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自然降雨特征和作物覆盖对三峡库区紫色土坡耕地产流产沙影响
1
作者 李建明 丁文峰 +4 位作者 冉文建 杨贺菲 梁增芳 童晓霞 孙宝洋 《农业工程学报》 北大核心 2025年第8期137-146,共10页
为探索解决三峡库区紫色土坡耕地侵蚀效应,该研究基于三峡库区腹地重庆万州付沟小流域6个标准径流小区(5个不同坡度作物覆盖小区,1个裸坡作对照)2021—2023年观测的108场自然降雨和径流小区产流产沙数据,利用K-mean聚类、Pearson相关分... 为探索解决三峡库区紫色土坡耕地侵蚀效应,该研究基于三峡库区腹地重庆万州付沟小流域6个标准径流小区(5个不同坡度作物覆盖小区,1个裸坡作对照)2021—2023年观测的108场自然降雨和径流小区产流产沙数据,利用K-mean聚类、Pearson相关分析等方法开展研究区降雨特征和坡面产流产沙对降雨和坡度的响应。结果表明:1)根据降雨量、降雨历时、降雨强度和最大30 min降雨强度4个特征指标,观测期内研究区降雨可划分为3种主要类型,A雨型(低频率、长历时、大雨量、小雨强)、B雨型(中频率、中历时、中雨量、中雨强)和C雨型(高频率、短历时、小雨量、大雨强),其中C雨型是研究区侵蚀性降雨的主要类型,诱发坡面侵蚀发生的临界降雨量、降雨强度和最大30 min降雨强度分别为6~21 mm、1.1~3.6 mm/h和1.2~7.6 mm/h;2)降雨量、降雨强度和最大30 min降雨强度对裸坡和作物覆盖试验小区产流均有显著影响(P<0.05),但坡面产沙仅与产流呈极显著相关(P<0.01),相同产流下,C雨型产沙量达到A雨型和B雨型的1.06~20.18倍;3)不同雨型对裸坡和作物覆盖试验小区产流产沙的贡献均呈现为C雨型>B雨型>A雨型,C雨型对坡面产流和产沙的贡献均值分别为48.19%和81.82%,作物覆盖试验小区相较于裸坡的产流量和产沙量分别减少61.67%和77.15%,降雨强度越大,坡度对产流产沙影响越小,且坡面侵蚀随坡度增大可能存在临界坡度在15°~25°之间。方差贡献率分析表明雨型对作物覆盖坡面产流产沙贡献均超过60%,其贡献达到坡度的2.60~5.05倍。试验结果表明在该研究区开展农业耕作过程中尤其要注重短历时、高强度降雨导致的侵蚀问题,结论可为研究区坡耕地水土流失综合治理提供参考。 展开更多
关键词 雨型 作物覆盖 坡度 产流产沙 水沙效益 三峡库区
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紫色土弃渣体坡面产流产沙对坡度和降雨强度的响应分析
2
作者 郭天雷 梅雪 +5 位作者 任顺华 石劲松 孙昆 魏建锋 王玉林 刘文祥 《水土保持研究》 北大核心 2025年第4期11-17,25,共8页
[目的]探究坡度和降雨强度对紫色土弃渣体坡面侵蚀特征的影响,为生产建设项目弃渣场规范设计及弃渣体坡面水土流失防治提供科学支撑。[方法]以金刚沱弃渣场弃渣体为研究对象,结合渝西水资源配置工程沿线降雨特征和弃渣场堆置特点,设计了... [目的]探究坡度和降雨强度对紫色土弃渣体坡面侵蚀特征的影响,为生产建设项目弃渣场规范设计及弃渣体坡面水土流失防治提供科学支撑。[方法]以金刚沱弃渣场弃渣体为研究对象,结合渝西水资源配置工程沿线降雨特征和弃渣场堆置特点,设计了2种坡比(1∶2.5,1∶2)和3种不同降雨强度(60,90,120 mm/h),开展紫色土弃渣体坡面侵蚀产流产沙试验。[结果]90,120 mm/h降雨强度下初始产流时间分别比60 mm/h降雨强度缩短了30.15%和56.62%,坡比1∶2的初始产流时间分别比坡比1∶2.5的缩短了8.45%和36.11%。坡比1∶2.5,1∶2的径流率达到稳定所需时间分别为20 min和10 min,两者累计径流量无显著差异。两种坡比坡面含沙率和产沙率在不同降雨强度下表现差异,累计产沙量大小顺序则表现为120 mm/h>90 mm/h>60 mm/h。坡度和降雨强度贡献分析表明,90,120 mm/h降雨强度条件下坡度的贡献率分别为28.57%和12.92%,90,120 mm/h降雨强度的贡献率分别为71.43%,87.08%。[结论]紫色土弃渣体坡面产流产沙受坡度和降雨强度的影响,其中降雨强度是主要影响因素。 展开更多
关键词 弃渣体 坡比 降雨强度 产流 产沙量
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皖西大别山典型土地利用类型坡面产流产沙与氮磷流失特征
3
作者 张艺 田昌园 +4 位作者 汪文 李嘉宁 汪军红 张晓霞 查同刚 《水土保持通报》 北大核心 2025年第4期62-70,共9页
