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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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城市降雨条件下生物滞留池对多环芳烃的削减效果研究
2
作者 栾清华 胡容京 +2 位作者 暴瑞玲 高成 周宏 《水资源保护》 北大核心 2025年第2期12-18,29,共8页
为探究生物滞留池对城市降雨径流的多环芳烃面源污染的削减效果,构建了基于真实场景的生物滞留池,并设计了具有最不利条件的积水场景,以进出水条件为变量,对径流与介质接触时间、进水水深和壅水带深度等因素的影响进行了试验研究。结果... 为探究生物滞留池对城市降雨径流的多环芳烃面源污染的削减效果,构建了基于真实场景的生物滞留池,并设计了具有最不利条件的积水场景,以进出水条件为变量,对径流与介质接触时间、进水水深和壅水带深度等因素的影响进行了试验研究。结果表明:在无壅水带设置的情景下,高、中、低进水水深下多环芳烃的稳定去除率分别为71.2%、77.3%、81.4%,较低的进水水深有利于延长接触时间,提高削减效果;相同进水水深的条件下,随着壅水深度的增加及厌氧环境的形成,多环芳烃削减效果逐渐提高,相比于10 cm壅水带,60 cm壅水带条件下多环芳烃去除率提高了15.7%;多环芳烃的长期累积会导致介质饱和,在生物滞留池内多环芳烃累积量达280μg时,试验出现浸出效应,降低了削减效果。 展开更多
关键词 多环芳烃 生物滞留池 城市降雨径流 面源污染 削减效果
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输变电工程施工区边坡不同植被恢复模式的水土保持效益 被引量：1
3
作者 吕铭 刘岩 +6 位作者 吕忠华 赫鑫 计霖 刘然 贾博 王文龙 郑俊林 《西北林学院学报》 北大核心 2025年第2期132-140,共9页
研究不同植被恢复模式对矿区输变电工程施工边坡产流产沙的影响。采用野外原位放水冲刷方法,以裸坡为对照,研究了矿区输变电施工时边坡在不同放水流量(5~25 L/min)条件下裸坡(LP)、冰草坡面(BC)、沙打旺冰草混合坡面(SBC)的产流产沙规... 研究不同植被恢复模式对矿区输变电工程施工边坡产流产沙的影响。采用野外原位放水冲刷方法,以裸坡为对照,研究了矿区输变电施工时边坡在不同放水流量(5~25 L/min)条件下裸坡(LP)、冰草坡面(BC)、沙打旺冰草混合坡面(SBC)的产流产沙规律和减水减沙效益。结果表明:1)在各放水流量条件下,裸坡与植被坡面的径流率均随放水流量增大而增大,而含沙量和侵蚀速率表现为先增加后降低的趋势。在产流初期,径流率与侵蚀速率显著增大,后波动降低。2)LP、BC和SBC坡面平均径流率分别为2.62~15.96、0.26~13.48、0.91~13.44 L/min。坡面平均含沙量分别为0.21~0.79、0.03~0.10、0.05~0.09 g/mL,而平均侵蚀速率分别为824~3926、21~792、95~661 g/min。各坡面侵蚀速率与径流之间呈现极显著的幂函数关系(P<0.01)。3)BC和SBC坡面的减水效益分别为15.5%~89.8%和18.6%~100.0%,减沙效益分别为71.6%~97.0%和66.9%~100.0%。沙打旺冰草混合坡面(SBC)的防蚀效益优于单一植被防护坡面(BC),合理选择和因地制宜应用不同的植被恢复模式能有效减少水土流失和侵蚀现象。 展开更多
关键词 植被恢复模式 输变电工程施工边坡 径流率 侵蚀速率 减水减沙
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工程陡坡水蚀特征对植被密度响应的降雨试验
4
作者 郭锐 张鹏 +3 位作者 李黎 李季孝 刘海波 吴光耀 《人民长江》 北大核心 2025年第3期184-190,229,共8页
