一、黄土丘陵沟壑区淤地坝建设效益与存在问题(论文文献综述)
刘蓓蕾[1](2021)在《黄土高原淤地坝建设与地形特征的响应关系研究》文中认为近年来,黄土高原生态治理成果显着,黄河泥沙含量锐减。淤地坝是黄土高原水土-保持与生态保护的重要措施。流域侵蚀地貌特征对淤地坝分布格局具有显着影响,揭示流域淤地坝分布格局与流域地形特征之间的响应关系对于黄土高原地区淤地坝建设具有重要指导意义。本研究基于数字高程模型数据,利用数字地形分析技术,分析了黄土高原地区淤地坝分布特征及其与流域地貌特征之间的响应关系,研究了黄土高原不同典型流域淤地坝分布格局与水沙变化之间的耦合关系,明确了地貌发育特征对淤地坝淤积过程的响应。本论文取得的主要研究成果如下:(1)黄土高原地区淤地坝主要分布在黄土丘陵沟壑区和黄土高塬沟壑区,其淤地坝数量分别占黄土高原淤地坝总数的81.23%和2.78%。未来黄土高原地区骨干坝和中型坝的平均淤积年限分别为18.11年和6.94年,中部丘陵沟壑区淤地坝的淤积年限较短,四周土石山区、风沙区等区域淤地坝的淤积年限较长。黄土丘陵沟壑区的丘Ⅰ区淤地坝数量最多,密度最大,淤地坝的淤积量和拦沙量也最大,丘Ⅳ区的淤地坝数量较少,密度较小,淤地坝的淤积量和拦沙量最小。黄土丘陵沟壑区地形较其他区域地形更为破碎,沟壑更多,丘Ⅰ区的地貌综合指数最大,为0.55,而其他地区较小,最小为0.28。黄土高原不同水土保持分区的地貌综合指数与淤地坝布设密度呈极显着相关关系,与淤地坝拦沙量呈显着相关。未来建坝过程中,可以在地貌综合指数较高,但淤地坝密度较低区域进行补建;对于地貌综合指数较高,淤地坝密度也较高的区域,根据其淤地坝未来淤积年限进行判别,即将淤满失效的淤地坝,应进行除险加固,对淤地坝综合功能进行提升。(2)皇甫川流域年降水量、年径流量、年输沙量均表现为减少趋势,淤地坝拦沙贡献率从28.39%降到22.46%;大理河流域年降水量表现为增加趋势,年径流量、年输沙量表现为减少趋势,淤地坝拦沙贡献率从46.57%降到22.65%;延河流域年降水量无明显变化趋势,年径流量、年输沙量表现为减少趋势,淤地坝拦沙贡献率从21.08%降到12.31%。皇甫川流域河网呈树枝状分布,平均分叉比为4.85;大理河、延河流域河网呈混合状水系,包括树枝状和羽毛状,平均分叉比分别为4.82和5.34。淤地坝对流域河道的控制率为大理河>皇甫川>延河,大理河流域骨干坝平均淤积模数较高,延河流域和皇甫川流域骨干坝平均淤积模数较低。沟道控制比例越高,控制沟道的级别数越高,淤地坝控制效果越好、拦沙量越大,流域三级沟道控制比例大于40%,是淤地坝发挥水沙调控作用的下限。(3)淤地坝拦沙淤地,使侵蚀沟道形态由“窄深式”变为“宽浅式”。淤地坝淤积过程缩短了主沟长度,降低了主沟支沟比,改善了主沟的破碎状况,使坡面变得更平缓,沟道平均坡度和地表切割深度呈下降趋势。沟道地貌信息熵降低,坡沟系统变得更加年轻。坡沟比及稳定性系数与地貌指数的相关性较为一致,与沟头点密度、沟壑密度呈极显着正相关;与主沟支沟比、平均坡度、地貌信息熵呈极显着负相关;与地表切割深度呈显着负相关。淤地坝自主沟向支沟淤积,在主沟淤满后坝面面积与淤积高程出现拐点,在淤地坝建设中,坝高的设计应高于支沟与主沟的交汇处的高程。
杨媛媛[2](2021)在《黄河河口镇-潼关区间淤地坝拦沙作用及其拦沙贡献率研究》文中研究表明在黄河水沙锐减以及黄河流域生态保护和高质量发展背景下,阐明黄河输沙量变化趋势并分析其原因具有重要意义。淤地坝作为黄河河口镇-潼关区间主要的水土保持工程措施,在拦沙减蚀、调峰削能等方面发挥着重要作用。本文从小流域、中尺度流域以及黄河河口镇-潼关区间3个尺度入手,基于统计分析、土壤侵蚀预报模型以及地理空间分析等方法,研究了淤地坝的拦沙滞洪作用,构建了淤地坝拦沙量计算模型,分析了淤地坝时空分布对流域输沙量的影响,计算了黄河河口镇-潼关区间淤地坝拦沙量对流域输沙量减少的贡献率,提出了黄河河口镇-潼关区间淤地坝建设与管理建议。