陕西省西安市水土保持区划研究

[目的]分析总结2014—2015年西安市水土保持区划工作,为区域水土流失综合治理提供依据和方向。[方法]通过对西安市的实地调查及相关资料的收集,利用遥感和GIS技术进行数据分析和处理,明确该市水土流失现状及特点,在一定区划原则基础上,进行指标的选择和分析。[结果]将西安市划分为6个水土保持区,提出各分区的水土保持治理方向,为城市建设及社会经济发展提供重要依据。[结论]西安市开展水土保持应在预防为主,保护优先的前提下,依据水土保持分区,以城区为核心,以河流和道路为廊道,对各斑块实施水土流失与环境的综合治理。

西安市水土流失空间分布特征与管控空间划分

城镇规模的快速发展是引发城市水土流失的关键因素。以西安市为研究区域,计算了各区县土壤侵蚀面积并进行了强度等级划分,分析了水土流失在空间上的分布特征并进行预测,识别出需要重点监管的区域。结果表明:西安市年均土壤侵蚀量为278.49万t,年均土壤侵蚀模数为176.74 t/(km^2·a),微度侵蚀和轻度侵蚀占总侵蚀面积的99.76%,中度侵蚀以上面积仅占0.24%;未来情景下西安市各区域土壤侵蚀模数主要分布在0~200 t/(km^2·a),其中建成区和发展区土壤侵蚀面积分别为65.37,302.19 km^2;水土流失空间管控与重点区域主要分布在高陵区、鄠邑区、长安区和临潼区等地区。随着城市建设与发展的完善,西安市重点管控区的面积也在发生变化。

城市化的负面效应及其水利水土保持对策

城市化在推动社会经济迅速发展的同时 ,也带来了城市地区水资源短缺、水土流失严重、防洪压力增大、地面下沉、环境污染等负面效应。在城区广修集雨设施 ,大量植树种草 ,积极推行生态护坡和生态硬化 ,强化节水、治污、调水等措施 。

基于MIKE URBAN的西安市中心城区雨洪过程模拟

城市排水管网的分布与建设是城市基础设施建设的重要组成部分,城市的排水能力关系到城市服务功能的正常运转。通过城市雨洪过程的分析,可以评价城市洪涝灾害。以西安市中心城区为研究对象,利用MIKE URBAN构建排水管网模型,根据模拟结果对研究区管网排水能力进行评估,分析易涝成因。结果表明:MIKE URBAN能够较好地模拟城市管网水位、流量变化及易涝点的分布情况。根据西安市暴雨强度公式,设计不同重现期(1、2、3、5a)的降雨过程,在1a降雨过程下,研究区90%以上管道处于满流状态,60%以上的检查井发生溢流,满流管段数和溢流井个数会随着降雨频率的增加而增加,但增幅相对减少;管道设计标准普遍偏低、下垫面不透水率增大、地形等因素是导致地面积水的主要原因。研究成果可为城市内涝防治及海绵城市建设提供理论基础和技术支撑。

西安市城市化对景观格局及生态系统服务价值的影响

我国处于城市化高度发展阶段,截止2018年全国城市化率达到59.58%。城市的快速扩张,显著改变了区域景观格局,深刻影响城市生态系统的供给、调节、文化、支持等服务功能。近30年来,西安市城市用地扩张554.23 km^(2),基于西安市景观格局变化分析,利用同心缓冲区探讨城乡梯度内景观指数与生态系统服务价值的特征及其相互关系,揭示城市发展对城市生态系统的影响。结果表明,1980—2015年西安市各景观类型面积发生明显变化,耕地、草地面积逐渐减少,建设用地面积波动增加,主要来源于优势景观耕地的转化。景观破碎度最高的区域主要分布在距市中心10 km左右的城乡结合部,斑块密度、边缘密度、景观分割度最高,且随城市扩张,拐点距离逐渐增加。林地和耕地是提供生态系统服务的主要土地类型,西安地区总生态服务价值减少了9.56亿元,耕地减少最多(6.83亿元),沿城乡梯度,总生态系统服务价值均值呈现从市中心到农村递增的趋势,土壤保持的生态服务价值增长最快;沿时间梯度上,生态服务价值均值呈现逐年减少现象;从景观格局对生态服务价值影响分析得知,多样性指数与各类型生态系统服务价值之间存在显著的相关关系,最大斑块指数与不同类型的服务价值呈高度负相关。城市建设使得区域的生态系统服务价值降低,在城市发展中需要科学规划用地、合理布设景观格局,提高生态环境质量,达到城市生态宜居的目的。

雨水集蓄利用在西安市的发展前景

对西安市发展雨水集蓄利用的必要性、建设条件进行了全面的论述,分析指出了西安地区雨水资源高效开发利用的途径。

西安市33年间地下水位动态特征分析

地下水是西安市居民生活及工农业生产的主要水源,本文根据西安市布设的地下水动态监测网长列监测资料为依据,对区域内33年间地下水位动态特征进行分析,结果表明:在上世纪由于长期过量开采地下水,曾导致地下水位大幅度下降,本世纪初西安市采取多种措施,使地下水位开始缓慢回升,趋于平稳。

