Modeling on Runoff and Sediment Yield in Small Watersheds

The prediction and estimate of water and soil loss is fundamental important for understanding the effect of the spatial heterogeneity of underlying surfaces and preventing ecological environment deterioration. In this paper, a dynamic model of runoff and sediment yield in small watersheds is established. The proposed model includes three components: runoff generation caused by rainfall, soil erosion on hillslopes by overland flow, and runoff concentration and sediment transport on watersheds. Applying the proposed model, the runoff and sediment yield processes in a typical catchment on the loess plateau was estimated, which exhibited a good agreement between predicted results and observation.

黄土高原丘陵沟壑区小流域优化生态-生产范式

黄土丘陵沟壑区是黄土高原的主体部分，也是具有特殊景观格局的生态-经济敏感区，保护环境、发展生产始终是其面临的双重任务。小流域既是区域的优势景观单元。文章试以小流域为基础，研究黄土丘陵沟壑区的优化生态-生产范式。根据内容，论文可分为5个部分： 首先，论文系统总结了黄土高原的几个主要特点，如黄土地貌，土壤侵蚀等。本章节重点介绍了小流域治理的发展历程及其特点，以及小流域的治理现状。其次，综合阐述了黄土高原丘陵沟壑区的生态经济背景，指出：小流域为黄土丘陵沟壑区的优势景观单元，是区域治理与发展的基本单元;并提出区域治理与开发的生态与生产定位。第三，详细研究了区域小流域景观生态学特点;同时探讨了作为一个复合生态系统，小流域景观功能及其发展变化特点。结合第二部分，提出了黄土丘陵沟壑区小流域优化生态-生产范式的5项原则。第四，具体分析了安塞纸坊沟流域自然资源环境与社会经济基础，依据范式建立的原则，根据净第一性生产力等环境、社会经济等指标，建立流域的优化生态-经济空间结构。最后，在第四部分的基础上，提出区域小流域优化生态-生产范式的空间体系组成以及组成范式的关键措施和核心组分。

土丘陵沟壑区植被恢复过程中的土壤抗蚀与细沟侵蚀演变

对黄土丘陵沟壑区安塞纸坊沟和县南沟、延安燕沟3个流域不同恢复年限的植物群落的土壤抗蚀性和侵蚀程度进行了研究。对12个土壤抗蚀性指标进行主成分分析表明,土壤抗蚀性(主成分综合指数)强弱为灌木群落阶段>多年生草本和蒿类群落阶段>一二年生草本群落阶段,与一二年生草本群落阶段相比,灌木群落阶段与多年生草本和蒿类群落阶段的土壤抗蚀性分别增加了362.29%～673.33%和574.71%～930.00%;野外调查结果分析表明,随着植被的恢复演替,土壤侵蚀量呈现明显的下降趋势,灌木群落阶段的土壤侵蚀量仅为演替初期的1.42%～5.59%;通过回归分析,土壤侵蚀量和水稳性团聚类因子,以及有机质含量之间分别存在极显著与显著相关关系,鉴于土壤分析的易获性,可选择>0.5mm水稳性团聚体与有机质含量作为反映土壤侵蚀程度的指标。

径流曲线法在黄土区小流域地表径流预测中的初步应用

径流曲线法是目前国际上预测无径流观测资料地区降水地表产流的主要模型,由于气候、水文及下垫面的差异,在黄土高原地区的应用受到限制。利用黄土高原地区3个小流域的303场降雨径流资料,针对黄土高原降雨地表径流特点优化模型中的初损率λ,并提出降雨强度修正函数,将降雨强度因子引入径流曲线法。优化后的模型效率E达到0.812,实测径流深与预测径流深的线性回归决定系数R2达到0.822。改进后的SCS-CN模型可用于黄土区小流域降雨地表产流预报,对黄土高原无资料地区侵蚀产流预报、指导水土保持工程配置和设计具有重要的理论和工程实践意义。

景观格局对土壤侵蚀的影响研究-以岷江上游的小流域为例

岷江上游地区生态环境脆弱，加之不合理的土地利用，土壤侵蚀问题日趋严重。准确定量土壤侵蚀、产沙模数的空间分布，从而分析土地利用及其空间配置对于土壤侵蚀过程是否合理？对减少长江上游的输沙量具有重要意义，是一个严峻的研究课题。本文以GIS为平台，建立泥沙输移分布模型，模拟流域的侵蚀模数、泥沙输移比和产沙模数的空间分布；结合模型模拟结果，分析不同土地利用/覆被方式的侵蚀和产沙特征，并以景观生态学的“格局-过程”理论为基础，通过景观指数——景观空间负荷对比指数，探讨土地利用/覆被的空间格局对土壤侵蚀过程的影响。泥沙输移分布模型模拟的产沙量与实测值比较，结果十分理想。模拟结果表明：两个流域大部分区域属于微度到中度侵蚀，平均侵蚀模数略低于长江上游的平均值；两个流域的平均泥沙输移比均远小于长江上游的平均值；河流两侧1 km范围内是流域主要的产沙区域；不同土地利用/覆被方式的侵蚀模数不同——裸岩>居民点>草地 >农田>灌木林>林地；侵蚀广泛分布在草地、林地和灌木林地上，占流域侵蚀总量的80%以上；灌木林和林地是流域主要的产沙源，占总产沙量的60%以上。景观空间负荷对比指数的计算结果表明：两个流域土地利用/覆被随坡度的空间配置有利于水土保持，但随相对距离、相对高度和运移距离的空间配置不利于水土保持；两个流域“源”大“汇”小的土地利用/覆被组成方式有利于水土保持，且镇江关流域的组成方式更优；景观空间负荷对比指数能够比较全面客观地反映景观格局对对土壤侵蚀过程的影响：两个流域的景观格局均较为合理；且镇江关流域的景观格局优于黑水流域。