工程建设扰动地表、破坏原地貌,易诱发水土流失,而植被种植是恢复工程扰动区域生态的重要手段之一。在野外调查基础上,开展了模拟降雨试验,以裸坡为对照,分析了百喜草(Paspalum notatum Flugge,PF)在2种种植密度(PF10,10 cm×10 cm;... 工程建设扰动地表、破坏原地貌,易诱发水土流失,而植被种植是恢复工程扰动区域生态的重要手段之一。在野外调查基础上,开展了模拟降雨试验,以裸坡为对照,分析了百喜草(Paspalum notatum Flugge,PF)在2种种植密度(PF10,10 cm×10 cm;PF20,20 cm×20 cm)条件下对工程陡坡(28°)产流产沙特征以及水沙效益的影响。结果表明:①1.0,1.5,2.0 mm/min降雨强度下PF20地表径流发生时间比裸坡提前61.81%,0.88%,19.38%,而PF10在降雨强度1.5 mm/min和2.0 mm/min时起到延缓径流发生的效果,滞后效益分别达到76.61%和237.21%。②裸坡3种降雨强度下的平均产流率是PF10的3.23,4.55,1.28倍,降雨强度1.0 mm/min和1.5 mm/min下,裸坡平均产流率是PF20的1.10倍和1.27倍,但在降雨强度为2.0 mm/min时,PF20的平均产流率达到裸坡的1.08倍;在降雨强度≤1.5 mm/min时植被可显著减少陡坡侵蚀,但在降雨强度为2.0 mm/min时在产流中后期出现植被陡坡侵蚀大于裸坡,但总体上3种降雨强度下裸坡平均产沙率分别达到PF20的7.83,2.86,1.24倍,是PF10的23.01,6.98,3.13倍。③PF20和PF10的平均减沙效益分别为57.26%和83.11%,平均减流效益分别为7.08%和56.22%,PF10的减流和减沙效益分别是PF20的7.94倍和1.45倍。方差贡献率分析表明降雨强度对工程陡坡累计产流量和累计产沙量的贡献率是植被密度的7.18倍和4.31倍,但植被密度的调控产沙效果高于产流。研究结果可为工程扰动边坡开展植被生态修复提供科学指导。 展开更多
关键词 工程陡坡 植被密度 产流产沙 减水减沙 模拟降雨
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工程堆积体产流产沙及水沙效益对植被近地表特征的响应 被引量：3
5
作者 李建明 陈兰 +4 位作者 任洪玉 孙蓓 杨贺菲 熊怡 孙宝洋 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期142-151,共10页
针对陡坡工程堆积体水土流失严重的问题,通过野外模拟降雨试验开展植被不同近地表特征对堆积体产流产沙和蓄水减沙效益特征影响的定量研究。选择土石混合堆积体(10%砾石质量分数,坡度30°)作为工程侵蚀下垫面的典型代表,并以裸坡(ba... 针对陡坡工程堆积体水土流失严重的问题,通过野外模拟降雨试验开展植被不同近地表特征对堆积体产流产沙和蓄水减沙效益特征影响的定量研究。选择土石混合堆积体(10%砾石质量分数,坡度30°)作为工程侵蚀下垫面的典型代表,并以裸坡(bare slope,BS)为对照,定量分析了植被在3种近地表特征条件下(完整植株(intact grass,IG),不含叶(not leaf,NL),只含根系(only root,OR)对堆积体产流产沙特征和蓄水减沙效益影响。结果表明:1)植被在IG条件下延缓坡面径流发生使其较BS滞后,效益达50.74%~188.98%,但不完整植被(NL、OR)会加速径流发生使其较BS提前2.19%~70.12%;2)植被在NL和OR下的瞬时径流率比IG增大0.20%~185.58%,在降雨强度1.8 mm/min的瞬时径流率甚至比BS高1.20%~169.10%;植被在IG和NL条件下瞬时侵蚀速率比BS减少0.91%~98.71%,但在降雨强度达到1.8 mm/min时OR条件下甚至增大侵蚀使其比BS高6.76%~75.63%;3)随降雨强度增大,植被在NL和OR条件下的减沙效益由95.18%和68.31%分别递减至46.58%和-68.13%,但对IG下的减沙效益影响小(效益差异<2%),平均蓄水效益随降雨强度增大而减小。不同堆积体水沙呈显著线性相关(R^(2)在0.40~0.88),且径流率达到4 L/min会显著改变植被对堆积体坡面防护效益。提出开展堆积体生态修复时选择冠层丰富的植被,同时要避免外部因素对植被造成损害。研究结果对于揭示植被防护扰动边坡侵蚀机制具有重要意义,可为堆积体植被修复提供实践指导。 展开更多
关键词 植被 侵蚀 堆积体 近地表特征 径流产沙 蓄水减沙
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小浪底水库减淤调度模式探讨 被引量：3
6
作者 王婷 赵东晓 +3 位作者 马怀宝 贾梦豪 董华 王远见 《人民黄河》 CAS 北大核心 2024年第8期26-30,共5页
