两个重要阈值,5°以下不必进行坡改梯,5°—15°之间应作为坡改梯的重点对象,15°以上宜退耕还林还草。坡改梯使燕沟流域农耕地的生态经济耦合程度得到了显著提高,坡改梯前生态经济耦合指数为1.805t/100元,坡改梯后下降为0.853t/100元,下降幅度达52.73%。随着坡改梯和植被覆盖率的提高,流域的洪水径流量和输沙模数均大幅度下降。

基于突变级数法的半干旱黄土丘陵沟壑区小流域水土保持综合效益研究

【目的】利用突变理论与模糊数学相结合产生的突变模糊隶属函数,研究半干旱黄土丘陵沟壑区小流域水土保持综合效益的多目标评价问题。【方法】运用突变级数法,将小流域水土保持综合效益按照突变理论的要求进行多层次矛盾分解,从保水保土的基础效益、经济效益、生态效益、社会效益4个方面构建了16项评价指标,对半干旱黄土丘陵沟壑区安家坡小流域的水土保持综合效益进行了评价。【结果】安家坡小流域水土保持综合效益从20世纪60年代到90年代有2个明显的增长期,2000年以后发展平稳,该小流域的生态经济环境步入良性循环状态。【结论】安家坡小流域水土保持综合突变指数随时间呈波动式上升趋势,与实地调研结果相符。实例评价结果表明,突变级数法是合理、客观而可行的,其为解决半干旱黄土丘陵沟壑区小流域水土保持综合效益多目标评价问题提供了一种新思路。

水库小流域生态修复对策初步研究

通过对试点水库生态现状调查分析、生态修复规划设计及技术方案的实施,对水库小流域水源涵养林、消落区植被、库尾湿地和水库水体生态修复进行了研究。针对小流域存在的林相结构单一、陡坡种果严重、人工林出现衰退、水土流失、面源污染等生态问题,初步实施了退果还林、人工纯林改造、苗圃建设、消落区植被营造、自然湿地恢复、水体污染控制等生态修复措施。

陕西省丹汉江流域重点水土保持工程适宜性评价

【目的】分析陕西省丹汉江流域重点水土保持工程的适宜性,为开展水土保持工程建设提供科学的决策依据。【方法】首先分析丹汉江流域各时期('长治'工程1~7期和'丹治'工程1期)重点水土保持工程的完成情况;在此基础上构建水土保持工程适宜性评价指标体系;然后分别采用层次分析法和主成分分析法计算水土保持工程适宜性的综合评价分值(EI);最后对各时期水土保持工程适宜性的综合评价分值进行排名,并对2种分析方法的评价结果进行比较。【结果】20世纪80年代以来,陕西省丹汉江流域水土保持工程的实施范围逐步扩大,治理任务和投资量增加,单位面积投资和中央投资比例提高,工程的治理措施逐渐配套,水土保持效益越来越显著。从'长治'1期到'长治'7期工程,丹汉江流域水土保持工程的综合评价分值EI一直呈波动变化,到'丹治'1期工程时EI值急剧提高;基于层次分析法和主成分分析法得到的各时期水土保持工程适宜性排名结果基本一致('长治'2期和4期除外)。【结论】陕西省丹汉江流域水土保持工程中的'丹治'1期工程与各时期'长治'工程相比具有较强的适宜性。

水土保持产业化评价指标体系研究

采用分析法和综合法相结合的方法,从水土保持产业化的目标、运动过程和构成要素3个方面设置评价指标,综合分析获得涵盖规模化、效益化、社会化、市场化和商品化的15个指标的水土保持产业化评价指标体系,用九标度专家打分获得指标权重,建立了百分制评价模型,并应用于延河流域水土保持产业化评价,结果能够反映水土保持产业化的发展水平。