黄土高原水土流失治理与黄河水沙变化

“黄河流域治理,重在保护,要在治理”。明晰黄土高原生态治理成效及其影响下的黄河水沙关系变化,有助于为黄河水沙关系协调提供科技支撑。通过梳理黄土高原水土流失治理历程及措施变化,辨析了治理措施的减沙效应。研究表明:(1)黄土高原历经五个典型治理阶段,主色调由黄变绿,下垫面发生不可逆的变化;(2)2000年以来,主要产沙区汛期雨量偏丰且极端降雨增加,而黄河沙量相对1919—1959年锐减了85%,中游中常洪水发生频次降低,下游河道由淤积转为冲刷;(3)林草、梯田和淤地坝减沙成效显著,溃损淤地坝淤积泥沙出库比<15%,难以发生“零存整取”现象;(4)与历史极端降雨事件相比,2000年后相似降雨条件下,典型流域次洪水量和沙量分别减少30%~78%、53%~88%,水土保持成效显著;(5)新水沙情势下应适时调整黄土高原水土流失治理格局,并完善水沙调控体系,改造下游河道,解放滩区。

黄土高原淤地坝的减沙作用及其时效性

在黄河近年来沙锐减的背景下,需要深入探究黄土高原淤地坝的减沙作用。本文基于实测数据分析了淤地坝拦沙与入黄泥沙减少量的关系、拦沙作用的时效性以及坝地的减蚀作用。研究结果表明,淤地坝拦沙量一般大于或等于相应的入黄泥沙减少量;流域的林草梯田覆盖率越大、地表土壤粒径越粗,淤地坝因拦沙所致的减沙量占其拦沙量的比例越小。淤地坝拦沙作用的时效性非常突出,拦沙库容淤满即基本失去拦沙能力。失去拦沙能力后,淤地坝仍可依靠拦沙所形成的坝地发挥减沙作用;如果流域的林草梯田覆盖状况较差,坝地减沙作用的"空间影响范围"可达自身面积的4倍。不过,随着流域的林草梯田覆盖率增大,单位面积坝地的实际减沙量会逐渐降低。

黄土高原淤地坝溃损条件下坝地侵蚀机理及溃口水流特征

研究淤地坝溃损条件下的坝地侵蚀机理及水沙过程对于淤地坝的建设和后期管护具有重大意义。基于文献调研和实地调查分析,发现淤地坝溃损后的坝地侵蚀主要受坝地土体性质、坝地形成特征及淤地坝溃损模式影响,坝地侵蚀造沟模式可概括为“淤地坝溃损→溯源侵蚀→冲刷下切→沟壁坍塌→水沙混合流”;以山西省吕梁市离石区马槽里#2骨干坝为例,通过数值计算不同淤地工况下淤地坝溃损时的溃口流量过程和水位过程得知,淤地坝溃损条件下的水沙过程受库区的淤地情况显著变化,且坝地具有削峰落沙的作用。

淤地坝系试点示范建设浅见

通过回顾水土保持淤地坝建设的发展历程,阐述了做好淤地坝建设试点示范的重要意义,揭示了试点示范工作对淤地坝建设的推动作用。围绕淤地坝可研、设计、建设管理和运行管护4个阶段,分析了当前淤地坝试点工程建设应注意的问题,以及开展以支流为单位淤地坝系建设对淤地坝长远发展和水土保持治黄事业的优越性,指出了实施好支流坝系试点示范工程应抓住的关键环节,旨在为广大从事淤地坝建设的同仁们提供参考。

多元线性回归与BP神经网络模型在次洪量预测中的对比研究

针对半干旱地区次洪量预测问题,选取岔巴沟流域曹坪水文站1980-2010年中15场洪水资料,根据实测次暴雨、洪量资料,考虑淤地坝控制面积、次暴雨量、暴雨中心位置、前期影响雨量等因子,利用SPSS及MATLAB软件,建立用以预测次洪量的多元线性回归模型和BP神经网络模型。模型预测结果比较表明:多元线性回归模型和BP神经网络模型都能较好地应用于次洪量的预测,进一步得出BP神经网络模型的预测效果优于多元线性回归模型。研究结果可为淤地坝的安全度汛提供决策依据。