[目的]探究不同坡度和不同土地利用类型条件下,径流冲刷对坡面产流产沙和氮磷流失的影响,以期为皖西大别山的水土流失治理提供理论支撑。[方法]选取皖西大别山区的安徽省霍山县江子河小流域典型土地利用类型(裸地、草地、茶园、林地和竹... [目的]探究不同坡度和不同土地利用类型条件下,径流冲刷对坡面产流产沙和氮磷流失的影响,以期为皖西大别山的水土流失治理提供理论支撑。[方法]选取皖西大别山区的安徽省霍山县江子河小流域典型土地利用类型(裸地、草地、茶园、林地和竹林)的15°和20°坡面进行野外原位放水冲刷试验,基于该区域多暴雨的特点,设置冲刷流量为9 L/min,以探究坡面产流产沙和养分流失对土地利用类型和坡度的响应。[结果]①在放水冲刷过程中,15°坡面产流稳定时,平均产流率表现为:裸地>茶园>草地>林地>竹林,20°坡面产沙率表现为:裸地>草地>茶园>林地>竹林;相较于15°,在20°坡面除裸地产流率有明显增加以外,其余土地利用类型坡面变化不明显;当坡面产沙稳定时,20°坡面产沙率略高于15°坡面,且均表现为:裸地>茶园>草地>竹林>林地;②20°坡面的TN,TP流失量相较于15°坡面流失量略有增加,在同一坡度条件下,TN,TP流失规律为:茶园>裸地>竹林>草地>林地。③整个冲刷过程中,径流对全氮贡献率较高,泥沙对全磷的贡献率相对较高。[结论]在皖西大别山区扩大竹林面积能有效提升水源涵养和水土保持功能,在面源污染防治中,应对茶园进行重点管理,以减少氮磷等养分的流失。 展开更多
关键词 皖西大别山 冲刷试验 坡面产流产沙 养分流失
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坡面土层底部透水性和坡度对径流产沙特征的影响
4
作者 刘纪根 路良伟 +2 位作者 童晓霞 陈锦阳 郭雨辉 《长江科学院院报》 北大核心 2025年第2期62-68,90,共8页
坡面径流产沙过程作为山区暴雨洪水过程的重要组成部分,其变化规律及特征对完善山区暴雨洪水过程研究有重要意义。为明确山区坡面土层底部透水性和坡度对径流产沙特征的影响,采用室内人工模拟连续降雨试验方法,设计了坡顶薄坡底厚的试... 坡面径流产沙过程作为山区暴雨洪水过程的重要组成部分,其变化规律及特征对完善山区暴雨洪水过程研究有重要意义。为明确山区坡面土层底部透水性和坡度对径流产沙特征的影响,采用室内人工模拟连续降雨试验方法,设计了坡顶薄坡底厚的试验土槽,选取官山河流域土壤作为试验用土,研究并总结了不同坡度条件下土质坡面的径流变化规律及土壤侵蚀规律。结果表明:①土槽坡度为5°和25°时,地表径流产流率随雨强增大而增大,且均呈现底部不透水侧产流量大于底部透水侧的规律;坡度为15°时,地表径流产流率呈现波动上升趋势,不同底部透水性土槽的地表径流产流量差异不大。②单场降雨条件下壤中流产流率随产流时间增加呈现增加趋势,各坡度之间壤中流产流率变化规律差异较大,但基本呈现出底部不透水土槽的壤中流产流量大于底部透水侧的;坡度为5°时壤中流产流率与地表径流产流率呈负相关关系,坡度为25°时则为正相关关系。③坡面地表流速随降雨强度增大而增大,坡度为5°和15°时不透水侧流速明显大于透水侧,坡度25°时流速差异不大。④不同坡度条件下,坡面侵蚀主要在第2场降雨和第3场降雨产生;坡度为5°和25°时不透水侧坡面侵蚀速率远大于透水侧,15°时呈现交替波动趋势。 展开更多
关键词 雨强 坡度 基岩渗透性 产流产沙 连续降雨
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植被覆盖和坡度对铁尾矿边坡产流产沙的影响
5
作者 海龙 樊国莉 +1 位作者 赵亚波 王嘉瑞 《水土保持研究》 北大核心 2025年第4期124-130,共7页
[目的]研究灌草混合植被覆盖度和坡度对铁尾矿砂坡面产流产沙的影响,揭示降雨对铁尾矿砂坡面的水土流失发生规律,为铁尾矿边坡水土流失治理与生态恢复提供理论依据。[方法]采用人工模拟降雨试验,分析了不同植被覆盖度(30%,60%,90%)、坡... [目的]研究灌草混合植被覆盖度和坡度对铁尾矿砂坡面产流产沙的影响,揭示降雨对铁尾矿砂坡面的水土流失发生规律,为铁尾矿边坡水土流失治理与生态恢复提供理论依据。[方法]采用人工模拟降雨试验,分析了不同植被覆盖度(30%,60%,90%)、坡度(20°,25°)和降雨强度(60 mm/h,120 mm/h)下坡面侵蚀的产流、产沙规律及相关关系。[结果]相同降雨强度下,灌草混合植被覆盖度的增加可有效延缓铁尾矿砂坡面的径流起始时间,坡面径流率及土壤侵蚀率随植被覆盖度的增加而减小,且植被覆盖度越高,径流率及侵蚀率波动的范围越小,侵蚀过程越稳定,而坡度对径流产沙的影响与植被覆盖度相反。累积产沙量随累积径流量的增加而增加,二者呈幂函数关系(R2>0.96)。[结论]对于铁尾矿坡面而言,增加地表植被覆盖度可以有效减少径流产沙量,有效防治边坡水土流失。 展开更多
