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黄土丘陵沟壑区典型小流域不同洪水类型侵蚀输沙效应 总被引：2，自引：0，他引：2
不同降雨-径流格局下的土壤侵蚀响应是土壤侵蚀规律研究中的基本关系之一,以黄土丘陵沟壑区典型小流域岔巴沟的一级支沟蛇家沟为例,分析了不同洪水类型驱动下的小流域侵蚀输沙过程。以蛇家沟水文站1961—1969年记录的45次洪水事件为数据基础,选取洪水历时、次洪水径流深和洪峰流量作为洪水径流过程的特征指标,运用K均值聚类和判别分析相结合的方法,将全部洪水事件划分为3种类型。其中,A型洪水具有短历时、小径流、低变率和中洪峰的特点,是最为普遍的类型。B型洪水具有中历时、中径流、中变率和小洪峰的特点,发生频率居中。C型洪水具有长历时、大径流、高变率、大洪峰的特点,发生频率最低。洪水历时是决定洪水类型的主要因素。不同洪水类型下的输沙模数、平均含沙量及最大含沙量由大到小依次分别为:C、B、A;C、A、B;C、A、B;但其差异并不显著(P0.1)。蛇家沟小流域的水沙关系趋于稳定,径流含沙量的变化可用流量的对数函数进行描述。在径流量保持一致的情况下,不同洪水类型驱动下的输沙模数相对大小(A∶B∶C)为1∶0.93∶1.22。当洪水历时延长1.7倍时,其增沙作用达到极大值,输沙模数最大增幅为22%。研究结果可为流域洪水类型划分、全面科学评估径流调控及利用的水土保持效益提供有益参考。 相似文献
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建立流域土壤水蚀预报模型将为小流域综合治理、土地利用规划等宏观决策提供依据,为小流域水土保持效果有效评价提供参考。通过对小流域侵蚀动态过程的分析,在水流连续方程、动量守恒方程及泥沙质量守恒方程基础上,对坡面－沟道及各沟道间土壤侵蚀时空关系进行合理耦合,建立了流域系统土壤侵蚀动态模拟过程模型;采用有限元方法对土壤侵蚀模拟模型进行数值离散,建立了小流域系统数值离散模型;在确定流域时空离散方法基础上,采用VC++语言编制流域水蚀模拟程序;在室内人工模拟降雨条件下,对模型小流域50 mm/h降雨强度,5 min降雨历时情况下土壤侵蚀情况进行模拟,在得到流域内典型点处径流流量、径流含沙量及各沟道流速动态过程的同时,将流域内各沟道出口处模拟结果与测量结果比较,径流流量、径流含沙量、流速模拟精度均高于80%。研究结果表明小流域土壤侵蚀模拟模型的建立是可靠的,模型的数值离散方法及编制的计算程序是完全可行的。这一模型的建立将为小流域土壤侵蚀动态过程的模拟预报及实现由小流域向中大流域的侵蚀动态模拟预报提供一定的理论基础。 相似文献
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降雨类型和水土保持对黄土区小流域水土流失的影响 总被引：15，自引：0，他引：15
对黄土区桥子东沟流域的143场次洪水事件水文泥沙数据进行统计分析,并利用K均值分类法划分降雨类型,比较不同降雨类型条件下流域水土流失特征,探讨水土保持治理对不同降雨类型下流域产流输沙的影响。结果表明,次降雨量和最大30 min雨强是影响流域产流输沙的主要降雨特征。降雨事件划分为4种类型:Ⅰ型(小雨量、小雨强)、Ⅱ型(大雨量、大雨强)、Ⅲ型(大雨量、小雨强)和Ⅳ型(小雨量、大雨强)。4种降雨类型下次洪水事件的产流能力和洪峰流量由大到小依次为Ⅱ型、Ⅳ型、Ⅲ型和Ⅰ型。频次最少的Ⅱ型降雨次洪水事件的输沙量最多,Ⅰ型、Ⅲ型和Ⅳ型降雨条件下次洪水事件输沙量的差异不显著,输沙量均较少。水土保持综合治理显著减少了流域径流量和输沙量,其中Ⅱ型降雨次洪水事件减水量和减沙量最多,Ⅰ型最少。 相似文献
4.