论水土保持与乡村振兴

实施乡村振兴战略,是党的十九大作出的重大决策部署,是新时代"三农"工作的总抓手。水土保持是保障农业生产发展、改善农村人居环境、促进农民增产增收的基础工作和有效途径。阐述水土保持对于乡村振兴战略实施的重要意义,梳理分析目前乡村水土保持工作存在的主要问题,可使水土保持工作在乡村振兴战略实施过程中更好地发挥重要作用。

浅析水土保持新理念新领域

随着我国经济社会的不断发展和生态文明建设的日益推进,人们对水土保持工作的认识和需求不断提高,水土保持的内涵和外延发生了很大变化。人与自然和谐共生、水土生态学、景观水保学、山水田林湖草系统治理、水土保持信息化等新理念,生态清洁小流域、城市水土保持、立体绿化、生态边坡等新领域越来越多地出现在新时代水土保持工作中。在梳理和总结水土保持新理论和新领域的基础上,提出今后的水土保持工作要积极适应和吸纳这些新变化,以更好地为生态文明建设服务。

西安市地下水资源开发利用分析

依据大量的调查、统计资料及地下水动态监测数据,分析了西安市地下水资源的开采格局及其形成过程,并从地下水的开采量、开采程度、供水比例及用水结构几方面,详细阐述了西安市地下水资源开发利用的特点,并对今后地下水开发利用提出了合理化建议。

城市房地产项目水土保持方案编制要点

2020年西安市市场监督管理局发布了《城市生产建设项目水土保持技术规范》(DB6101/T 3094—2020),对西安城市生产建设项目水土保持方案的编制进行了规范。结合该规范和技术审查实践中发现的一些共性问题,对城市房地产项目水土保持方案编制要点进行了初步探讨,供从业人员参考。

输电工程建设过程中水土保持管理信息系统研究

随着我国大力推进特高压输电工程的发展,因特高压输电工程施工过程而造成的水土流失情况日益严重,在工程建设中进行水土流失情况监测及水土防治措施治理成效的查看成为一个十分重要的问题。以集成传感器和光敏测纤装置为基础开发了一套应用于特高压输电工程建设中的水土保持管理信息系统,可以对施工现场的水土流失情况和气象进行实时监测和数据分析,并应用于陕北—湖北±800 kV特高压直流建设工程,对沿路站点进行土壤流失量的计算,有效地监测工程建设中的水土流失情况。

西安地区地下水位下降及其环境负效应

本文通过西安地区多年地下水位动态资料,分析区域潜水及城郊自备井集中开采区承压水水位持续下降状况,阐述了地下水位持续下降对水环境、农业环境及城市地质环境所产生的负效应。

农村生活污水处理工艺技术在西安地区的应用现状及发展前景

保护环境,农村生活污水处理是一个重要课题。以西安市农村生活污水处理为例,分析6项工艺技术的技术类型、运行管理要求、经济指标、出水标准和应用前景,提出西安地区农村可因地制宜选择适用的生活污水处理工艺。

考虑水土流失评价指标的特高压输电线路环境监测系统

特高压输电线路建设有利于解决源荷分布不均问题,以便实现不同地点之间电能互济,为建设坚强智能电网打下基础。随着生态保护意识加强,建设“资源节约,环境友好”的特高压输电线路已成为发展趋势,然而特高压输电线路施工建设,不可避免会损坏沿途植被,造成水土资源流失。提出一种考虑水土流失评价指标的特高压输电线路环境监测系统设计方法,用以监测线路沿线水土环境因子实时变化,为特高压输电线路沿线生态恢复给予充足的数据支撑。与传统的人工监测方式相比而言,此设计方法大力节约人力、物力,提高了监测精度和效率。实际应用于西北某特高压直流输电工程,自运行以来效果良好。

坡耕地土壤物理结皮分层颗粒组成特征研究

近年来,径流和侵蚀对土壤物理结皮的影响得到广泛研究。然而,关于土壤物理结皮受侵蚀影响的定量研究较少。因此,本研究采用土壤分层处理方法,在等高耕作的径流小区中,通过人工模拟降雨试验,研究坡耕地垄上(结构结皮(Cst))、洼地(含泥沙沉积结皮(Cscs))以及模拟冲毁洼地处(无泥沙沉积结皮(Csfs))形成结皮颗粒组成特征以分析结皮的差异性。结果表明:(1)侵蚀过程中,Cst、Cscs与Csfs表层砂粒发生分散,黏粒和粉粒发生富集,且随降雨历时延长,程度逐渐增强;(2)降雨历时30 min时,自上而下,Cst砂粒减少4.61%,粉粒增加1.83%,黏粒减少1.73%;Cscs和Csfs砂粒分别增加29.35%和36.59%,粉粒增加4.34%和0.39%,黏粒减少16.30%和14.34%。(3)结皮形成过程中,Cst主导因素为雨滴打击分散作用,Cscs和Csfs在降雨初期主导因素为雨滴打击分散程度,降雨后期为泥沙沉积量。空间位置及降雨因素是导致物理结皮类型及其颗粒组成差异的重要因素。

