水利水保措施對(duì)入黃泥沙徑流影響分析計(jì)算

對(duì)河龍區(qū)間各主要支流的場(chǎng)次暴雨洪水開(kāi)展了研究,利用統(tǒng)計(jì)模型、相關(guān)分析等方法分析了水利水保措施對(duì)暴雨洪水泥沙的影響。結(jié)果表明:①1970—2006年河龍區(qū)間水利水保工程對(duì)洪峰、洪量、沙量的削減程度分別為33.6%、41.3%、38.0%,陜西北片5條支流洪峰、洪量、沙量的削減程度分別為23.7%、41.7%3、0.3%;②水利水保工程對(duì)洪量的削減程度最大,沙量次之,洪峰最小,對(duì)主要來(lái)沙區(qū)5條支流的影響程度略小于整個(gè)河龍區(qū)間的。

根據(jù)1951~2007年水文、氣象資料,在統(tǒng)計(jì)分析黃河中游降水時(shí)空分布和變化特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,通過(guò)對(duì)比1986年前、后資料,分析近期降水較前期的變化,并根據(jù)潼關(guān)站年輸沙量及其與中游不同站點(diǎn)、不同時(shí)段降水量的關(guān)系,建立了輸沙量計(jì)算公式,計(jì)算分析了近期降水變化和其他因素對(duì)入黃泥沙量的影響。結(jié)果表明:①黃河中游近半個(gè)世紀(jì)降水量總體上呈前期多、后期少的特點(diǎn);②1986年以來(lái)降水較前期普遍減少,其中南部減少10~30mm,北中部主要產(chǎn)沙區(qū)減少量都超過(guò)25mm;③降水量年內(nèi)分配發(fā)生了很大變化,除12月~翌年3月和6月有所增多外,其余月份減少10%~30%;④降水變化對(duì)入黃泥沙的影響量相當(dāng)于泥沙總變化量的30%~60%;④其他因素對(duì)入黃泥沙的影響量占總變化量的40%~70%,其作用具有越來(lái)越顯著的特點(diǎn)。

植物過(guò)濾帶能減小徑流挾沙力。該項(xiàng)研究設(shè)計(jì)了2個(gè)試驗(yàn)小區(qū),坡度為7%,12%,主要植物種類(lèi)為無(wú)芒草,在試區(qū)內(nèi)安裝了集流設(shè)備及雨量器。并測(cè)量降雨量,雨強(qiáng),休閑帶邊緣的徑流量,土壤流失量。

植物過(guò)濾帶能減小徑流挾沙力。該項(xiàng)研究設(shè)計(jì)了2個(gè)試驗(yàn)小區(qū),坡度為7%、12%,主要植物種類(lèi)為無(wú)芒草,在試區(qū)內(nèi)安裝了集流設(shè)備及雨量器。并測(cè)量降雨量、雨強(qiáng)、休閑帶邊緣的徑流量、土壤流失量。測(cè)試結(jié)果表明:植物過(guò)濾帶攔截泥沙達(dá)85％以上。不僅減小徑流挾帶泥沙力,加快了泥沙的沉積,且延緩了徑流速度,增加了土壤結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,有利于徑流的入滲。

隨著大規(guī)模的水利建設(shè)和水土保持工作的實(shí)施,流域下墊面條件發(fā)生了明顯的改變,其暴雨產(chǎn)生的洪水也相應(yīng)發(fā)生了變化。如何評(píng)估水利水保措施對(duì)洪水的影響及其程度是一個(gè)重要的研究工作。以黃河流域窟野河為例,構(gòu)建暴雨洪水相關(guān)統(tǒng)計(jì)模型———最近鄰抽樣回歸模型,在此基礎(chǔ)上探討了水利水保措施對(duì)洪水的影響。研究結(jié)果表明:水利水保措施影響后洪峰總體減少程度為53%,次洪量總體減少程度為47.6%;就洪水類(lèi)別而言,水利水保措施對(duì)小洪水的洪峰、洪量影響程度最大,其次是大洪水的洪峰、洪量,對(duì)中洪水的洪峰、洪量影響程度最小。為研究水利水保措施對(duì)洪水的影響提供了新思路。

本文通過(guò)分析延河流域的水文泥沙演變、水文泥沙突變點(diǎn)、突變年份前后各個(gè)時(shí)段中徑流泥沙變化狀況以及延河流域水土保持對(duì)河川徑流泥沙的影響,對(duì)水土保持工作進(jìn)行科學(xué)的評(píng)價(jià),以期為今后延河流域水資源綜合管理工作提供參考。