基于水文站的降水、径流和泥沙数据，采用聚类分析、含沙量-流量（SSC-Q）滞回曲线等方法，从事件尺度研究北方土石山区弥河流域不同类型洪水事件的径流、输沙特征，揭示各类洪水水沙关系及输沙贡献情况及水土保持措施影响机制。结果表明：(1)弥河流域1951-2021年的261次洪水事件可划分为小型、中型、大型和特大型四类，洪水事件的滞回曲线类型主要为8字形。随着洪水量级的增加，洪水事件的洪水历时和径流输沙量均呈增长趋势，径流和泥沙变率增加，复合型滞回曲线的占比逐渐加大。(2)大型与特大型洪水事件发生频次最低，但输沙贡献率高达86.9%，是北方土石山区输沙的主要洪水类型，主导弥河流域的水土流失灾害，在流域治理中需重点关注。(3)水土保持措施和人类活动对中、小型洪水事件的影响较大，其水沙关系变率超过10%；但对大型洪水事件的影响相对较小，水沙关系变率仅为1.2%。通过合理配置流域中的水土保持措施，当地中小型洪水事件的水沙关系可得到调节，从而达到拦蓄洪水、调控泥沙的目的。同时，亟需持续加强特大暴雨的水土流失及洪水防控措施，避免其给北方土石山区的生态环境等造成严重破坏。研究结果可为该区域水土保持工作的... 相似文献
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小流域的水沙多时间尺度周期变化分析可为中长期水沙预测提供科学依据,为西江中游水沙序列的多尺度特征提供工程参考依据。选用红水河迁江站1957-2016年年径流和年输沙量数据资料,采用Mann-Kendall趋势检验、小波分析法和耦合关系模型,分析迁江站主要的水沙序列周期及其多时间尺度变化特征。结果表明:迁江站年水沙序列具有下降趋势,多尺度特征基本一致且存在主周期,人类活动、气候波动及水土保持措施等因素对水沙序列的变化有直接的影响。径流序列的第一主周期是25~30 a,第二主周期是13~24 a,第三主周期是3~12 a;输沙序列第一主周期是20~30 a,第二主周期是9~20 a,第三主周期是3~9 a。在5,16和28 a的时间尺度上,受生态环境及人类活动的影响,水沙序列产生较大紊乱,最终输沙序列相较于径流序列趋于稳定,其变化也滞后于径流序列。在耦合关系中,径流序列的R2为0.43,输沙序列的为0.71,输沙序列的显著性高于径流序列;且人类活动利用科学技术通过影响输沙系统,将原水沙系统的矛盾进行缓解乃至解决,使得西江中游水沙系统进入再生时期。 相似文献
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坡面草本植物对土壤分离及侵蚀动力的影响研究 总被引：8，自引：0，他引：8
植被是影响坡面水力侵蚀过程的重要因素,深入理解草本植物坡面不同降雨和径流特性对土壤分离的作用是研究土壤侵蚀动力学的基础。为此基于坡面土壤分离试验,通过定量测定2种草本植物草冠、根系对降雨和径流的影响,研究了不同侵蚀力作用下的土壤分离特征。结果表明,草本植物对坡面径流和泥沙具有重要的调控作用,相同覆盖度下狗尾草坡面的径流含沙量低于青蒿坡面(P0.05)。对比草本植物结构对坡面土壤分离的影响,植物根系对坡面的减沙贡献率均高于其冠层(P0.05),其中,青蒿草冠对于坡面降雨的阻滞作用高于狗尾草草冠(P0.05),而狗尾草根系的减沙效益高于青蒿根系(P0.05),这主要与草本植物叶面积指数(LAI)及根系形态分布有关,不同植物的根长密度与土壤分离率呈指数函数关系。坡面土壤分离过程受到侵蚀阻力的影响,在草本植物覆盖坡面,随着植物覆盖度的增加,颗粒阻力和波阻力均呈增大趋势。降雨侵蚀力和径流剪切力是坡面土壤分离的主要侵蚀动力,不同试验条件下草本植物对降雨和径流侵蚀力的降低值为189.21~698.92 J·mm/(m2·min)和6.27~20.38 kg/(m·s2),减弱系数分别为22.75%~84.04%和19.68%~63.97%。 相似文献
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南方红壤区农田道路强降雨侵蚀过程试验 总被引：2，自引：0，他引：2
以南方红壤区江西水土保持生态科技园为研究区,通过野外调查选择4种典型农田道路(即裸露土路、碎石道路、泥结石路和植草土路)设置12个原位试验小区,采用人工模拟降雨试验研究了3.0 mm/min强降雨条件下农田道路侵蚀过程及特征。结果表明:被高度压实的农田道路产流时间短(小于2 min),并在2～6 min内径流趋于平稳,径流系数高达65%以上;农田道路产流初期侵蚀率较大,随后下降并在一段时间内趋于稳定。降雨后期,裸露土路路面出现细沟和微型切沟导致侵蚀率有所增大;与裸露土路相比,碎石道路、泥结石路和植草土路均可以改变路面径流的水力学特征,实现土质道路防护和减少侵蚀产沙的作用,减沙效益最低也可达40%左右,并以植草土路的水土保持效果最佳。 相似文献
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《中国农村水利水电》2015,(11)
为了探讨漓江含沙量变化及其流域内侵蚀坡面径流的调控对策,通过运用最小二乘支持向量机(LS-SVM)理论对漓江含沙量进行了预测,并依据漓江流域侵蚀坡面的类型、分布和侵蚀特征,分析研究了适用于漓江流域侵蚀坡面径流调控的技术方法。研究结果表明:基于LS-SVM所构建的预测模型能较准确快速的预测漓江含沙量;提出的4种径流调控技术模式具有分流、截沙、储水灌溉的生态功能,适用性强,对增强侵蚀坡面水土保持,解决漓江降沙减沙,缓解漓江生态环境压力具有重要的参考意义。 相似文献
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不同截排水布置方式下坡耕地坡面产流产沙的模拟研究 总被引：1，自引：0，他引：1