关键词 铁尾矿坡面 人工模拟降雨试验 植被覆盖度 坡度 产流产沙
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坡度及植被盖度对潮土坡面土壤侵蚀特征的影响 被引量：1
6
作者 崔晓芳 刘佳悦 +6 位作者 尹钊 张艳 史常青 吴海龙 杨建英 张广英 王洁 《东北林业大学学报》 北大核心 2025年第4期117-125,共9页
为探究暴雨(90 mm·h^(-1))时不同坡度(20°、25°、30°、45°)及植被盖度(0、10%、20%、30%)与潮土坡面侵蚀特征变化的关系。通过人工模拟降雨试验,并依据水文连通性模型,即汇流路径长度指数,分析坡度及植被盖度... 为探究暴雨(90 mm·h^(-1))时不同坡度(20°、25°、30°、45°)及植被盖度(0、10%、20%、30%)与潮土坡面侵蚀特征变化的关系。通过人工模拟降雨试验,并依据水文连通性模型,即汇流路径长度指数,分析坡度及植被盖度在坡面土壤侵蚀过程中的作用以及汇流路径长度与侵蚀变化特征的关系。结果表明:坡面径流量、平均流速、产沙量均随坡度的增大而增大,随植被盖度的增加而减小。径流深则随坡度及植被盖度的增加而降低。暴雨导致坡面高程变异系数、地表粗糙度、地形起伏度、地表切割度4个微地形因子随坡度增加而增加,但当坡度小于30°时,增幅较小;当坡度大于30°后,增幅较大。相关性分析表明,在不同坡度及植被盖度下,4个微地形因子均受产流产沙量的显著影响(P<0.05)。坡度越大而植被盖度越小时,汇流路径长度越大。坡面产流产沙量、4个微地形因子均与汇流路径长度呈显著线性相关(P<0.05),且随汇流路径长度的增加而增加。 展开更多
关键词 潮土坡面 产流产沙 坡面微地形 汇流路径长度 水文连通性
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草地生物结皮分布格局影响坡面水土流失的动力机制 被引量：1
7
作者 吉静怡 赵允格 +1 位作者 郭雅丽 张万涛 《农业工程学报》 北大核心 2025年第6期137-144,共8页
干旱半干旱区的生物结皮与草本植被共存,具有特定的分布格局,共同影响草地水土流失。然而,目前鲜有研究关注草地生态系统中生物结皮分布格局对水土流失的影响及作用机制,妨碍了干旱半干旱区水土流失的准确评估。研究利用模拟降雨试验,... 干旱半干旱区的生物结皮与草本植被共存,具有特定的分布格局,共同影响草地水土流失。然而,目前鲜有研究关注草地生态系统中生物结皮分布格局对水土流失的影响及作用机制,妨碍了干旱半干旱区水土流失的准确评估。研究利用模拟降雨试验,在相近的草本植被盖度下,探讨了生物结皮分布格局对水土流失的影响及其动力机制。结果表明:1)不同盖度生物结皮景观格局指数差异显著。生物结皮盖度从20%~35%增至35%~50%,其斑块边缘密度和连结度分别增加了1.70和1.04倍,分离度降低了95.4%,斑块形状趋于复杂化,破碎程度减少;2)生物结皮分布格局显著影响水土流失过程,且表现出明显的阈值效应。当生物结皮斑块分离度达到35.89(对应生物结皮盖度约44.7%)时,其对坡面产流产沙过程的影响显著降低。3)当生物结皮分离度小于35.89时,生物结皮分布格局通过影响坡面侵蚀动力显著改变水土流失过程。其中,分离度是影响水土流失过程的主要格局因子,随分离度增加(即斑块越破碎),径流流速、雷诺数和径流功率增加,导致径流率和土壤侵蚀速率上升。该研究揭示了生物结皮及其分布格局在草地水土保持中的重要作用,为半干旱区水土保持管理和评估提供了科学依据和管理策略。 展开更多
关键词 土壤侵蚀 植被 景观格局指数 产流产沙特征 水力学参数
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基于碎屑锆石及水文观测的黄河多沙粗沙区重要支流来沙变化分析
8
作者 白婷 范念念 +2 位作者 王远见 聂锐华 刘兴年 《工程科学与技术》 北大核心 2025年第1期37-47,共11页
巨大的来沙量是造成黄河水沙灾害的重要原因。近年来,黄河及其主要支流实测输沙量明显减少,但产沙输沙的多时空尺度特征仍不明确。以多沙粗沙区的重要支流皇甫川和窟野河为例,利用现代水文资料和碎屑锆石物源结合的方法,分析产沙输沙变... 巨大的来沙量是造成黄河水沙灾害的重要原因。近年来,黄河及其主要支流实测输沙量明显减少,但产沙输沙的多时空尺度特征仍不明确。以多沙粗沙区的重要支流皇甫川和窟野河为例,利用现代水文资料和碎屑锆石物源结合的方法,分析产沙输沙变化的多时空属性特征。通过统计检验方法对实测水文资料进行分析,发现年径流量和年输沙量均呈显著的减小趋势,其中:皇甫川径流、输沙序列的突变点发生在1978年和1998年,且均发生明显减小;窟野河径流的突变点发生在1979年、1997年和2011年,前两个突变点明显减小,最后一个突变点明显增加,而输沙的突变点发生在1979年和1997年,均明显减小。