小浪底水库在黄河中下游防洪格局中发挥着重要作用,长期保持库区较大库容、延长拦沙运用期,对黄河防洪保安具有重大意义。基于小浪底水库运用以来入库水沙条件变化以及调度实践分析,提出了近期小浪底水库减淤调度模式:前汛期洪水期考虑... 小浪底水库在黄河中下游防洪格局中发挥着重要作用,长期保持库区较大库容、延长拦沙运用期,对黄河防洪保安具有重大意义。基于小浪底水库运用以来入库水沙条件变化以及调度实践分析,提出了近期小浪底水库减淤调度模式:前汛期洪水期考虑下游河道淤积和主槽过流能力,尽量利用大流量过程开展降低水位排沙运用,冲刷库区河槽新增淤积物,以恢复河槽过流能力,保持库区高效输沙通道;水库排沙运用过后,运用水位宜不高于库区较大滩地滩面,利用河槽输沙调沙能够有效减缓滩面淤积;后汛期在保证防洪安全的前提下,根据上游来沙情况择机开展水库回蓄,尽早将库水位蓄至HH37断面附近滩面以上,利用HH37断面以上库段临时调沙,减缓滩面淤积。 展开更多
关键词 减淤 河槽 调沙作用 调度模式 小浪底水库
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大别山区不同水土保持措施配置模式的效益评价 被引量：4
7
作者 周杰 田培 +2 位作者 吴宜进 贾婷惠 沈晨竹 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2024年第6期61-69,78,共10页
[目的]为揭示大别山区不同水土保持措施的减流减沙效益,优化大别山区水土保持措施的配置模式。[方法]基于黄冈市石桥铺、红安县、英山县和团风县4个站点径流小区的侵蚀观测数据,对比分析不同水土保持措施配置模式下的水土保持效益。[结... [目的]为揭示大别山区不同水土保持措施的减流减沙效益,优化大别山区水土保持措施的配置模式。[方法]基于黄冈市石桥铺、红安县、英山县和团风县4个站点径流小区的侵蚀观测数据,对比分析不同水土保持措施配置模式下的水土保持效益。[结果](1)正常农耕种植无明显水保效益,梯田+耕作配置模式下水保效益得到提高,均取得正向的水保效益,其中石坎梯田+花生油菜综合效益最好,土壤侵蚀削减率达到55%;(2)生物措施结合工程措施的配置模式有着良好的水保效益,但其减流减沙效益存在差异,如石坎梯田+板栗的减沙效益要优于减流效益;(3)香根草、香根草等高绿篱是研究中水保效益最优异的措施,香根草等高绿篱的综合效益达到70%。[结论]香根草、香根草等高绿篱适宜在黄冈市和大别山区进行推广,同时多种措施结合的配置模式相较单一措施更具有优势。研究结果可为湖北省大别山区水保措施的优化配置提供参考。 展开更多
关键词 径流小区 水土保持措施 水保效益 减流减沙
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长期植被覆盖对紫色土坡面减流减沙能力的影响 被引量：5
8
作者 张蒙 胡桂清 +3 位作者 张文太 杨立荣 姜群力 王志刚 《水土保持研究》 CSCD 北大核心 2024年第5期164-172,共9页
[目的]研究长期林草植被覆盖小区减流减沙能力的变化速率,为西南土石山区水土保持植被恢复提供科学依据。[方法]2018—2021年在贵州省赤水市天台镇径流场观测了15°裸地、15°草地、15°林地、30°林地与30°草地5... [目的]研究长期林草植被覆盖小区减流减沙能力的变化速率,为西南土石山区水土保持植被恢复提供科学依据。[方法]2018—2021年在贵州省赤水市天台镇径流场观测了15°裸地、15°草地、15°林地、30°林地与30°草地5个径流小区的产流产沙、植被覆盖、土壤表层含水量数据,用径流系数和含沙量的变化反映各小区减流减沙能力的变化。[结果]5个小区减流减沙效益排序为30°草地>15°林地>30°林地>15°草地>裸地。其中,30°草地小区植被覆盖度最高,为92.8%,其径流量和土壤侵蚀模数分别为2.43 mm和6.51 t/(km^(2)·a)。裸地小区径流量最高,为153.49 mm,土壤侵蚀模数最高,为1214.5 t/(km^(2)·a);15°草地小区径流系数降低速率最快,为-0.292%/a,其含沙量降低速率也最快,为-14.6 g/(L·a)。植被覆盖度与径流量之间负相关关系极显著,与含沙量负相关关系显著,与土壤表层含水量呈极显著正相关关系。[结论]高植被覆盖度有利于植被恢复、水源涵养和控制水土流失。对于水土流失相对严重的15°草地坡面,其长期植被覆盖的水土保持效益更为明显。 展开更多
关键词 植被 水土流失 径流系数 含沙量 减流减沙效益
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生态棒间隔距离对铁尾矿坡面减流减沙效应的影响 被引量：2
9