为了改善坡面水系分段拦蓄径流泥沙的调控效益,采用室内人工模拟降雨试验,探讨l坡面集中汇流(T1)和"燕型"分流(T2)2种不同的控制排水措施下的坡面产沙产流过程。结果表明,与无措施坡面(CK)对比,2种不同排水布置方式均能显著延长径流急剧增加的历时,降低产流率增速,减少产流深46.61%~56.40%,使产流率与径流历时的对数拟合系数均达到0.85以上,且T2处理坡面产流率较T1处理变化更平稳,产流率和产流总量在各坡度均表现为T2处理T1处理CK;在5°、10°坡面,不同排水措施对径流挟沙调控效应表现为T1处理T2处理,在15°坡面则相反。而坡面径流含沙量与坡面累计产沙量变化并没有显著的对应关系;T1处理有利于削弱坡度对侵蚀量的影响,而T2处理对减少产流受坡度因子影响的效果更显著。 相似文献
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《Agricultural Water Management》2004,67(2):105-117
Runoff, soil loss, sediment concentration, and particle size distribution of sediment eroded by runoff events were measured between 1976 and 2000 from 5 small agricultural watersheds on Vertisols at ICRISAT Center, Patancheru, India. The effects of storm size and land management system on total soil loss and size distribution of sediment during runoff are discussed. At the beginning of runoff events, the clay content of the eroded material was greater than that of the top soil but as the process of runoff continued, the clay content of the sediment tended to decrease. Generally smaller storms produced eroded material with higher clay content than did the bigger storms. Large differences in particle size distribution between the land management treatments were observed for small and medium runoff events, however, these differences were small during big runoff events. The particle size distributions of sediments eroded by big storms were comparable to the size distribution of cultivated top soil of the watersheds. The peak sediment concentration for most of the storms, generally preceded or occurred simultaneously with peak runoff rates. At about the peak runoff rate of most runoff events, the texture of the eroded soil was similar to the cultivated top soil of the watershed. Land management systems not only had significant effect on runoff and soil loss but also on the particle size distribution of eroded materials. 相似文献
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A comparison of WEPP and SWAT for modeling soil erosion of the Zhangjiachong Watershed in the Three Gorges Reservoir Area 总被引：4，自引：0，他引：4
Z.Y. Shen Y.W. Gong Y.H. Li Q. Hong L. Xu R.M. Liu 《Agricultural Water Management》2009,96(10):1435-1442
Soil and water conservation is important for the Three Gorges Reservoir Area in China, and quantification of soil loss is a significant issue. In this study, two widely used models - the Water Erosion Prediction Project (WEPP) and the Soil and Water Assessment Tool (SWAT) - were applied to simulate runoff and sediment yield for the Zhangjiachong Watershed in the Three Gorges Reservoir Area. The models were run and the simulated runoff and sediment yield values were compared with the measured runoff and