对皇甫川和窟野河现代河流沉积物(2020年)和几千年前的河流阶地沉积物分别进行了碎屑锆石测试分析,得出两条河流的泥沙主要由黄土和基岩组成,而现代河流泥沙中黄土的贡献率比阶地更大。造成这种输沙量急剧减小、黄土比例增加现象的原因是人类扰动加速了黄土侵蚀,但流域地表水和地下水资源的开采及水土保持措施减少了水量,使得泥沙的输移比减小,大量从坡面上侵蚀的黄土沉积在沟道之中,没有被输送到流域的出口,为极端天气下的来沙提供了物源。本文采用现代尺度的水文观测资料分析与地质沉积学的方法,结合不同尺度的方法,对黄河多沙粗沙区重要支流的来沙变化进行分析,可为调控治理黄河水沙灾害的相关研究提供一定的思路。 展开更多
关键词 黄河 径流量 输沙量 碎屑锆石物源
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甘肃黄河流域水沙动态及其归因分析 被引量：3
9
作者 王逸飞 武磊 +6 位作者 杨致远 高祖桥 申娜 李美静 张旭阳 刘源文 李常斌 《水资源保护》 北大核心 2025年第1期131-139,共9页
以甘肃黄河流域中洮河、祖厉河和泾河流域3个支流典型流域为研究区,基于SWAT模型对典型流域的水沙过程进行模拟。采用双累积曲线划分水沙变化特征时段,通过对比分析各特征时段SWAT模型的模拟结果,进行气候和下垫面因素对3个典型流域水... 以甘肃黄河流域中洮河、祖厉河和泾河流域3个支流典型流域为研究区,基于SWAT模型对典型流域的水沙过程进行模拟。采用双累积曲线划分水沙变化特征时段,通过对比分析各特征时段SWAT模型的模拟结果,进行气候和下垫面因素对3个典型流域水沙过程影响的贡献分离。结果表明:SWAT模型对3个典型流域水沙模拟精度较好,不同典型流域径流深和输沙模数空间分异显著,洮河流域水多沙少,祖厉河和泾河流域水少沙多;3个典型流域降水-径流和径流-泥沙双累积曲线的斜率存在明显变化,以斜率表征的径流系数和输沙量均呈减小趋势;1980—2020年,3个典型流域水沙俱减,气候和下垫面因素对各特征时段水沙变化的贡献存在差异,前期气候因素影响显著,后期下垫面因素贡献有所提升;人类活动参与改造的下垫面因素是甘肃黄河流域水沙俱减的主要原因。 展开更多
关键词 水沙动态 SWAT模型 双累积曲线 气候因素 下垫面因素 甘肃黄河流域
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暴雨条件下水土保持措施对坡面产流产沙的影响 被引量：2
10
作者 赵泽坤 史明昌 +2 位作者 杨润泽 王奋忠 王世雷 《水土保持研究》 北大核心 2025年第2期43-51,共9页
[目的]探究暴雨条件下水土保持措施对坡面产流产沙的影响,可对科学制定高效的水土流失防治措施提供依据。[方法]依托北京密云区石匣小流域水土保持科技示范园的7个径流小区,选取了2010—2021年20场自然暴雨观测数据,运用统计和相关分析... [目的]探究暴雨条件下水土保持措施对坡面产流产沙的影响,可对科学制定高效的水土流失防治措施提供依据。[方法]依托北京密云区石匣小流域水土保持科技示范园的7个径流小区,选取了2010—2021年20场自然暴雨观测数据,运用统计和相关分析等方法探讨了不同水土保持措施对产流产沙和面源污染的影响,并分析了降雨、土壤、植被因子与产流产沙之间的相关性。[结果](1)在2010—2021年研究区年降雨总量相对平缓,但年降雨频率有所增加、暴雨发生次数呈现出上升趋势。(2)在20次暴雨条件样本中,荆条的减流率和减沙率分别为94.13%和99.76%,减流减沙效益优于刺槐+侧柏+鱼鳞坑、玉米+梯田等其他组合。荆条、刺槐+侧柏+鱼鳞坑对面源污染的防治效果较好,污染指标显著低于平均水平。(3)降雨因子、植被因子与径流泥沙的相关性分析显示,平均雨强、I30、I60与径流量呈显著正相关,相关系数分别为0.54,0.73,0.7;平均雨强、I60与泥沙量呈显著正相关,相关系数分别为0.58,0.5;植物盖度与径流量、泥沙量明显负相关,相关系数分别为-0.51,-0.58。[结论]综合考虑暴雨条件下的径流泥沙数据,我们认为在保障经济效益的前提下,推荐该地区采用荆条作为优先水土保持措施。 展开更多
关键词 土壤侵蚀 暴雨 产流产沙 水土保持效益 北方土石山区
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差异雨型下水土保持措施对紫色土坡面产流产沙的影响
11
作者 郑宇 李力 丁文峰 《长江科学院院报》 北大核心 2025年第6期87-93,101,共8页