作者 李睿杰 杨建英 +6 位作者 赵廷宁 史常青 张学沛 孙非凡 赖林枫 孙智龙 李成 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期98-107,共10页
中国铁尾矿库的排放量大而综合利用率低,遗留的铁尾矿库形成大面积裸露库面和边坡,易引发水土流失、边坡滑塌等危害。为明确边坡生态修复中生态棒拦挡措施的水土流失防治机理,该研究以张宣铁矿区尾矿库边坡为对象,采用人工模拟降雨,研... 中国铁尾矿库的排放量大而综合利用率低,遗留的铁尾矿库形成大面积裸露库面和边坡,易引发水土流失、边坡滑塌等危害。为明确边坡生态修复中生态棒拦挡措施的水土流失防治机理,该研究以张宣铁矿区尾矿库边坡为对象,采用人工模拟降雨,研究不同间隔生态棒拦挡措施的减流减沙效应。结果表明:坡度25°、30°,30~90 mm/h雨强下,1)不同间隔生态棒拦挡措施下初始产流时间较裸坡分别增加0.44%~57.76%、1.08%~39.14%,且随生态棒间隔、坡度、雨强的增大而减少;减流效应分别为-2.79%~80.68%、12.67%~76.45%,随雨强增大而减小,30 mm/h雨强下随生态棒间隔缩短呈增强趋势,60、90 mm/h雨强下无明显规律变化;径流流速削减效应分别为20.78%~55.12%、20.16%~41.57%,随生态棒间隔缩短呈增强趋势,随坡度增大而降低,同时0.67 m间隔削减坡面流速效应最佳;2)减沙效应分别为-127.47%~71.57%、-287.19%~62.01%,减沙效应弱于减流效应;3)30 mm/h雨强下累积径流量、侵蚀量随生态棒间隔的缩短而减少,60、90 mm/h雨强下规律不明显;且90 mm/h雨强下,坡度30°的累积侵蚀量显著大于坡度25°;4)对产流产沙指标进行Pearson相关分析,表明生态棒拦挡措施在坡面减流、削减流速方面发挥关键作用,雨强对产流产沙的影响处于主导地位,坡度处于辅助地位;5)建议坡度25°、30°,雨强30、90 mm/h时选择0.40 m生态棒间隔,雨强60 mm/h时选择1.00 m生态棒间隔。研究结果可为铁尾矿边坡生态修复中生态棒拦挡措施的科学应用提供参考依据。 展开更多
关键词 生态修复 生态棒 铁尾矿 减流减沙效应 人工模拟降雨
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黄土丘陵沟壑区坡面水沙尺度传递效应及其影响因素分析 被引量：3
10
作者 李爽 张秋芬 +3 位作者 郑越馨 鱼京善 姚晓磊 韩飞飞 《水土保持研究》 CSCD 北大核心 2024年第4期1-10,共10页
[目的]探究坡面水沙运动过程中的尺度效应,阐明黄土高原丘陵沟壑区水沙运动尺度效应影响机制,进而为水沙传递机理研究及黄河流域水沙综合治理提供科学支撑。[方法]基于黄河子洲径流试验站4个径流场径流泥沙资料,通过对比分析次降雨事件... [目的]探究坡面水沙运动过程中的尺度效应,阐明黄土高原丘陵沟壑区水沙运动尺度效应影响机制,进而为水沙传递机理研究及黄河流域水沙综合治理提供科学支撑。[方法]基于黄河子洲径流试验站4个径流场径流泥沙资料,通过对比分析次降雨事件下不同坡长产流产沙过程,揭示了坡面产流产沙的尺度传递效应。提出尺度传递效率概念,用来表征上下层级间水沙传递关系,进而探究了径流泥沙传递效率的影响因素。[结果](1)不同降雨类型特征因素对坡面产流产沙的影响不同,降雨历时主要影响坡面产流产沙能力,平均雨强主要影响坡面产流产沙起始时间;(2)次降雨事件下,不同坡长的径流传递是较为理想的平衡传递机制,且随坡长增加,径流的传递能力呈减小趋势。而在40~60 m坡长条件下,泥沙的传递表现为非平衡传递过程,随坡长增加,泥沙的传递能力呈先增大后减小的变化趋势;(3)不同尺度坡面水沙传递效率的影响因素不同,径流深、平均雨强及雨后表层土壤含水率是影响水沙尺度效率传递的主要因素。[结论]黄土丘陵沟壑区坡面产流产沙能力受降雨特性及坡长的影响,水沙沿程传递存在明显的折损或增益的尺度效应,水沙传递效率受雨强、径流及土壤湿度等多重因素的调控。 展开更多
关键词 水土流失 尺度效应 尺度传递效率 产流输沙
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水库运用对金沙江下游水沙变化的影响 被引量：1
11
作者 张国帅 邓安军 +2 位作者 张帮稳 冯志毅 吕瑞茹 《湖泊科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1911-1921,共11页