sediment yield values. In the calibration period, the model efficiency (ENS) values for the WEPP and SWAT were 0.864 and 0.711 for runoff, and 0.847 and 0.678 for sediment yield, respectively. In the validation period, the ENS values for WEPP and SWAT were 0.835 and 0.690 for runoff, and 0.828 and 0.818 for sediment yield, respectively. The results of ENS and the other criteria indicate that the results of both models were acceptable. WEPP simulations were better than SWAT in most cases, and could be used with a reasonable confidence for soil loss quantification in the Zhangjiachong Watershed. 相似文献
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Managing natural resources of watersheds in the semi-arid tropics for improved soil and water quality: A review 总被引：1，自引：0，他引：1
Soil, water and production systems constitute the most important natural resources of a watershed in the rainfed agro-ecosystem; and for sustainability of the production systems they need to be in harmony with the environment. To learn from the past research, a review is made of literature on the impact of natural resource management practices on soil and water quality in the semi-arid tropical regions of India. The results from long-term on station field experiments show that an integrated use of soil and water conservation practices with balanced plant nutrition can not only sustain increased productivity but also maintain soil quality at the watershed or catchment level. Natural resource management practices that conserve soil and water also help to maintain surface and groundwater quality. The changes in soil and water quality, as impacted by natural resource management practices, need to be monitored and assessed on a continuing basis as the outcome of such research offers valuable opportunity for the implementation of corrective management practices, as and when needed. 相似文献
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基于USLE模型利用地理信息系统（GIS）和遥感（RS）对Wadsa-Chincholi流域年土壤流失量空间分布进行调查。空间输入数据由Arc GIS 9.3和RS（ERDAS IMAGINE 9.3图像处理软件）提供,利用USLE对网格内年均输沙量的空间分布进行预测。USLE参数基本单元的网格单元尺寸（GCS）分别为50 m×50 m、100 m×100 m和200 m×200 m。根据流域出口对年均输沙量进行估算。此外,将利用通用土壤流失方程（USLE）估算的产沙量与观测值进行对比。利用USLE模型预测得到50 m×50 m、100 m×100 m和200 m×200 m的年均输沙量分别为在63.80、18.83和3.67 t（hm2·年）。200 m×200 m GCS预测值与观测得到的产沙量基本相符。因此,在200 m×200 m GCS情况下,利用USLE模型得到的预测结果能够用于对Wadsa-Chincholi流域产沙量空间分布的研究。从水土保持角度来看,研究区域涵盖了侵蚀非常严重、侵蚀严重、侵蚀非常高、高度侵蚀和中度侵蚀类,这都需要引起重视。 相似文献
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黄土堆积体植物篱减沙效益与泥沙颗粒分形特征研究 总被引：5，自引：0，他引：5
