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黄土高塬沟壑区径流调控综合治理模式研究

时间:2019-07-20 23:09  来源:未知  阅读次数: 复制分享 我要评论

  黄土高塬沟壑区径流调控分析管理模式研究_农学_高档教育_教育专区。简要引见材料的次要内容,以获得更多的关心

  第3 0卷第 l 期 0 20 0 8年 l O月 人 民 黄 河 V0 . O. . 0 1 3 No 1 Oc . 2 08 t,0 YEL 0W RI R L VE 【 土保 持 】 水 黄土高塬沟壑区径 流调控分析管理模 式研究 李怀有 (黄河水利委员会 西峰水土连结科学试验站 , 甘肃 庆 阳 7 50 ) 4 0 0 摘 要: 阐述 了黄土 高塬沟壑 区水沙 时空分布 、 能和效益 上的差别 性。采纳 “ 功 以水换 沙” 建立黄 土高塬沟壑 区水 沙 是 调控体 系的技 术环节 。基 于径 流调控利 用的多元分析 管理模 式具有径流 的主 导性 、 多因子、 多单位 、 多手段、 多效益和 多 方针的特点。按照黄 土高塬 沟壑 区塬 、 沟、 坡、 川四大地貌单位的特 点 , 总结 出的 2 0种径流 泥沙调控利 用范式 。 关 键 词 :水沙调控 ;管理模式 ;水土连结 ;黄土 高塬沟壑 区 文献标 识码 : A 文章编号 :0 0 17 ( 08 1— 07 0 10 — 3 9 2 0 )0 0 7 - 3 面, 泥沙次要来 自沟谷 ; 塬面径流 占流域 总量 的 6 . % , 7 4 泥沙 占 中图分 类号 iS 5 . 17 1 1 水沙时空分布 、 功能和效益的差同性 1 1 水 沙 空间分布 的差 同性 . 黄河水沙异源 , 兰州以上多年平 均径流量 为 3 5 8亿 m , 1. 悬移质输 沙量为 0 7 3亿 t含 沙量为 0 7 7 k/ 潼关 以上 .6 , . 2 gm ; 多年平均径流量为 34 7亿 m , 6. 悬移质输沙量为 1 .5亿 t含 18 , 沙量 为 2 .gm 。径 流次要来 自上游 , 5 7k/ 泥沙次要来 自中游 的 1. % ; 面产 流和产沙均 比力小 , 23 坡 别离 占流域总量的 86 和 .% 14 ; . % 沟谷部位径流 占流域总量 的 2 . % , 4 O 泥沙 占 8 .% , 63 是泥沙 次要产 区。地形 、 地貌和土质是导致水沙差别的环节 。 西峰站对南小 河沟流 域 内植 物措 施治 理沟——杨 家沟 和 无管理对 比沟——董庄沟径流模数 和侵蚀模数 的 比力显示J : 董庄沟 、 杨家沟的径流模数别离为 86 7 46 5m / m ; 4 、7 k 杨家沟 林地面积 占 4 % , 流模 数 削减 4 . % ; 0 径 5 9 董庄 沟 侵蚀 模 数为 2 0 8 m。 k 6 / m , 黄土 高塬地 区…。 据泾河道域水沙来历阐发 : 主流 马莲 河雨落坪 以上来 水量 杨 家沟侵 蚀模数 为 14 1m / m 。此外 , 5 . k 下垫 占 张家 山以上来水 量的 2 .% , 4 3 来沙 量却 达 4. % ; 89 雨落 坪 、 杨家坪至张家山区间来水量 占张家 山以上来水量 的3 .% , 25 来 沙量仅 占 1 .% 。泾河张家山以上含沙量达 17 8gm’ 68 3 .7k / , 是黄河兰州以上含 沙量 的 196倍 , 8. 是潼关 以上含 沙量 的 5 3 .6 倍 。泾河是黄河 次要产沙主流 。