明确不同雨型条件下紫色土坡面产流产沙对水土保持措施的响应特征可为评估紫色土水土保持措施效益提供理论依据。基于紫色土区10个不同水土保持措施径流小区的37场降雨的产流产沙数据,采用K-Means聚类方法,依据平均雨强(I_(ave))、最大3... 明确不同雨型条件下紫色土坡面产流产沙对水土保持措施的响应特征可为评估紫色土水土保持措施效益提供理论依据。基于紫色土区10个不同水土保持措施径流小区的37场降雨的产流产沙数据,采用K-Means聚类方法,依据平均雨强(I_(ave))、最大30 min雨强(I_(30))、降雨历时(T)、降雨侵蚀力(R_(r))指标划分降雨类型,分析不同雨型和水土保持措施对坡面产流产沙的影响。结果表明:①37场降雨可划分为5种雨型,包括Ⅰ型(弱侵蚀、小雨强、长历时)、Ⅱ型(中弱侵蚀、中小雨强、中长历时)、Ⅲ型(中侵蚀、中雨强、中历时)、Ⅳ型(中强侵蚀、中大雨强、中短历时)、Ⅴ型(强侵蚀、大雨强、短历时),其中Ⅲ型为引起坡面水土流失的主要雨型,该雨型导致的产流量和产沙量分别是另外4种雨型的1.2~6.4倍和2.7~19.4倍。②农地窄面埂沟梯地种植和台地种植分别在小雨型(Ⅰ、Ⅱ型)和大雨型(Ⅳ、Ⅴ型)条件下减流效益最佳,主要是由于梯地能有效拦截低雨强、小雨量降雨的径流泥沙,而在大雨量、高雨强的降雨条件下,梯地易蓄满,台地能更有效拦截径流泥沙;其次,林地隔离草带在Ⅰ型降雨条件下的减流效益最佳,主要是由于草带能有效减缓其径流流速,促进下渗和泥沙沉积。研究结果可为进一步明确紫色土区的降雨-水沙关系提供依据。 展开更多
关键词 紫色土 雨型 产流产沙 水土保持措施 径流小区
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山西吉县清水河径流输沙变化及影响因素分析
12
作者 谢宇 魏天兴 +1 位作者 张晓明 缪今典 《泥沙研究》 北大核心 2025年第1期39-46,共8页
为探究多种措施综合影响下清水河径流输沙的变化规律及影响因素,收集1950年以来的降水、径流、输沙及水土保持数据,应用突变检验、累积量斜率变化率比较法、相关公式法明确径流输沙突变点,计算气候和人类活动的贡献率与水土保持措施的... 为探究多种措施综合影响下清水河径流输沙的变化规律及影响因素,收集1950年以来的降水、径流、输沙及水土保持数据,应用突变检验、累积量斜率变化率比较法、相关公式法明确径流输沙突变点,计算气候和人类活动的贡献率与水土保持措施的减水减沙效益。结果表明,清水河径流量、输沙量显著持续减少,输沙变化对于梯田、淤地坝面积的增长更为灵敏,而径流量的变化主要取决于五大措施综合变化;退耕还林之前的人类活动对径流和输沙变化的贡献率分别为86.71%和81.60%,退耕还林实施后的贡献率分别达到98.68%和96.33%,水土保持措施的减水效益值为76.59%,减沙效益值为99.79%,水土保持措施减少河流输沙作用远高于对径流的影响。 展开更多
关键词 径流 输沙 退耕还林 水土保持措施
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北方土石山区不同粒径团聚体特征及其对坡面侵蚀过程的影响 被引量：3
13
作者 陈仕媛 马岚 陈佩岩 《水土保持研究》 北大核心 2025年第2期102-110,139,共10页
[目的]探究不同雨型下坡面侵蚀过程,阐明团聚体稳定性特征与坡面侵蚀之间的定量关系,为北方土石山区水土流失治理提供理论依据。[方法]以北方土石山区2种典型褐土(石灰性褐土、黄土性褐土)为研究对象,通过LB法分析了<2 mm,2~3 mm,3~5... [目的]探究不同雨型下坡面侵蚀过程,阐明团聚体稳定性特征与坡面侵蚀之间的定量关系,为北方土石山区水土流失治理提供理论依据。[方法]以北方土石山区2种典型褐土(石灰性褐土、黄土性褐土)为研究对象,通过LB法分析了<2 mm,2~3 mm,3~5 mm,5~7 mm,>7 mm粒径团聚体稳定性,并设计总降雨量相同的增强型、减弱型、谷值型、峰值型4种降雨类型,分析了不同雨型下土壤侵蚀过程,并将各粒径团聚体稳定性特征参数Ka替换WEPP模型中的可蚀性因子Ki计算预测值,用Nash-sutcliffe有效性E对比模拟值与实测值,分析了模型适用性。[结果]在LB法3种处理下2种土壤团聚体稳定性大小均表现为快速湿润>湿润振荡>慢速湿润,大粒径范围团聚体稳定性较小粒径范围团聚体低,粒径范围<2 mm及2~3 mm团聚体稳定性最好,且黄土性褐土团聚体稳定性小于石灰性褐土。不同雨型下,谷值型坡面产流产沙总量最大,是峰值型产流产沙量的1.6,1.3倍。同一降雨强度出现在不同阶段,对径流强度和产沙率有显著影响,峰值型和谷值型起始阶段的径流强度和产沙率均大于结束阶段,黄土性褐土径流强度和产沙率均大于石灰性褐土。各团聚体粒径在增强型和减弱型雨型下坡面侵蚀模拟效果较好,在3~5 mm粒径团聚体模拟效果最好,有效性计算值达到0.8以上。[结论]用不同粒径团聚体稳定性表征土壤可蚀性参数模拟效果较好,可为北方土石山区水土保持有效性评价提供参考。 展开更多