论文取得的主要结论如下:(1)阐明淤地坝对小流域径流输沙过程的调控及其对径流侵蚀动力的分散消减作用。通过对比分析治理流域和未治理流域次洪水特征,发现淤地坝建设使流域水沙关系发生改变,在相同径流深条件下,治理流域的输沙模数小于未治理流域;淤地坝对降雨总量小型降雨事件的径流侵蚀动力消减作用强。基于无定河流域“7.26”特大暴雨调查结果分析,阐明了暴雨条件下淤地坝的重要拦沙作用,计算得到韭园沟流域淤地坝共拦截泥沙71.43×04t,流域泥沙输移比降至0.16,淤地坝改变了流域原来的产输沙模式,显着降低了流域泥沙输移比。(2)基于土壤侵蚀预报模型构建了淤地坝逐年拦沙量计算模型。在中尺度大理河流域,首先基于土壤侵蚀预报模型构建权重系数对骨干坝的总淤积量进行了逐年还原,其次基于淤地坝的淤积效应系数确定坝系内的中、小型坝拦沙量。基于淤地坝拦沙量计算模型,分析了大理河流域淤地坝拦沙量特征。1954~2011年,大理河流域淤地坝逐年拦沙量呈波动式增加趋势,多年平均拦沙量为0.12×108 t,其中骨干坝和中小型淤地坝多年平均拦沙量分别为0.04×108 t和0.08×108t。大理河流域淤地坝拦沙量对输沙量减少的贡献率从1971-2001年的47.35%下降到2002~2011年31.19%。(3)解析了黄河河口镇-潼关区间淤地坝拦沙作用对黄河输沙量减少的贡献。1952~2011年黄河河口镇-潼关区间淤地坝逐年拦沙量呈波动式增加趋势,多年平均拦沙量为1.50×108t,累积拦沙量为68.63×108 t。黄河河口镇-潼关区间,淤地坝拦沙量对输沙量减少的贡献率从1979~1998年的30.03%下降到1999~2011年19.92%。黄河河口镇-潼关区间大多数流域淤地坝拦沙贡献率呈减少趋势,这些流域骨干坝建设的高峰期为1970~1979年。少数流域淤地坝拦沙贡献率呈增加趋势,这些流域骨干坝建设的高峰期为2000~2009年。(4)预测了黄河河口镇-潼关区间骨干坝拦沙能力变化趋势,结合淤地坝建设潜力,提出了淤地坝建设与管理建议。当骨干坝的淤积库容达到总库容的70%~80%时,其拦沙效率降低。按80%总库容可拦沙计算,截止2011年底,在黄河河口镇-潼关区间4847座骨干坝中,已有2466座骨干坝的拦沙效率降低。根据预测,河口镇-潼关区间的骨干坝在2030年有53.08%完全淤满,2040年有77.49%完全淤满。黄河河口镇-潼关区间骨干坝建设潜力为13813座,淤地坝建设强度为35%,建设强度较高的流域有昕水河、县川河、佳芦河、朱家川、浑河、窟野河以及无定河等。提出了河口镇-潼关区间11个主要流域骨干坝未来建设建议,在选择适当时间节点推进黄河河口镇-潼关区间淤地坝建设的同时,还需重点考虑淤地坝除险加固。
吴亨[3](2021)在《黄土高原坝地土壤水分入渗过程及模拟研究》文中认为淤地坝作为黄土高原主要的生态建设工程措施,在发展农业生产,补给地下水和改善人民生产生活等方面具有重要作用,同时淤地坝拦截泥沙所形成的坝地也已成为黄土高原主要的粮食产地。研究坝地淤积土壤物理指标分布特征和淤积致密层对土壤水分运移过程的影响对发展农业生产,促进水的资源利用等方面具有重要意义。本研究采用实地调查采样和双环入渗加亮蓝染色的试验方法,结合室内试验分析与计算,对坝地土壤物理性质、同位素空间分布和入渗过程进行了研究,并对不同入渗模型在坝地入渗模拟方面的适用性进行对比。明确了坝地土壤物理性质和同位素分布特征,并给出了适用于淤地坝不同位置入渗模拟的模型,最终阐明了淤地坝土壤水分的入渗过程和坝地淤积致密层的阻水机理。取得的主要研究成果如下:(1)坝地形成过程中的泥沙淤积在垂直和沿水流方向具有明显的分选性,土壤颗粒粒径与坝前的距离成正比。越靠近坝体细颗粒越多,坝尾粗颗粒较多。淤地坝中淤积层的数量从坝尾到坝前逐渐增加,其中粗颗粒层厚度逐渐降低,淤积致密层的厚度逐渐增加。