大型水库运用后,金沙江下游水沙时空分布发生重大变化。本文基于金沙江下游干支流水沙观测资料,分析了下游流域水沙时空分布特性。1954-2021年,金沙江下游径流主要来源为金沙江中游及雅砻江,两者年均径流量为1150.73亿m^(3),占总来水量... 大型水库运用后,金沙江下游水沙时空分布发生重大变化。本文基于金沙江下游干支流水沙观测资料,分析了下游流域水沙时空分布特性。1954-2021年,金沙江下游径流主要来源为金沙江中游及雅砻江,两者年均径流量为1150.73亿m^(3),占总来水量的80.75%;年输沙量主要来自下游区间,其年均来沙量为9943.17万t,占总输沙量的48.12%。运用Mann-Kendall突变检验、R/S分析以及双累积曲线法,分析水库运用对金沙江下游水沙变化趋势的影响。结果表明:1954-2021年金沙江下游水库运用对年径流量变化趋势无明显影响,而对流域年输沙量影响显著。金沙江下游出口水沙关系在1998、2010及2012年发生突变,主要原因为雅砻江、金沙江中游、下游干流上大型水库的拦沙运用,导致下游出口含沙量由1.82 kg/m^(3)逐步降低为1.31、0.86、0.01 kg/m^(3)。利用金沙江下游干支流水沙关系及沙量平衡原理,分别计算局部区间水库拦沙对流域总减沙量的贡献度。1998-2009年二滩水电站建成运行,金沙江下游出口总减沙率为35.16%,雅砻江水库拦沙对下游总减沙贡献度为32.88%;2010-2012年金安桥等中游水电站运行后,下游出口总减沙率为51.43%,金沙江中游、雅砻江、三堆子至白鹤滩区间和白鹤滩至向家坝区间对下游总减沙贡献度分别为21.54%、23.10%、30.67%、24.69%;2013-2021年金沙江下游梯级水库运行后,下游出口总减沙率为99.37%,4个区间对来沙量减少的贡献度分别为19.64%、14.72%、12.34%、53.30%。 展开更多
关键词 金沙江下游 水沙变化趋势 水沙关系 减沙贡献度
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金沙江下游水库拦沙效应研究
12
作者 张国帅 邓安军 +1 位作者 陈建国 冯志毅 《泥沙研究》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期50-57,共8页
随着众多水库建成运用,水库拦沙成为了金沙江下游减沙的主要原因。1956—2021年金沙江干流及下游支流共修建10万m^(3)以上的水库504座,总库容为687.63亿m^(3)。水库运用后,金沙江下游年径流量不存在明显变化,而年输沙量显著减小。金沙... 随着众多水库建成运用,水库拦沙成为了金沙江下游减沙的主要原因。1956—2021年金沙江干流及下游支流共修建10万m^(3)以上的水库504座,总库容为687.63亿m^(3)。水库运用后,金沙江下游年径流量不存在明显变化,而年输沙量显著减小。金沙江下游出口含沙量在1998年、2013年以后大幅减小,1956—1997年平均含沙量为1.75 kg/m^(3),1998—2012年平均含沙量减小为1.22 kg/m^(3),2013—2021年平均含沙量减小为0.01 kg/m^(3)。采用双累积曲线法及水库拦沙率公式,分析水库拦沙与水土保持工程对金沙江下游减沙贡献度,结果表明:金沙江下游减沙主要由水库拦沙造成,其中1998—2012年金沙江下游年均减沙0.97亿t,水库拦沙的减沙贡献度为0.67,水土保持工程等措施的减沙贡献度为0.33;2013—2021年下游年均减沙2.43亿t,水库拦沙贡献度为0.97,水土保持工程等措施减沙贡献度为0.03。 展开更多
关键词 金沙江下游 水库分布 拦沙效应 水沙变化
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藏东南施工便道植被恢复对坡面水土流失的影响
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作者 冉心昊 王冠 +1 位作者 李亚桐 肖辉杰 《水土保持通报》 CSCD 北大核心 2024年第4期20-32,共13页