关键词 粒径 团聚体稳定性 雨型 土壤侵蚀 径流泥沙
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滦河流域水文连通性时空变化及其影响因素
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作者 李雪涵 王阳阳 +2 位作者 崔旭辉 贾国栋 余新晓 《水土保持研究》 北大核心 2025年第3期28-35,54,共9页
[目的]量化2000—2019年中国海河流域山区水沙连通性的时空变化,探究土地利用变化对水文连通性的影响,为海河山区的水沙治理提供新的依据。[方法]采用基于通用土壤流失方程植被因子(C)和植被指数(NDVI),计算两种水文连通性指数(IC),并... [目的]量化2000—2019年中国海河流域山区水沙连通性的时空变化,探究土地利用变化对水文连通性的影响,为海河山区的水沙治理提供新的依据。[方法]采用基于通用土壤流失方程植被因子(C)和植被指数(NDVI),计算两种水文连通性指数(IC),并量化年尺度下滦河流域水文连通性。[结果](1)2000—2019年滦县水文站控制流域内IC_(c)的均值分别为-1.41,-1.41,-1.41,-1.39,-1.38,IC_(ndvi)的均值为-2.14,-2.33,-2.56,-2.36,-2.28;IC_(c)和IC_(ndvi)的空间分布格局相似,均呈现上游<中游<下游,西北低、东南高的分布特征。(2)滦河流域IC指数变化面积占比均为不显著减少>不显著增加>显著减少>显著增加,52.39%的区域呈现不显著减少,38.67%的区域不显著增加。水文连通性减少的区域为上游西部、中游和下游东部,增加的区域主要为中下游承德、迁安等市附近。IC_(ndvi)指数在刻画水文连通性及其显著变化方面优于IC_(c)指数。(3)流域IC_(c),IC_(ndvi)与年径流深度和年输沙模数呈现出显著的正相关关系(相关系数分别为0.6,0.7)。(4)各地类IC_(ndvi)均值计算结果由大到小依次为裸地0.98,建筑-0.17,农田-2.13,森林-2.54,草原-2.78,灌木-3.00,湿地-3.80,水体-3.98。[结论]随着退耕还林等工程的实施,20年间滦河水文连通性不显著减少。由农田、草原转变为森林、建筑的主要土地利用变化导致森林、农田IC_(ndvi)减少,草原、建筑用地IC_(ndvi)增加。 展开更多
关键词 水文连通 IC指数 滦河流域 径流泥沙 土地利用
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改进双累积曲线法分析长江上游水沙关系累积变异规律
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作者 肖怡慧 金中武 +2 位作者 张国帅 金光球 李志晶 《水土保持学报》 北大核心 2025年第3期97-104,115,共9页
[目的]大型水库群拦沙条件下,长江上游干流水沙关系出现累积变异,年径流量不存在显著变化而年输沙量持续减少。[方法]基于1950—2022年长江上游主要干支流年径流量、年输沙量观测值,采用改进的双累积曲线法,计算双累积曲线偏差序列并引... [目的]大型水库群拦沙条件下,长江上游干流水沙关系出现累积变异,年径流量不存在显著变化而年输沙量持续减少。[方法]基于1950—2022年长江上游主要干支流年径流量、年输沙量观测值,采用改进的双累积曲线法,计算双累积曲线偏差序列并引入尺度缩放因子,分析长江上游流域水沙累积变异规律。[结果]长江上游水沙关系分别在1985年、1998年、2002年和2013年发生突变,年均含沙量由1.20 kg/m^(3)依次下降为1.02、0.77、0.12、0.03 kg/m^(3)。结合长江上游大型水库群时空分布,分析对长江上游水沙关系存在明显调控作用的大型水库发现,长江上游发生4次水沙关系突变分别对应宝珠寺和乌江渡水库、二滩和三峡水库、向家坝水库、溪洛渡水库的蓄水运用,由此导致长江上游年均输沙量减少5.15亿t,上游流域减沙率为97.17%。[结论]改进双累积曲线法可有效量化水沙关系累积变异,识别多时间尺度突变点。长江上游水沙关系突变受水库群拦沙主导,且支流与干流水库的时空叠加效应加剧了累积变异。研究成果可为流域水沙调控提供理论依据。 展开更多
关键词 长江上游 泥沙 改进双累积曲线法 水沙关系突变 累积变异
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基于CMADS数据集的寻乌水流域水沙模拟研究
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作者 谯剑波 刘贵花 +4 位作者 王伟华 丰青艳 仝兴庆 陈宗怡 谷新晨 《江西师范大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期178-186,共9页