按照 区域地貌类 型划分 , 泾河 水次要来 自黄土高塬 沟壑区 , 其次是黄土丘 陵沟壑区 和土 石丘 陵区 ; 次要来 自黄土 丘陵沟 壑区 和黄土 高塬沟 壑 区, 沙 其他 类 型区很少 , 具有较着的水沙异源现象 。 西峰水 土连结科学试 验站 ( 以下简 称西 峰站) 南小河 沟 对 流域多年观测研究成果表 明 : 黄土高塬沟壑 区径 流次要来 自塬 面也是导致水沙空间差别 的主要原 因。 1 2 水 沙时 间分布 的差 同性 . 对流经黄土高塬沟 壑 区的泾河道 域径 流量 和输沙量 进行 比力 ( 见表 1 : 年际阐发 , )从 一般径 流量大 的年份 输沙量也 大 , 径流量小的年份输沙量也小 , 两者 的最 大值和最小值分 别呈现 在统一年份 ; 从年 内阐发 , 输沙量 比径流量更集 中在汛期 , 特别 是集中在 7~ 月 , 8 径流量 除汛期 比力集 中外 , 其他月份 相对 比 较平衡 。因而 , 水沙 在年 内分布 具有显 著差 异 ,2 6 的泥沙 9 .% 来 自汛 期。 表 1 泾河道域径流量与输沙量比力【 ] 1 3 水 沙功 能的差 同性 . 人类进行出产勾当依赖的主要资本。黄土高塬沟壑区是水资本 1 . m 引 2 1k [ 。 水资本是 人类赖 以保存 的最根基 计谋资本 , 而地盘资 源是 14 水 沙效益 的差 同性 . 水沙功能的差别导致不 同区域水沙效益的差别 。沿黄各省 收稿 日 :0 8 0 - 3 期 20 — 20 紧缺地 区, 可是该 区域是黄土高原黄土平均厚度最 大的区域 , 为 本地农业出产供给 了较 好 的土壤条 件 , 区域 “ 该 缺水 不缺 沙” 。 在黄河下流地 区, 黄河水资 源是沿 黄两岸工农 业用水 的主要 保 基金项 目: 十一五” “ 国度科技 支持打算项 目(0 6 A 0 B 9 。 2 0 B D 9 0 ) 作者简 介: 李怀有(99 ) 男, 16一 , 甘肃庆阳人 , 高级工程师 , 次要处置水 土连结 科 研 办理和径 流高效操纵方面的研 究工作 。 E- l: y  ̄ y s h . o malq x @ o u e m 障, 而每年淤积在河流 中的约 4 t 沙构成难 以根 治的危 害, 亿 泥 输送到河 口的约 l 亿 t 2 泥沙使黄河三角洲面积每年扩展 24~ . ? 7 8? 人 民 黄 河 20 0 8焦 ( 每年援用黄河水 30亿 m 区) 0 摆布 , 占黄河年均 天然径 流量 2 3 多单位 . 的一半以上 ; 而每年的引沙量 约 2亿 t占黄河 下流多年平 均来 , 沙量的 18~16 , / / 因此加重了黄河下流河流 主槽 的淤积 。2 0 世纪 6 0年代 , 下流平滩 流量为 60 0~70 0m / , 20 0 0 ’ s到 0 2年 , 黄土高塬沟壑 区的小 流域可 以划分 为多个汇水单位 , 一般 汇水单位 面积 大的沟头溯源 侵蚀猛烈 , 沟岸扩 张和沟床下 切严 重, 应作为重点 管理单位 。面积为 3 . m 6 3k 的南小河沟 流域 可 以划分为 7 个汇水单位 , 中 l 比力 大的汇水单 元是治 理 1 其 9个 部门河段 呈现 20 0i / 摆布 的流量就 会严峻漫 滩 。因而 , 0 s n 水资本是一种 紧缺资本 , 而泥沙淤积成为难 以根治的风险。 的重 点。在黄河水土连结生态工程齐家川示范 区径流高效操纵 黄土高塬沟壑 区光热资本充沛 , 水资本是限制本地农业 、 经 示范村 ( 崔沟村 ) 扶植 中 , 将全村 1 .3k 的地盘划分为 2 0 8m 5个 济成长的次要 要素。