陜西省延安市在退耕還林政策實(shí)施以來(lái),全市水土流失狀況和水土保持生態(tài)環(huán)境發(fā)生明顯變化。對(duì)退耕還林政策實(shí)施前后河流徑流、泥沙、洪水變化情況進(jìn)行分析對(duì)比,結(jié)果表明:退耕還林實(shí)施后,植被覆蓋率大幅度提高,洪水減少,同時(shí)小型水保工程的建設(shè),通過(guò)攔蓄削弱洪水和減少洪水峰量；由于退耕還林,水土流失明顯減少,再加上小型水利工程攔蓄了大量泥沙,使得洪水的含沙量減??；治理措施控制洪水的能力同治理措施的配置有關(guān),配置體系越完善,消減洪峰的能力越強(qiáng),控制暴雨洪水的能力越高。可為同類(lèi)地區(qū)政策實(shí)施提供借鑒。

由于渭河流域的下墊面條件具有復(fù)雜性,以及人類(lèi)活動(dòng)的多元性、降雨時(shí)空分布有一定的不均勻性,所以渭河流域洪水形成與變化規(guī)律的相關(guān)研究有一定的困難。渭河流域是黃河中游洪水的重要來(lái)源,是泥沙的重要來(lái)源區(qū),分析渭河流域的洪水成果,能夠了解到渭河流域的治理規(guī)模,從而加強(qiáng)對(duì)黃河中下游防洪的有效規(guī)劃。本文基于此背景下分析水利水保措施對(duì)于渭河流域洪水產(chǎn)生的影響,并提出了具體的策略。

渭河流域由于其下墊面條件的復(fù)雜性和人類(lèi)活動(dòng)的多樣性以及降水時(shí)空分布的不均勻性,給研究流域洪水形成及變化規(guī)律帶來(lái)較大困難。通過(guò)大量實(shí)地調(diào)查,分析了渭河流域水利水保工程對(duì)實(shí)測(cè)洪水的影響;進(jìn)而利用流域水文模型,定量分析下墊面條件變化和暴雨時(shí)空變化對(duì)設(shè)計(jì)洪水的影響。結(jié)論認(rèn)為:渭河流域設(shè)計(jì)洪水計(jì)算中,可既不考慮水庫(kù)工程影響還原,也不考慮設(shè)計(jì)條件下工程的影響。

植被過(guò)濾帶（ｖｆｓ）在控制來(lái)自坡地土壤侵蝕地表徑流的輸沙量有效性方面，很少有人進(jìn)行研究和評(píng)價(jià)。本文以７％和１２％坡度小區(qū)研究為基礎(chǔ)，研究了ｖｆｓ對(duì)來(lái)自１８．３ｍ連續(xù)休閑地帶泥沙濃度，徑流量和土壤流失的影響，同時(shí)設(shè)計(jì)了一個(gè)徑流收集分流箱設(shè)備，來(lái)收集ｖｆｓ不同地段的徑流樣品。在ｖｆｓ地段安置一套６個(gè)相同的分流箱，在觀測(cè)期內(nèi)共收集１３次降雨產(chǎn)流樣品。在３．０ｍｖｆｓ處能截留７０％的徑流泥沙，同時(shí)，在９．

植被過(guò)濾帶（vfs）在控制來(lái)自坡地土壤侵蝕地表徑流的輸沙量有效性方面，很少有人進(jìn)行研究和評(píng)價(jià)。本文以7％和12％坡度小區(qū)研究為基礎(chǔ)，研究vfs對(duì)來(lái)自18.3m連續(xù)休閑地帶泥沙濃度、徑流量和土壤流失的影響。同時(shí)設(shè)計(jì)了一個(gè)徑流收集分流箱設(shè)備，來(lái)收集vfs不同地段的徑流樣品。在vfs地段安置一套6個(gè)相間的分流箱，在觀測(cè)期內(nèi)，共收集13次降雨產(chǎn)流樣品。在3．0mvfs處能截留70％的徑流泥沙，同時(shí)，在9．1mvfs處截留了85％的泥沙。隨著vfs寬度的增加，徑流中泥沙濃度的變化很小。在所有vfs中，12％坡度與7％坡度小區(qū)相比，有較大的徑流和土壤流失。vfs能促進(jìn)徑流中水分的入滲，減少?gòu)搅髁亢蛷搅髦心嗌车暮俊?/p>

隨著水利水保措施的實(shí)施和流域治理程度的提高，流域內(nèi)徑流泥沙不斷受到攔蓄，一方面表現(xiàn)為出口斷面的水沙量變小；另一方面表現(xiàn)為次洪過(guò)程線特征發(fā)生變化，以及徑流中地下徑流的含量增加。對(duì)小理河流域治理前后次洪過(guò)程特征進(jìn)行分析及徑流成分分割計(jì)算的結(jié)果表明，流域產(chǎn)流模式呈現(xiàn)由超滲產(chǎn)流向蓄滿產(chǎn)流過(guò)渡的趨勢(shì)。