CMADS数据集为气象数据缺乏的地区提供了潜在数据源,对水资源管理和评价有着重要意义.为探讨CMADS在流域水文模拟中的适用性问题,该文以寻乌水流域为研究区,分析了2010-2018年在流域内的水沙变化特征,并依据河网密度法计算出最佳集水面... CMADS数据集为气象数据缺乏的地区提供了潜在数据源,对水资源管理和评价有着重要意义.为探讨CMADS在流域水文模拟中的适用性问题,该文以寻乌水流域为研究区,分析了2010-2018年在流域内的水沙变化特征,并依据河网密度法计算出最佳集水面积,分别用传统气象站数据和CMADS气象数据集驱动SWAT模型,进行流域径流和泥沙模拟分析.研究结果表明:在流域内多年水沙变化呈不显著增加趋势,泥沙变化不均匀;当集水面积阈值为9.000 km^(2)时,提取出的河网与实际河网吻合度较高,为最佳集水面积;在CMADS数据集和传统气象数据驱动下的SWAT模型对径流和泥沙模拟效果均达到模型模拟效果评价标准,都适用于寻乌水流域的水沙模拟;CMADS数据集驱动的模型模拟效果整体更佳,可替代地面观测数据用于该地区水文模拟研究,CMADS数据集可为气象站点数据不足的区域建立SWAT模型提供数据支撑. 展开更多
关键词 CMADS SWAT模型 寻乌水流域 径流 泥沙
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渭河下游干流水沙变化特征分析
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作者 刘佳昕 王新 +3 位作者 刘博伟 耿菲 田世民 田伟超 《水文》 北大核心 2025年第4期103-112,共10页
近年来全球气候变化和人类活动加剧导致渭河流域产流产沙条件发生明显变化,研究该区域水沙变化特性对黄土高原水土保持和流域可持续发展有着重要意义。基于渭河干流代表水文站华县站和咸阳站1960—2021年共62年的实测水沙资料,采用集对... 近年来全球气候变化和人类活动加剧导致渭河流域产流产沙条件发生明显变化,研究该区域水沙变化特性对黄土高原水土保持和流域可持续发展有着重要意义。基于渭河干流代表水文站华县站和咸阳站1960—2021年共62年的实测水沙资料,采用集对分析、Mann-Kendall非参数检验和Morlet小波分析等方法探究了渭河下游径流量和输沙量的年内及年际变化特征。结果表明:华县、咸阳站水沙变化季节性明显,华县站水沙联系度在冬季较高,咸阳站则为秋季较高,两站水沙联系度均在夏季表现最低。从年际上看,华县、咸阳站水沙呈波动下降趋势。两站径流量均在1971年发生突变;华县站输沙量在2002年发生突变,咸阳站输沙量无突变点。 展开更多
关键词 渭河 径流量 输沙量 季节性 人类活动
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密云水库上游侵蚀性降雨特征及水保措施对坡面水土流失的影响
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作者 王玥欢 颜婷燕 +4 位作者 魏商 赵娅娜 徐发军 王云琦 程金花 《水土保持研究》 北大核心 2025年第3期45-54,共10页
[目的]探索密云水库上游降雨类型和不同水保措施对水土流失的影响规律,为该研究区水土流失防治提供科学依据。[方法]基于石匣坡面径流场2014—2022年92次侵蚀性降雨实测数据,应用聚类分析、方差分析等方法,进而揭示侵蚀性降雨下不同措... [目的]探索密云水库上游降雨类型和不同水保措施对水土流失的影响规律,为该研究区水土流失防治提供科学依据。[方法]基于石匣坡面径流场2014—2022年92次侵蚀性降雨实测数据,应用聚类分析、方差分析等方法,进而揭示侵蚀性降雨下不同措施的水土保持效益。[结果](1)研究区2014—2022年共观测到92次侵蚀性降雨事件,年均侵蚀性降雨量为311.27 mm,侵蚀性降雨主要集中在7月和8月。(2)基于K-均值聚类分析,研究区侵蚀性降雨可划分为3类:Ⅰ雨型(长历时、大雨量、小雨强)、Ⅱ雨型(短历时、小雨量、大雨强)、Ⅲ雨型(中历时、中雨量、中雨强)。Ⅱ雨型发生频次最高。(3)不同措施小区的水土保持效益有所差异。在相同的降雨条件下,与裸地相比,高覆盖度草地(苜蓿)、鱼鳞坑(侧柏)、土坎梯田(玉米)小区水土保持效益最佳;而耕作措施小区没有起到减流减沙的效果,反而加剧了水土流失的发生。(4)各措施小区产沙量与最大30 min雨强呈一定的正相关,产流量与降雨侵蚀力呈一定的正相关,但与降雨历时、平均降雨强度的相关性不显著。[结论]最大30 min雨强和降雨侵蚀力是影响该区域不同水保措施坡面产流产沙的关键指标。高覆盖度植被措施和多种措施相结合的配置模式是减少坡面水土流失的有效措施,因此要因地制宜、合理布设水土保持措施配置,达到水土保持效益的最大化。 展开更多