虽然该 区域具有 丰硕的土壤 资本 , 是水 相对 独立 的汇水单位 , 中 6个 比力 大 的汇水 单位进行 重点治 但 其 力侵蚀 形成塬 面不竭被蚕 食 , 沟头不竭伸 向塬 心 , 沟岸扩张 , 沟 理, 使地表水资本操纵 率提高 了 1. % 、 6 6 地下水 资本 操纵率 提 高了 1. % , 9 4 取得 了显著成效 。 床下切 , 陪伴土壤养分流失 , 化水质 , 恶 土壤侵蚀 成为该 区域 的 一 大危 害。 2 4 多手段 . 黄土高塬沟壑 区水土 流失分析管理 手段 越来越丰 富, 次要 有工 程办法 、 动物办法 、 农业 办法 以及新 手艺 和新 材料 的应 用。 工程办法 次要有程度梯 田、 封堵胡 同 、 路砂石化 , 道 以及修 建水 窖、 涝池 、 径流调蓄 区、 头防护 、 沟 谷坊 、 淤地坝 、 塘坝 、 治沟骨 干 黄土高塬 沟壑 区土壤侵 蚀主 要类型 为水力侵 蚀和重力 侵 蚀, 而水力 同时也是推进和加 重重力侵蚀 风险 的主要 要素。水 的流动性产 生的挟沙能力是 导致 本地水 力侵蚀 的焦点原 因, 因 而径 流的调控操纵就成为建立 协调水 沙关系 的次要手艺手段 。 黄委提 出了扶植黄河水沙调控 系统 , 黄土高原 的水土连结 工作 工程等 ; 物办法 次要包罗种植乔 、 、 植 灌 草及复合办法 ; 农业办法 在扶植 黄河水沙调控体 系中大有可 为。以泾河道域 为例 , 也就 是调蓄汛期 1 .9 0 15亿 m 、 当于潼关 以上 2 8 的径流量 , 相 .% 可 削减汛期 2 39亿 t相 当于潼关 以上 1 . % 的输 沙量 。采 取 .3 、 97 “ 以水换沙” 是建立高塬沟壑区水沙调控体 系的手艺环节 , 即就 地拦蓄 、 操纵汛期的雨洪 资本 , 大幅度减 少泥沙 的流失 , 减轻 黄 河 下流泥沙淤积 的风险 。 次要有地 膜笼盖 、 等高种植 、 间作 、 深松 、 无机肥 、 深耕 增施 留茬 播种 等办法 ; 一些新手艺如集水造林 、 集水种草 、 雨水集蓄 、 节水 灌溉 、 手艺 、 遥感 地舆消息系统 、 全球定位系统 、 数字小流域等得 到使用 ; 一些新 材料如保水剂 、 防渗剂 、 防蚀剂等也获得推广 。 2 5 多效益 . 黄土高塬沟壑 区水土连结效益次要分根本效益 、 经济效 益、 社会效益 、 生态 效益 。根本效益包罗添加土壤入渗 、 拦蓄地表径 2 基于径流调控操纵分析管理模 式的特点 流的保水效益 , 减轻面蚀 、 沟蚀 , 蓄坡 沟泥沙 的保 土效益。经 拦 基 于径 流 调 控利 用 综 合 管理 模 式 由西 峰 站 以 中尺 度 流 济效 益有 间接经济效益和 间接经济效益 : 接经济效益 包罗粮 直 域——砚 瓦川流域为依托 , 在齐家川示 范区和砚 瓦川项 目区建 食减产及果品 、 木材 、 饲草 、 枝条等添加的经济收入 ; 间接效益包 设 中首 次提 出。该模式 以汇水 单位为径 流调控利 用单位 , 以塬 括各类产 品当场加工转化增值。社会 效益包罗推进社会前进和 面的径 流调控操纵为焦点 , 以沟道 的径流和泥沙调控为支持 , 减轻 天然灾祸方面 : 以 推进社会前进是指改善农业根本设备 , 提高 坡 面的径流调控为弥补 , 建立 完美 的径流泥沙调控操纵体 系。 地盘 和劳 动出产率 , 调整地盘操纵 布局 , 合理操纵 地盘 , 调整农 2 1 径 流 的主导性 . 