[目的]明晰施工便道上、下边坡在植被恢复条件下的坡面产流产沙过程,揭示施工便道建设扰动后植被恢复对藏东南生态脆弱的亚高山森林灌丛区坡面尺度水土流失的影响,为施工便道工程扰动后水土流失防治和植被恢复提供理论依据。[方法]选取... [目的]明晰施工便道上、下边坡在植被恢复条件下的坡面产流产沙过程,揭示施工便道建设扰动后植被恢复对藏东南生态脆弱的亚高山森林灌丛区坡面尺度水土流失的影响,为施工便道工程扰动后水土流失防治和植被恢复提供理论依据。[方法]选取施工便道上、下边坡扰动后不同植被恢复条件下的典型坡面,进行室内模拟降雨试验,研究工程扰动后上、下边坡4种植被覆盖度(0%,30%,60%,90%),3种坡度(15°,30°,45°),2种雨强(30,60 mm/h)条件下的坡面产流产沙过程,明确施工便道植被恢复对水土流失的影响。[结果](1)施工便道工程扰动后,在上、下边坡裸土坡面进行植被恢复能有效延缓初始产流时间,随着植被覆盖度增加,延缓初始产流时间的效果增强,且植被的延缓产流效应在上边坡更为明显。(2)在0%~60%植被覆盖度范围内,上、下边坡稳定产流速率随植被覆盖度的增加而显著降低,60%与90%植被覆盖度的稳定产流速率接近。相比裸土坡面,60%,90%植被覆盖度的减流效益分别为59%~75%,58%~77%,表明减流作用的植被临界覆盖度为60%。(3)植被覆盖度为30%,60%时,减沙效益分别达到29%~82%,86%~96%。植被覆盖度在60%以下,当覆盖度增加,减沙作用显著增强,超过此临界覆盖度,即使增加覆盖度,其减沙效益也变化不大。(4)在相同植被覆盖度、坡度和雨强条件下,挖方形成的上边坡总产流量总是高于填方形成的下边坡,而下边坡总产沙量始终高于上边坡,反映出施工便道扰动后,挖方、填方边坡在坡面土壤侵蚀方面的显著差异。[结论]在藏东南施工便道扰动区的水土流失防治中,60%植被恢复率兼具较好的防治效益和经济可行性,且在水土保持措施布设时,挖方边坡更需要“控水”而填方边坡应偏重“阻沙”,只有充分考虑其差异才能在施工便道扰动区达到更好的水土保持效果。 展开更多
关键词 产流产沙过程 植被覆盖度 减流减沙效益 亚高山森林灌丛 施工便道
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百年尺度黄河上中游水沙变化趋势分析 被引量：27
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作者 姚文艺 高亚军 +1 位作者 安催花 焦鹏 《水利水电科技进展》 CSCD 北大核心 2015年第5期112-120,共9页
根据黄河有实测资料以来的水文泥沙定位观测数据,利用非线性统计方法分析了1919—2012年黄河潼关以上河段水沙系列变化趋势。20世纪80年代中期以来水沙变化特点表明,黄河年径流量、年输沙量自20世纪80年代中期以来总体呈不断减少之趋势... 根据黄河有实测资料以来的水文泥沙定位观测数据,利用非线性统计方法分析了1919—2012年黄河潼关以上河段水沙系列变化趋势。20世纪80年代中期以来水沙变化特点表明,黄河年径流量、年输沙量自20世纪80年代中期以来总体呈不断减少之趋势,而上中游水沙关系则早于20世纪60年代末已发生突变,1986年发生的突变属上中游同时发生的第2次突变。从百年尺度看,黄河水沙变化在1960年以前主要受到气候等自然因素影响,径流泥沙系列随降雨丰歉而出现相应的丰枯变化,之后黄河水沙变化受气候等自然因素和人类活动因素的双重影响,尽管不同时段降雨有丰歉变化,但径流量、输沙量都持续减少;近百年内年输沙量趋势度的绝对值明显大于年径流量趋势度的绝对值,中游的年径流量、年输沙量的趋势度的绝对值明显大于上游的;近30年是黄河水沙百年尺度中最枯的时段,其变化的突出特点表现在来水来沙量不断显著减少,水沙变化程度在空间上分布不均,泥沙主要减于中游而径流主要减于上游,水沙年内分配趋于均匀,来沙系数趋于降低,水沙搭配关系趋好。 展开更多
关键词 百年尺度 径流量 输沙量 水沙关系 水沙变化 减水减沙 黄河
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草地坡面水动力学特性及其阻延地表径流机制研究 被引量：55
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作者 郭雨华 赵廷宁 +3 位作者 孙保平 丁国栋 成晨 胡封兵 《水土保持研究》 CSCD 北大核心 2006年第4期264-267,共4页
利用野外实地放水试验,分析草地减流减沙效益,研究草地与裸地坡面的产流产沙过程与坡面流水动力学特性。试验结果表明,草地与裸地坡面土壤入渗过程均符合Horton入渗公式,且裸地坡面土壤入渗率约为草地的45%;草地坡面含沙率平均值较裸地... 利用野外实地放水试验,分析草地减流减沙效益,研究草地与裸地坡面的产流产沙过程与坡面流水动力学特性。试验结果表明,草地与裸地坡面土壤入渗过程均符合Horton入渗公式,且裸地坡面土壤入渗率约为草地的45%;草地坡面含沙率平均值较裸地减少70%左右、输沙率减少80%左右、径流系数减少30%左右;裸地与草地坡面流雷诺数Re均属于层流范畴,当坡面径流量较小时,裸地和草地坡面流的雷诺数和弗劳德数属于层流中的缓流范畴,当坡面径流量进一步增大,裸地坡面径流属于过渡流急流流态;草地和裸地坡面径流深没有明显差异,草地坡面径流流速明显较裸地低,而且Darcy-weisbach阻力系数f和曼宁糙率系数n的平均值分别是裸地的3.4和2倍。 展开更多