降雨对坡耕地地表结皮土壤水稳性团聚体变化研究

【目的】探讨降雨打击下产生的不同坡面结皮土壤水稳性团聚体分布。【方法】采用人工模拟降雨,研究在降雨打击作用下,地表结皮土壤水稳性团聚体的变化情况。受微地形影响,地表结皮性质呈现差异,以坡面不同位置的地表结皮土壤水稳性团聚体为研究对象,以底部无结皮土壤样品为对照,采用Yoder湿筛法探究不同类型结皮土壤团聚体的变化。【结果】在降雨打击作用下,以降雨时间5 min为例:①土壤水稳性团聚体都呈现大团聚体比例较大的特点,表现为结构性结皮大团聚体占比最大,其次为过渡带、原状土,沉积性结皮最小。原状土、结构性结皮、过渡带、沉积性结皮土壤大团聚体所占比例分别为37.69%、41.95%、37.05%、28.93%。随降雨延续,结构性结皮和过渡带土壤大团聚体明显增加,沉积性结皮土壤大团聚体略有减少。②土壤水稳性团聚体的平均当量直径和几何平均直径差异很大。原状土、结构性结皮、过渡带、沉积性结皮的平均当量直径分别为:0.15、0.19、0.17、0.12 mm;几何平均直径分别为0.16、0.21、0.19、0.14 mm。结构性结皮土壤水稳性团聚体的平均当量直径和几何平均直径最大,其次为过渡带、原状土,沉积性结皮最小。③土壤水稳性团聚体分形维数D不同但差异不显著。原状土、结构性结皮、过渡带、沉积性结皮土壤水稳性团聚体分形维数D的大小分别为:2.725、2.705、2.725、2.737。沉积性结皮水稳性团聚体分形维数最大,其次为过渡带、原状土,结构性结皮最小。【结论】降雨打击作用使得土壤表层大团聚体被分散,小团聚体富集;大团聚体量越高,土壤结构越稳定,抗蚀能力越强;反之,抗蚀能力越弱。

基于SWMM模型的西安市清河流域暴雨洪峰流量模拟

为探讨暴雨洪水管理模型（storm water management model,SWMM）在暴雨条件下对山区流域洪峰流量模拟的适用性,以西安市清河流域为例,在SWMM模型中分别构建了传统的集总模式和以DEM、流域水系为子流域划分依据的半分布模式。通过2016年几次典型降雨洪峰流量验证两种模式的可靠性,结果表明：集总模式与实测拟合程度较好,相对误差为6%,确定性系数为0.871。为了进一步检验集总模式的适用性,从径流过程角度去模拟,结果也令人满意,两场降雨的相对误差均为11%,两场降雨的确定性系数和纳什系数均高于0.8,表明有较好的模拟效果。由此说明,基于SWMM模型构建的集总水文模式适合于清河流域的径流模拟。最后,模拟了不同重现期下流域的径流过程。流量峰值出现在降雨开始后约1.5 h,10年一遇以下重现期径流变化相对稳定。该模型对当地水利部门评估极端降雨事件等方面具有一定的应用价值。

基于Green-Ampt模型分析坡地种植玉米对降水的促渗作用

【目的】探究坡耕地玉米种植对降水入渗的影响,提高对降雨利用率。【方法】以玉米为对象,在3°～15°的坡地径流小区上,人工模拟降雨,测定降雨径流过程,采用水量平衡方法,分析了玉米对降水入渗的影响,利用修正的Green-Ampt模型对入渗过程进行了模拟,利用降雨后期入渗速率确定土壤表征导水率,根据产流时间及降雨强度,确定根系层土壤含水量参数,推求出了水分入渗过程。【结果】在玉米生长过程中,除抽雄后期外,伴随着玉米生长,坡面产流时间延迟,以抽雄期最为显著,平均产流时间由裸地的4.69 min推迟到17.98 min;玉米生长各阶段产流前累积入渗量较裸地明显增大,苗期、拔节期、抽雄期和抽雄后期分别较裸地提高了20.46%、130.91%、272.54%和235.93%;降雨期玉米地累积入渗量高于裸地,苗期、拔节期、抽雄期和抽雄后期分别较裸地增加了2.44%、6.33%、31.01%和24.13%;种植玉米可提高土壤表征导水率,提高土壤入渗能力,土壤含水量参数较裸地有一定提高。【结论】应用Green-Ampt模型的计算值与实测值密切相关,但由于Green-Ampt模型未考虑雨滴对地面打击压实作用,致使计算的土壤入渗能力比实测值偏大。