利用大理河流域主要水文站1959~1999年間實(shí)測(cè)的水文泥沙資料,分析了該流域的降雨徑流泥沙特性及其年際變化過(guò)程。應(yīng)用水文法分析了大理河流域水利水保措施減沙效益及流域水沙變化原因。結(jié)果表明:大理河流域1970~1999年累計(jì)減洪量89.08億m3、減洪效益35.6%,減沙量35.39億t、減沙效益36.7%。

水土流失過(guò)程中,必然產(chǎn)生大量的土壤泥沙流失,導(dǎo)致區(qū)域間土壤稀少及土壤中的養(yǎng)分降低.水土流失不僅會(huì)導(dǎo)致區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)嚴(yán)重失衡,而且會(huì)影響當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐活動(dòng).文章以遼寧省某區(qū)為例,對(duì)研究區(qū)內(nèi)的水土流失這一典型生態(tài)問(wèn)題展開(kāi)分析,著重探討水土保持對(duì)當(dāng)?shù)貜搅髂嗌臣梆B(yǎng)分流失產(chǎn)生的影響.

營(yíng)盤(pán)河為廟林電站大壩上游左岸的一條支流,距壩址約4280m處匯入洛澤河。由于泥沙淤積,河道嚴(yán)重阻塞。通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)可研報(bào)告回水分析和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)勘情況比較,分析水庫(kù)回水對(duì)營(yíng)盤(pán)河支流泥沙淤積的影響。

黃河流域水利水保工程減沙作用是多方面的，經(jīng)綜合分析，河口鎮(zhèn)以上，主要是大型水利工程的作用，每年減少沙量０．５３億ｔ；河口鎮(zhèn)－龍門(mén)區(qū)間，由于水土保持綜合治理的作用，每年減少沙量３億ｔ左右，龍門(mén)以下的渭、汾、北洛河等支流年均沙量約０．９億ｔ。

黃河流域水利水保工程減沙作用是多方面的。經(jīng)綜合分析，河口鎮(zhèn)以上，主要是大型水利工程的作用，每年減少沙量0．53億t；河口鎮(zhèn)一龍門(mén)區(qū)間，由于水土保持綜合治理的作用，每年減少沙量3億t左右；龍門(mén)以下的渭、汾、北洛河等支流年均減沙量約0．9億t。

皇甫川流域,50年代降雨量、徑流量和產(chǎn)沙量偏豐,80年代偏枯,70年代暴雨次數(shù)多、雨量大、雨強(qiáng)高。采用“水保法”計(jì)算,水利水保工程平均每年減沙444.7萬(wàn)t,占多年于均產(chǎn)沙量的7.9%;采用“降雨-產(chǎn)沙公式法”計(jì)算,平均每年減沙276～332萬(wàn)t,約占多年平均產(chǎn)沙量的5％。水利水保工程起到了減沙作用。為進(jìn)一步減少入黃泥沙,今后仍需繼續(xù)加強(qiáng)流域綜合治理工作。

黃河雖流經(jīng)廣闊的黃土高原，但來(lái)沙區(qū)十分集中，中游69％的泥沙集中來(lái)自7．86萬(wàn)km2的多沙粗沙區(qū)。為防止水土流失，在該區(qū)進(jìn)行了大規(guī)模的水土保持治理工作。經(jīng)分析，近30年來(lái)，入黃泥沙已顯著減少，黃河中游主要來(lái)沙區(qū)水利水保工程年均減沙約4億t。

從窟野河“89.7”洪水看神府東勝煤田開(kāi)發(fā)對(duì)水土流失和入黃泥沙的影響

為分析白石水庫(kù)泥沙淤積影響因子并準(zhǔn)確計(jì)算各因子的影響程度,定性分析了白石水庫(kù)水沙情況,獲取了泥沙淤積的主要影響因子;再依據(jù)2001～2008年白石水庫(kù)水沙資料,采用偏最小二乘法建立模型,定量計(jì)算各影響因子對(duì)水庫(kù)泥沙淤積的影響程度,采用灰色關(guān)聯(lián)度法驗(yàn)證了計(jì)算結(jié)果。結(jié)果表明,影響白石水庫(kù)泥沙淤積的主要因子及其影響程度為平均流量35.26%、汛期降水量30.66%、入庫(kù)水量15.31%、出庫(kù)水量12.52%、平均輸沙率3.55%、最大流量2.65%和平均含沙量0.05%。

截止1989年底,渭河流域共有水庫(kù)361座,塘壩2666座,引水有效灌溉面積40.4萬(wàn)公頃,治理總面積8136km~2,治理度17.1％。以1970年為效益計(jì)算起始年,并將全流域劃分為18個(gè)片,分別采用水文法和水保法計(jì)算1970～1989年間各項(xiàng)水利水保措施減水減沙量及綜合減水減沙效益。水文法算得的綜合減水效益為24.1％,減沙效益為30.6％;水保法算得的結(jié)果相應(yīng)為29.9％和30.8％,兩者相近。