关键词 草地坡面 坡面径流 减流减沙 水动力学特性
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草本植物对土质路面径流水动力学特征及水沙过程的影响 被引量：23
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作者 田风霞 刘刚 +2 位作者 郑世清 马春艳 张琼 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第10期25-29,共5页
通过室内人工模拟降雨,研究了草本植物不同覆盖度土质路面的径流水动力学特征以及路面的产流产沙过程。结果表明,路面径流的弗劳德数和雷诺数属层流的急流范畴,并且二者与径流流速及过水断面单位能量相同,均随草本植物覆盖度的增大而减... 通过室内人工模拟降雨,研究了草本植物不同覆盖度土质路面的径流水动力学特征以及路面的产流产沙过程。结果表明,路面径流的弗劳德数和雷诺数属层流的急流范畴,并且二者与径流流速及过水断面单位能量相同,均随草本植物覆盖度的增大而减小。而Darcy-weisbach阻力系数以及曼宁糙率系数则均随覆盖度的增大而增大。在不同覆盖度土质路面上,径流量随径流时间急剧增大后趋于稳定,且二者符合移轴双曲线关系,而输沙率则经历了先增大后减小的过程。随着植被覆盖度的增大,土质道路的水分入渗率逐渐增大,而径流量、输沙率及含沙率均逐渐减小。该研究表明土质路面种植的草本植物具有较好的水土保持功能,为阐明草本植物与土壤侵蚀的关系提供了理论依据。 展开更多
关键词 水动力学 径流 人工降雨 覆盖度 土质路面 减水减沙
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黄河流域近期水沙变化及其趋势预测 被引量：127
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作者 姚文艺 冉大川 陈江南 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期607-616,共10页
针对黄河水沙近期发生显著变化的现象,利用黄河上中游干支流水文泥沙定位观测资料,综合"水文法"、"水保法"和数学模拟等多种方法,对黄河流域1997—2006年水沙变化情势进行了评估,分析了水沙变化机制,并预测了未来... 针对黄河水沙近期发生显著变化的现象,利用黄河上中游干支流水文泥沙定位观测资料,综合"水文法"、"水保法"和数学模拟等多种方法,对黄河流域1997—2006年水沙变化情势进行了评估,分析了水沙变化机制,并预测了未来的变化趋势。分析表明,与多年平均相比,黄河河源区径流量年均减少43.90亿m3,其中降雨等自然因素的影响量占92.26%,人类活动影响量占7.74%;与1970年前相比,黄河实测径流量年均减少112.1亿m3,其中水利水土保持综合治理等人类活动作用占76.50%,因降雨影响占23.50%;实测输沙量较1970年以前年均减少11.80亿t,其中水利水土保持综合治理等人类活动的作用为49.75%,降雨的影响为50.25%;人类活动与降雨变化对水沙变化的影响差异较大,就黄河中游地区总体而言,人类活动的减水作用远大于降雨的影响,人类活动的减沙作用与降雨影响基本相当,不宜笼统说黄河中游水沙变化主要是人类活动所致或主要是降雨变化所致;2050年以前黄河来水来沙量总体呈平偏枯趋势,但不排除个别年份或短时段仍会发生丰水丰沙的可能性。 展开更多
关键词 减水减沙 水沙变化机制 来水来沙预测 黄河流域
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模拟降雨下草地植被调控坡面土壤侵蚀过程 被引量：40
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作者 甘卓亭 叶佳 +2 位作者 周旗 周正朝 上官周平 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第9期2387-2396,共10页