潮滦河小流域鱼鳞坑内外植被群落特征与环境关系

通过对小流域不同坡面上鱼鳞坑的内外群落植被调查,研究了该地区鱼鳞坑内外植被群落特征与海拔及坡向的关系。(1)阴坡鱼鳞坑内的盖度大于阳坡鱼鳞坑内的盖度,并且达到极显著水平。(2)坡向不是控制该区域植被群落多样性的主导因子。(3)不同土地类型鱼鳞坑外的群落丰富度指数,Shannon- Wiener指数及同一土地类型的鱼鳞坑内外群落的指数均与海拔高度成极显著的抛物线函数关系,但是与鱼鳞坑内群落的多样性指数不成显著相关关系。结果显示,可以通过像鱼鳞坑这样的整地方式来改变小生境以促进群落植被的物种多样性。

黄土沟壑区小流域水土保持减水效益分析

在实测资料的基础上借助流域水沙耦合模型中的产流模式 ,将水土保持减水型措施和植被型措施在减流中的作用定量分割开来 ,为区域水土流失综合治理提供基础数据 .结果显示 ,高度综合治理的插财主沟和杨家沟小流域平均减水分别为 6 6 .2 %和 5 8.7% .其中减水型措施分别减水 42 .0 %和 19.8% ,植被型措施分别为 2 4.2 %和 38.9% .与未治理小流域相比 ,综合治理使小流域拦蓄水程度明显提高 ,减水型措施拦蓄径流作用显著高于植被型措施

黄土高原水土保持的水文环境效应研究进展

黄土区大面积、高强度的植被营造工程和各项水利工程虽充分利用了有限的水资源 ,减少了入黄泥沙 ,但同时也人为的切断或改变了水分循环的途径 ,对水环境产生不同方向和程度的影响。尽管国内外学者对水土保持的水环境效应已进行了不少研究 ,但仍存在一些问题 ,主要表现在单项措施 ,特别是林草措施下的水环境效应研究比较深入 ;在水环境研究内容上 ,多注重对地表径流减水减沙的分析 ,而对水量平衡、水文情势等研究较少 ;在研究尺度上 ,多集中于对径流小区的分析 ,单点研究深入而面研究不够

黄土丘陵沟壑区山坡道路防蚀措施初步研究

山坡道路连接农田、果园 ,对山区经济发展有重要作用。黄土高原山坡道路存在严重的水土流失 ,侵蚀方式主要有沟蚀、泻溜、崩塌、陷穴、悬沟侵蚀与滑坡等。山坡道路网应按照小流域综合治理规划合理布置 ,其主要防护措施 :①修筑梯田 ,防止坡面径流冲刷道路 ;②将路面整修成拱形以分散径流 ;③在道路内侧修蓄水窑窖 ,拦蓄径流 ;④路面及边坡栽植草灌 ,防止雨水冲刷

黄土高原降雨空间分布的不均匀性研究

根据黄土高原13条流域的降雨资料，分三种雨型即局地强对流条件引起的小范围、短历时、高强度的局地性暴雨（A型暴雨），峰面型降雨夹有局地雷暴性质的较大范围、中历时、中强度暴雨（B型暴雨），峰面型降雨引起的大面积、长历时、低强度暴雨（C型暴雨）；选用流域面雨量离差系数Cv、流域降雨不均匀系数η和流域最大点与最小点降雨量比值系数α三种指标，分析了次降雨空间分布的不均匀性。

Model analysis of dissolved inorganic phosphorus exports from the Yangtze river to the estuary

In this paper, we estimate the inputs of phosphorus (P) to the Yangtze River Basin and exports of dissolved inorganic phosphorus (DIP) from the river to the estuary for the period 1970-2003, by using the global NEWS-DIP model. Modeled DIP yields range from 2.5 kg P km(-2) yr(-1) in 1970 to 4.6 kg P km(-2) yr(-1) in 1985, and then dramatically increase to 14.1 kg P km(-2) yr(-1) in 2003. No significant difference between the modeled and measured values at the level of P = 0.05 is observed. The study also demonstrates variable source contributions of P to the modeled DIP during the period 1970-2003. Point sewage P input accounted for approximately 100% in the period 1970-1985 and substantially decreased to 24.8% in 2003. Chemical fertilizer contributed 25.4% of DIP yields in 1986 and increased continuously to 50.3% in 2003, while a stable trend in manure P contribution averaging 22.9% of DIP yields was shown in the same period. The study concludes that P inputs to the Yangtze River Basin and the river DIP export to the estuary have substantially increased during the study period consequence to human pressure.