河北省侵蚀劣地美化治理技术

以河北省山区县侵蚀劣地美化治理为试点,应用遥感技术研究山区侵蚀劣地的成因、分布规律和美化治理格局,依据水利学、土壤侵蚀原理设计应用了防渗淤地坝建设技术、移动式设备引洪淤灌技术、径流调控等技术,形成一个完善的山区径流调控利用体系,生态环境得到明显改善,推动了山区特色产业发展。

气泡混合轻质土在陕北淤地坝地基台背回填中的应用研究

在延安至延川高速公路淤地坝地质条件下选择试验段,开展高填方台背回填用气泡混合轻质土的设计、施工和质量控制,并对其力学性能、土压力(侧压力)大小以及路基沉降量进行监测。结果表明:淤地坝地基(地基承载力仅为100kPa)可直接采用气泡混合轻质土进行台背回填,对原有地基只需进行简单的整平和碾压处理,其强度及变形能力均能满足使用要求,且现场监测结果发现台背所受侧压力最终都有趋于零的趋势,路基和地基均未出现显著沉降,可减少桥头跳车病害。

淤地坝对沟坡土壤水分及作物生长影响的研究

以平凉市纸坊沟一坝坝地及两岸沟坡土壤为对象,测定了0～120cm土层的土壤含水量及相应样点的小麦产量,并采用对比分析和数理统计的方法对坝地土壤水分、不同坡度、坡向及断面土壤水分和小麦产量情况进行了分析研究,结果表明:0～120cm土层内土壤含水量分布为坝地>沟坡梯田,沟坡下部>中部>上部;沟坡梯田小麦产量情况为下部>中部>上部;收获期0～120cm土层内坝地土壤含水量与沟坡梯田无显著差异,而坝地小麦产量明显高于沟坡梯田,且存在极为显著的差异。可见淤地坝建设和坝地的形成,能提高两岸沟坡土壤的含水量,并能提高粮食作物的产量。

化害为利:黄土高原淤地坝旱作农业系统探析

淤地坝属于黄土高原重要的水土保持工程措施,兼具淤地造田之效。以淤地坝为载体,坝地作物种植为核心的淤地坝旱作农业系统是黄土高原独特的农业系统和农业景观。通过文献梳理和实地调研,对黄土高原淤地坝旱作农业系统进行了系统分析。研究表明:(1)黄土高原淤地坝的人工修筑史可以追溯至明代万历年间,距今至少已有400余年的历史,1950年代以后得到普遍推广;(2)淤地坝传统的修筑技术和坝地旱作农业耕作技术体系,体现出人与自然和谐共处的生存准则和先民智慧的生活理念;(3)淤地坝旱作农业系统具有显著的经济价值、生态价值、文化价值、景观价值、社会价值与科研价值等农业文化遗产价值,在黄土高原生态文明建设、农业可持续发展和农耕文化传承等方面具有重要意义。

对吴堡县淤地坝建设的认识和建议

淤地坝在拦泥减沙、发展生产和改善生态环境等方面发挥着不可替代的作用。通过长时间的水土保持工作实践,证明淤地坝建设是治理吴堡县水土流失的关键措施。在进一步调研的基础上,提出在吴堡县建设环保型、经济型和可持续型淤地坝的发展思路,并提出加强淤地坝建设的几点建议。

大同市淤地坝建设现状及发展对策

针对大同市的自然地理条件和淤地坝现状,论述了建设淤地坝的重要性与可行性,并提出了发展对策。

推广建造淤地坝工程 实现山西蓝天碧水

介绍了山西省淤地坝的产生、发展和建设情况,阐述了太原市建设淤地坝所取得的生态效益及主要做法。

浅论淤地坝的安全性

根据山西省淤地坝建设中积累的相关经验,结合水工模型试验,就淤地坝建设中的安全问题提出一些建议,并对我省淤地坝建设的安全性进行了分析研究。

黄土丘陵区小流域淤地坝系安全评价体系研究

黄土丘陵区水土流失严重,淤地坝系是治理水土流失最重要的水土保持工程措施。研究分析了影响小流域坝系安全的主要因素,建立了小流域淤地坝系安全评价体系,并以黄土丘陵区典型小流域王茂沟为例,对各项评价指标打分赋值。通过Topsis法对王茂沟安全体系进行评价,结果表明,王茂沟小流域大部分淤地坝处于接近安全状态,研究成果以期为黄土高原淤地坝系安全运行提供参考。