为探究植物篱措施对工程堆积体边坡的减流减沙效益及其对侵蚀泥沙颗粒分形维数的影响,以堆积体未防护边坡为对照,以不同放水流量对不同坡度堆积体植物篱防护边坡进行了放水冲刷试验。结果表明:与对照相比,植物篱边坡初始产流时间滞后100~500 s,其产流率、产沙率整体均较小,产流率在时间尺度上表现为间歇性波动上升;植物篱减流效率在4%~60%之间,减沙效率范围在15%~50%之间,减流减沙效率均随坡度和放水流量的增加呈幂函数形式减小;各处理侵蚀泥沙颗粒中粉粒均占主导地位,黏粒次之,砂粒含量最少。与对照小区相比,植物篱防护边坡侵蚀泥沙砂粒体积分数降低,黏粒和粉粒体积分数升高;黏粒富集率增加,砂粒富集率减小,泥沙颗粒分形维数增大。分形维数与黏粒和砂粒体积分数之间均呈极显著线性相关,侵蚀泥沙颗粒分形维数主要由黏粒体积分数决定。 相似文献
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K.O. Adekalu J.A. Balogun O.B. Aluko D.A. Okunade J.W.Gowing M.O. Faborode 《Agricultural Water Management》2009,96(11):1502-1508
Cowpea yields obtained by smallholder farmers in the savannah belt of Nigeria are often less than the maximum obtainable yields because water deficit during critical growth stages is a common occurrence. Runoff harvesting to supplement direct rainfall may prove beneficial in improving current smallholder farming systems in this region. We study the effects of macro- and micro-catchments runoff harvesting, with or without in situ soil conservation, on cowpea yield in the savannah belt of Nigeria. The macro-catchments runoff harvesting (RH) experiment consisted of four treatments: conventional tillage and RH (CRH), zero tillage with RH (ZRH), reduced tillage with RH (RRH) and the direct rain fed (DR) treatment which served as the control in a randomized block design with four replicates. The micro-catchment experiment consisted of four treatments: runoff harvesting (RH), semi-circular bunds (SC), semi-circular bunds with runoff harvesting (SRH) and also direct rainfed (DR) in a randomized block design with four replicates. Results suggest that runoff harvesting can be used with existing conservation techniques. Applying harvested runoff water through supplemental irrigation provides the twin benefits of alleviating the prevailing slack periods and improving the yields of smallholder farming systems. 相似文献
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设计了一个可用于坡面侵蚀过程研究的自动监测径流场,该径流场主要由6个径流小区和1套模拟降雨装置组成。采用德国UGT径流测量装置,实现地表径流的自动采样和记录。用设计的径流场对秸秆覆盖坡耕地的产流产沙过程进行了研究,结果表明相对于裸露地表,秸秆覆盖能明显降低各径流小区的产流率和产沙率,延缓产流增加趋势,减少产沙总量达54.5%~63.8%。因此,增加坡耕地土壤表面的秸秆覆盖量可有效避免产流在短时间内急剧增加,并能减少对土表的冲刷作用。 相似文献
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淤地坝在流域水土保持措施中的贡献研究 总被引：1，自引：0，他引：1
淤地坝既能拦截泥沙、保持水土、又能淤地造田、增产粮食,在黄土高原地区已经有上百年的历史。研究淤地坝在流域水土保持措施中的贡献,已成为泥沙研究和水土保持研究的一项重要课题。本次研究以黄土高原典型流域马家沟为例,分析淤地坝在水土保持措施中的的贡献,研究结果表明：1990~2007年年均减沙量最大的是淤地坝,其次是梯田,依次为林地和草地。坝地的减沙量贡献率在1990~2000年为41.51%,在2001~2007年平均达到了46.58%。 相似文献
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吴星权 《农业机械化与电气化》2012,(9):64-66
针对我国流经黄土地区的流域泥沙淤积严重的情况，在介绍流域治理目的的基础上，结合具体的治理实例，详细分析河口泥沙治理、水库防淤减淤、黄河流域水沙治理、河道淤积缓解等流域治理措施的应用效果，为实现泥沙的生态治理提供有益参考。 相似文献