采用人工模拟降雨的方法,定量研究了黄土高原地区不同生长阶段黑麦草(Lolium perenne L.)和红豆草(Onobrychis viciaefolia Scop.)及裸地坡面的降雨产流产沙过程,并通过降雨前剪掉冠层的方法对比分析了两种牧草根系与冠层在减少坡面径... 采用人工模拟降雨的方法,定量研究了黄土高原地区不同生长阶段黑麦草(Lolium perenne L.)和红豆草(Onobrychis viciaefolia Scop.)及裸地坡面的降雨产流产沙过程,并通过降雨前剪掉冠层的方法对比分析了两种牧草根系与冠层在减少坡面径流与侵蚀产沙中的贡献率。试验结果表明:与裸土坡面相比,两种牧草都能有效的控制坡面土壤侵蚀,在试验末期黑麦草和红豆草的减流效益分别为65%和45%,而两者的减沙效益均在93%以上。两种牧草根系与冠层减少坡面径流与泥沙贡献率存在一定的差异,黑麦草冠层比根系具有更大的减流贡献率,除最后试验阶段冠层减流贡献率为44.7%外,在其他试验阶段黑麦草冠层的贡献率大于60%。相反,红豆草对坡面径流的减少则主要依赖于根系的作用。植物根系在控制坡面土壤侵蚀产沙中发挥着很大的作用。从实验初期到实验末期,黑麦草和红豆草根系的减沙贡献率分别由72%和16%增加到96%和93%。 展开更多
关键词 根系与冠层 减流减沙 坡面侵蚀 黄土高原
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黄土坡面不同植被恢复阶段的减流减沙效益研究 被引量：24
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作者 徐佳 刘普灵 +1 位作者 邓瑞芬 刘栋 《地理科学》 CSCD 北大核心 2012年第11期1391-1396,共6页
在延安燕沟流域退耕黄土坡面,根据植被状况建立不同植被恢复阶段(耕地、草地、灌木地、林地)径流小区,分析在退耕还林(草)工程实施以后,不同植被恢复阶段的减流减沙效益。结果表明,与坡耕地相比,各小区的减流减沙效益为:林地>灌木地&... 在延安燕沟流域退耕黄土坡面,根据植被状况建立不同植被恢复阶段(耕地、草地、灌木地、林地)径流小区,分析在退耕还林(草)工程实施以后,不同植被恢复阶段的减流减沙效益。结果表明,与坡耕地相比,各小区的减流减沙效益为:林地>灌木地>草地,草地和灌木地的减沙效益大于减流效益。对比草地和灌木地刈割前后的产流产沙量,可以看出,草地和灌木的减流效益有80%以上是由于地表枯落物及根系拦蓄径流造成,刈割后产沙量有明显增加,表明处于植被演替初级阶段的近地表层生态功能仍然比较脆弱,仍需进行封育保护。 展开更多
关键词 植被恢复阶段 减流效益 减沙效益 刈割处理
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植物篱措施下工程堆积体坡面减流减沙效益研究 被引量：11
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作者 袁普金 张翔 +4 位作者 王万君 郭超颖 程复 孔东莲 高照良 《水土保持研究》 CSCD 北大核心 2016年第6期374-380,共7页
为探讨植物篱措施下工程堆积体坡面不同坡段的减流减沙效益,选取了35,45,55L/min放水流量,模拟0.3,0.4,0.5mm/min的雨强条件,对24°坡度的堆积体边坡进行模拟径流冲刷试验。结果表明:植物篱可以很好地阻延坡面径流,且产流时间随着... 为探讨植物篱措施下工程堆积体坡面不同坡段的减流减沙效益,选取了35,45,55L/min放水流量,模拟0.3,0.4,0.5mm/min的雨强条件,对24°坡度的堆积体边坡进行模拟径流冲刷试验。结果表明:植物篱可以很好地阻延坡面径流,且产流时间随着放水流量的增加呈线性递减趋势;对照坡面的平均产流量沿着水流方向呈先增后减的趋势,而植物篱坡面呈相反趋势;根据产流产沙量在不同坡段上的对比情况可知,植物篱措施的合理配置应着重加强中间坡段的防治;55L/min流量下的累计减沙量显著大于另外两个流量的累计减沙量,累计减沙量与时间呈三次函数关系;时段产沙量随着时段产流量的增大而增大,二者呈幂函数关系;累计产沙量与累计径流量呈二次函数关系,累计产沙量存在最大值,且二者的函数关系存在定义域。该研究可为工程堆积体坡面防治措施的优化配置提供一定的理论支持。 展开更多
关键词 植物篱 工程堆积体 放水冲刷 减流减沙效益
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