村生 产布局 , 应市场经济 , 适 改善生态情况 , 缓解人地矛盾 , 推进 塬 面侵蚀 次要包罗 降雨溅蚀 、 面蚀 、 细沟侵蚀 、 局部 冲沟侵 新农 村扶植 , 建立人 与 天然协调 的生态文 明; 减轻 天然灾 害包罗 蚀 。在特大暴雨 中, 还可 见到偶尔 性陷穴 、 地峡等塌 陷侵蚀 ; 在 减轻下流洪涝灾祸和泥沙风险 , 减轻干旱对出产糊口的要挟 , 减 轻滑坡 、 泥流危 害。生态 效益包 括减 少洪 水流量 , 加常水 流 增 同时也加剧水蚀 。塬坡侵蚀次要是降雨溅蚀 、 面蚀、 局部细沟侵 量 , 改善土壤理化性 质 , 提高土壤肥力 , 改善贴地层的温度 、 湿度 蚀 。沟坡立崖侵蚀 次要是 重力侵蚀 ( 滑坡 、 崩塌 ) 陡坡红 土泻 和风力 , , 提高林草笼盖度 , 推进野活泼物繁衍等。 溜、 滑泻及重力 堆积 、 流泥 、 小滑塌 、 流冲蚀 、 水 陷穴、 暗洞等。沟 床立崖侵蚀 次要 是重 力 侵蚀 ( 塌 ) 沟床 下切 、 崩 , 小滑 塌 、 塌 坍 等 。径流 的挟沙能力和易冲性形成的水力侵蚀是该 区域次要的 侵蚀类型 , 因而 径流在水 土流失 中具有主导性 。 干旱 的冬春季候 , 庄道路会产 生数厘米厚 的灰尘 , 村 易被风蚀 , 2 6 多 方针 . 通过水土连结生态工程扶植 , 以减轻水土流失风险 , 可 提高 林草笼盖度 , 改善生 态情况 , 提高地盘和劳动出产率 , 添加收入 , 推进 新农村扶植 , 实现人 与 天然 情况彼此 依存 、 彼此推进 、 协调 共处 的生态文 明。因而 , 水土保 持最 次要 方针 是建立 生态 、 经 济、 社会三者的协调关系。 2 2 多因子 . 在 黄 土 高 塬 沟 壑 区 , 响水 土 流失 的 因子 除 了降 雨 之 外 , 影 还 有重力 、 、 风 湿度 、 温度 、 降雪 、 地形 、 地貌 、 势 、 地 地面构成物质及 其布局 、 植被类 型及笼盖度 、 人类 勾当等 。重力侵蚀是该区主要 的侵蚀类型 。沟坡部位 红黏土 含量 高达 5 % , 3 质地 坚硬 , 冲 抗 3 径流泥沙调控分析管理模式的次要范式 . 力强 , 易透水 , 不 但膨胀系数 大 , 为新黄土的 4 7倍 , . 遇干湿交替 3 1 塬 面径 流泥 沙调控 操纵 范式 的天气前提时 , 表层 易膨胀开裂而构成常年不竭的风化剥 落 , 即 志塬发生稀有的融雪径 流 , 仅南小 河沟流域 融雪径 流深就 达 6 r 以上 , n m 径流量达 1.4万 m , 30 产沙量达 224t 。 3 J () 1 村庄土路一砂石化一道 路集雨一涝池 蓄水一低压管灌 ( ) 面集 流槽或缓坡地 一水 平梯 田—地埂 栽黄花 菜一保 2塬 水保 土耕耘 , 范式 次要适宜专 门处置农作物出产 的农户 。 该 该范式次要连系村 庄砂 石道 路扶植进行 。 “ 红土泻溜 ” 现象 。融雪侵蚀也 时有发生 , 16 如 94年春季 , 董 系统 , 第1 O期 李怀有 : 黄土高塬沟壑 区径流 调控分析 管理 模式 研究 ? 9? 7 ( ) 院硬 化一集雨一水 窖 蓄水一果 园滴 灌系 统 , 范式 3庭 该 次要适宜果树专业 户。 () 6 陡坡 滑 泻 流泥 面一 鱼鳞 坑 整地一乔 灌 混交 林 或灌 木 林 , 范式 是次要针对陡坡滑泻流泥面 的管理办法 。 该 ( ) 院软化一 集雨一水 窖蓄水一 暖棚 养畜一沼气 池一果 34 川 道径流 泥 沙调控 利 用范式 4庭 . 园滴灌系统 , 该范式次要适宜既养畜又运营果 园的农户 。 范式次要适宜种草养 畜的农 户。 () 台地一水 平 梯 田一移 动 管 灌 或 喷灌 设 备一地 膜 覆 1川 ( ) 院硬 化一 集雨一水 窖 蓄水一暖 棚养 畜一沼 气池 , 5庭 该 盖一 等高种植瓜菜 , 这是川道 经济 效益 比力 高的一种 范式 。 () 2 泉水或河川径流一小 高抽一高位 蓄水池一管道 输水一 ( ) 同改道一封堵胡 统一操纵 塬 面低 凹地 、 6胡 烧毁 机井 、 地 人畜饮水 , 该范式 次要处理人 畜用水 问题 。 () 3 冲沟一 建筑淤地坝一坝顶 做路一村庄 道路砂石 化一 河 修 改汇水 通道一杜绝塬 面径流从 沟头处下沟 , 该范式 次要是在 沟建桥一道路边修 建软化排水沟 , 该范式次要处理 冲沟侵蚀 、 道 塬面规定径流调蓄区 , 阻断塬 面汇水通道 。 路侵蚀和交通 坚苦 问题 。 坑院和胡 同复垦地作 为径流 调蓄 区一沟 头建筑涝 池 、 沟边埂一 3 2 塬坡 径流 泥沙调 控 操纵范 式 . () 1 坡面集雨一鱼鳞 坑或 程度 阶整地一喜 湿乔 木纯 林 ( 如 油松 )该 范式 次要适宜 阴坡 。 , 参 考文 献 : [] 水利部黄河水 利委员会 .02 黄河水资本公 报[ . 1 20 年 R]郑州 : 黄河水 利委员 会 ,0 2 20 . ( ) 面集 雨一 鱼鳞 坑 或水 平 阶 整地一喜 湿 乔灌 混 交 林 2坡 ( 如油松和沙棘混交 ) 该范式次要适 宜半阴坡。 , [ ] 冉大川.泾河道域水沙特征及减水减沙效益阐发[ 2 G]/黄土高原水 土流失 / 及其分析 治 理研 究——西 峰水 保 站 试 验 研 究成 果 及 论 文 汇 编 ( 9 9— 18 20 ) 郑州 : 03 . 黄河水利出书杜 , 0 : 7 . 2 57 0 0— 6 [ ] 黄河水利委员会西峰水土连结科学试 验站. 3 高塬沟壑 区典型 小流域水土 流 ( ) 面集雨一鱼鳞 坑整 地—— 抗旱灌 木林 ( 狼牙 刺 ) 3坡 如 , 该 范式 次要适宜 阳坡 。 ( ) 面集 雨一鱼 鳞 坑或 集 蓄槽 整 地一 抗旱 乔 灌 混交 林 4坡 ( 侧柏和狼牙 刺混交 ) 该范式次要适宜半 阳坡 。 , 要适宜登时前提 比力差的天然草地改 良。 失纪律及水保管理效益阐发研究[ ] 西峰: R. 黄河水利委员 会西峰水土保 持 科学试验站 , 0 . 2 6 0 4 G]/ () 5 坡面集雨一水 平 阶整地一 种植 禾本科 牧 草 , 该范 式 主 [] 李倬.论林 木的 固沟减蚀 感化 [ /黄 土高原 水土流 失及其 分析 管理研 究——西峰水保站试验研 究功效及论 文汇编( 99— 0 3 . 18 20 ) 郑州 : 黄河水利 出书社,0 5 7 8 . 20 : 7— 2 3 3 沟道 径流 泥沙调 控利 用范 式 . () 1 泉水一小高抽提水一 塬面水塔调蓄一管道输水一人 畜饮 水, 该范式次要适宜流域中下流无机井地域处理人畜饮水难题。 [ ] 尹明泉, 5 李采. 黄河三角洲河 口段海岸线 动态及演变预测 [ ] 海洋地质与第 J. 四纪地质 ,06 6 ,5 4 . 2 0 ( )3 — 0 [ ] 赵文林. 6 黄河泥沙[ . M] 郑州 : 黄河水 利出书社 ,96 19 . [ ] 水利部黄河水利委员会. 7 黄河初次调水 调沙试验 [ . M] 郑州 : 黄河水利 出书 社 ,0 4 20 . () 2 泉水 和坝库水一小高抽 提水一塬 面水塔 调蓄一管道输 水一果 园节水灌溉 系统 , 范式次要适 宜流域上 中游果 园补 充 该 灌 溉 问题 。 [ ] 李倬.黄河中游黄土高塬沟壑区的水土流失特 点和管理切磋 [ /黄土高 8 G]/ 原水土流失及其分析 管理研 究——西峰 水保站 试验研 究成 果及论 文汇 编 ( 9 9— 0 3 . 18 2 0 ) 郑州 : 黄河水利 出书社 .0 59 —18 2 0 :7 0 . () 3 柳谷坊一淤地坝一塘坝一养鱼或 提水 上塬灌溉 菜 园或 果 园, 该范式次要适 宜城 市郊 区的小 流域 。 [] 冉大川.黄委 西峰水保 站水土 流失规 律及黄河水 沙变化研究成绩综 述 [ 9 G] ∥“ 模子黄土高原” 扶植方略纵论. 郑州 : 黄河水利出书社 , 0 :1 一 1. 2 53I 38 0 () 4 柳谷坊一 淤地坝一 治沟骨 干工程一 沟坡防护林一 沟床 护岸林 , 该范式是适宜该 区域 的次要拦沙办法 。 【 义务编纂 王 琦】 () 5 红土 泻溜 面一 鱼鳞 坑整 地一灌木 林 ( 沙棘 ) 该范 式 如 , 是次要针对 沟谷 红土泻溜面的管理 办法 。 ( 上接第 7 4页) 办理办法为 : 每次灌水 15 1 5 . h 施 纯氮 3 4 5~ 4 . —12 6i / m , n 1. 33 3k/ m , 4 .g h 施纯磷 1 8 1 7 .g h 5 . ~1 37k/ m 。 25 模 型 的模 拟寻 优 . 将编码值。 、 在试 验设 计范 围内等分 1 个 程度 , 、 1 构 成 1 =13 1个生 产 要素组 合 , 椒果 实 V 1 3 辣 c含 量 y≥ 7 0 5 mgk 的组合有 6 /g 8个 , 占组合方案 总数的 5 1% , . 1 产量频次 分 析见表 4 。 表 4 辣椒 果实 V c含量频次阐发 3 结 语 灌水 、 氮和施磷对辣 椒果 实 V 施 c含 量 的影 响大 小挨次 为 施磷 > 氮 >灌水 , 施 三因 素中 , 某一 要素 均以其 他二 要素代码 值 为 0程度 时 V 含量最高 。 c 参 考文 献 : [ ] 南 京农业 大学. 1 土壤农化阐发 [ . M]北京 : 农业出书社 , 9 . 10 9 [ ] 王兴 仁. 2 现代肥料试验设想 [ . M] 北京 : 农业出书社 , 9 . 1 6 9 [ ] T kb a k ,Y nym ,Td A a a l t r tn so i ai , 3 aee M s o o ea a a kt .Pa o ha dacr c c 1 a s ngw b d C a g sos obc a i o c n a o si ela e d t e ow e o t h n e fa c ri c c n e  ̄ f n nt v sa l l f e tp t o d i h e n l  ̄ b s a 注: 次灌水量单元为 n h , N、 P 0 l m 施 / 施 2 5单元为 k / m 。 g h (pm abt a L r )adpt o( o r mt eo m L ) J . i nD j I ea t a . n o a Sl u u rs . [ ] N p o o as n t a i b u o p o 通过计较 得出辣椒果 实 V c含量 t70 m / g的分析水 肥 > 5 gk Hrg u a h 1 26() 4 —5. io k s i 9 , 4 : 7 4 ya Zs,9 3 4 4 【 义务编纂 赵雄伟 】

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