关键词 水保措施 侵蚀性降雨 产流产沙
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黄河上中下游水沙变化特征及其驱动因素对比分析
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作者 左超 常兴 +1 位作者 辛朋磊 张彦 《中国农村水利水电》 北大核心 2025年第4期184-191,200,共9页
基于2002-2022年黄河流域上中下游3个典型水文站(兰州、龙门和利津)的降水量、径流量和输沙量数据,利用Mann-Kendall趋势检验法、Pettitt突变检验法、水沙关系曲线以及双累积曲线分析了其水沙变化特征及其驱动因素,并计算了气候变化和... 基于2002-2022年黄河流域上中下游3个典型水文站(兰州、龙门和利津)的降水量、径流量和输沙量数据,利用Mann-Kendall趋势检验法、Pettitt突变检验法、水沙关系曲线以及双累积曲线分析了其水沙变化特征及其驱动因素,并计算了气候变化和人类活动对径流量和输沙量变化的贡献率。结果表明:兰州水文站(汛期和非汛期)和利津水文站(非汛期)的径流量具有显著增加趋势且变化率分别为4.83、2.47和3.37亿m^(3)/a,龙门水文站输沙量在非汛期具有显著的减小趋势且变化率为-128.01万t/a;各水文站降水量、径流量和输沙量的突变点具有一定的差异性,如汛期时兰州水文站、龙门水文站和利津水文站输沙量的突变点分别为2008年、2009年和2018年;兰州水文站(非汛期)和利津水文站(汛期和非汛期)的水沙关系拟合相对较好,其中龙门水文站(汛期)和利津水文站(非汛期)河道受径流侵蚀作用而使输沙量较大,兰州水文站(非汛期)和利津水文站(汛期)受到河道水流侵蚀能力最强;在非汛期人类活动对龙门水文站(径流量)和利津水文站(输沙量)的贡献率较大分别为94.69%和94.50%,降水对兰州水文站和龙门水文站输沙量的贡献率较大分别为99.54%和99.03%。研究成果可为黄河流域上中下游的水沙合理调控及生态环境高质量可持续发展提供一定的科学基础。 展开更多
关键词 黄河流域 水沙变化 驱动因素 趋势和突变分析 贡献率
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翻斗式径流泥沙半自动监测设备的误差及校准分析
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作者 李佳明 张志兰 +5 位作者 陈晓燕 吴俊南 王星 冯滔 罗伏林 朱平宗 《水土保持研究》 北大核心 2025年第2期167-177,共11页
[目的]分析翻斗式径流泥沙半自动监测设备在野外实际应用下的误差规律,构建径流量和泥沙量校准模型,为径流泥沙半自动监测设备的应用提供依据。[方法]采用天然降雨径流泥沙监测数据,对翻斗式径流泥沙半自动监测设备的径流量和泥沙量测... [目的]分析翻斗式径流泥沙半自动监测设备在野外实际应用下的误差规律,构建径流量和泥沙量校准模型,为径流泥沙半自动监测设备的应用提供依据。[方法]采用天然降雨径流泥沙监测数据,对翻斗式径流泥沙半自动监测设备的径流量和泥沙量测量值的误差进行分析,基于人工模拟径流冲刷试验初步构建了径流量和泥沙量的校准函数,结合自然降雨试验数据构建了7个径流小区径流泥沙半自动监测设备的径流量和泥沙量校准模型,并验证校准模型的可行性。[结果](1)翻斗式径流泥沙半自动监测设备得到的径流量和泥沙量与实测值存在一定误差,次降雨条件下各径流小区径流量和泥沙量相对误差分别介于0.03%~139.52%和0.32%~346.19%,且误差均随径流量和泥沙量的增大而减小;年尺度上径流量和泥沙量的误差分别介于2.23%~45.03%和-10.38%~103.26%,径流量的自动测量数据总体偏大,而泥沙量没有明显规律,但半自动监测设备次降雨尺度监测结果的误差大于年尺度的误差。(2)翻斗式径流泥沙半自动监测设备的监测数据可以用线性函数方程进行校准,通过径流模型、泥沙模型校准后,径流量和泥沙量均方根误差均大幅下降,相对误差分别介于-0.01%~0.68%和0.00%~3.52%,能够达到径流泥沙监测数据误差均小于5%的相关要求。[结论]虽然径流泥沙半自动监测设备的使用对加快水土流失监测自动化进程、提升数据获取效率具有重要意义,但设备安装后需要进行进一步校准,采用自然降雨真实径流数据建立的校准模型,校准结果更佳。 展开更多
关键词 径流泥沙半自动监测设备 翻斗式 误差分析 校准模型
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