坝地与坝周的土壤颗粒组成占比均以粉粒为主,砂粒次之,黏粒最少。(2)坝地入渗过程表现为活塞流入渗特征,坝周入渗过程主要表现为优先流的入渗特征。由于降水径流所携带的泥沙会在运移过程中堵塞表层土壤孔隙,坝周在10cm深度内,水分主要以活塞流的形式向下运移,10cm之下,由于出现腐质根系和动物活动,水分主要以优先流的形式向下运移。(3)单场径流泥沙过程中所形成的淤积致密层具有明显的阻水作用。非淤积致密层的入渗速率最高可为淤积致密层的5倍,最低为2.4倍。淤积致密层的水分运移速率在水分入渗量逐渐减少的情况下依然明显低于非致密层。其阻碍作用的大小受致密层的位置、厚度和颗粒组成等因素的影响。(4)探究了 Philip模型、Kostiakov模型、Horton模型和蒋定生入渗模型在淤地坝不同位置入渗模拟方面的适用性,其中Horton模型可较好的模拟坝地入渗过程,Philip模型则在模拟坝周入渗过程时精度较好。kostiakov公式精度虽没有其他两个公式高,但当拥有具体的时间数据而其他数据较少或缺失时可用kostiakov公式进行拟合,蒋定生公式拟合精度在四个模型中较低。各模型在坝地的拟合精度均高于坝周。
强敏敏[4](2021)在《生物炭与氮肥配施对黄土丘陵沟壑区沟道整治土地生产力提升机制》文中研究说明黄土高原是我国水土流失最严重的地区,也是黄河流域生态保护和高质量发展战略实施的重点区域。水土流失引起的生态环境恶化及其对农村生产生活的制约,加剧了区域粮食危机和生态安全隐患。黄土丘陵沟壑区自2010年实施沟道土地整治工程以来,整治土地约50万亩,对于保障粮食安全、保护生态环境,促进区域经济发展具有重大意义。但黄土高原已整治的新增地土壤肥力低,结构性差,生态系统脆弱等问题凸显,严重制约着既定工程目标的实现。为此,本研究以土地资源高质量发展为目标,采用野外采样与大田试验相结合的方法,在研究沟道土地整治典型工程土壤自然演变规律的基础上,以沟道整治新增地为研究对象,探索了生物炭对土壤结构的影响,明晰了生物炭在不同氮肥水平下对土壤质量及作物产量的作用,揭示生物炭与氮肥配施对新增地生产力的提升机制。取得的主要结论如下:(1)典型土地整治工程土壤质量演变规律。以延安辗庄流域梯田为研究对象,采用空间代时间的方法,探究了近30 a土壤质量的演变规律及地力恢复情况。结果表明:氮是黄土高原梯田土壤有机碳汇的主要限制因子,梯田建设3~10年土壤有机碳和全氮密度分别增加了47%和75%,平均累积速率分别为317.7 kg/(ha?a)和37.4 kg/(ha?a),有机碳和全氮密度10年后超过了坡耕地的水平,利用30年后显着提高了74.0%和107%,梯田整治工程在3-10年能恢复到整治前的肥力水平。碳和氮在梯田整治工程中生产力的恢复作用为沟道新增土地整治工程生产力提升提供了技术依据,也为生物炭在土地整治工程中的应用提供了理论基础。(2)生物炭对土壤物理结构的影响。通过探讨苹果枝条的生物炭对新增地土壤容重、团聚体特性的微观变化影响,揭示生物炭与氮肥混合施加对新增地土壤物理结构的作用机制。结果表明:生物炭的施加量与土壤容重呈负相关,高肥高炭处理的土壤容重较对照显着降低了15.42%。传统施肥水平下,生物炭用量40 t/ha>0.25 mm的土壤水稳性团聚体含量较对照提高了42.18%。施加生物炭还降低了土壤团聚体破坏率,显着提高了土壤有机碳含量、平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)。当化肥施加量减少时,根据团聚体稳定性的评价指标,选择40 t/ha的生物炭用量,对土壤团聚体稳定性提升效果最佳。(3)生物炭对新增地土壤碳库质量的影响。通过研究生物炭与氮肥配施对新增地土壤有机碳、微生物量碳、碳组分及碳库管理指数的影响,探究生物炭与氮肥配施对新增地土壤碳库质量和土壤碳循环的作用。结果表明:土壤中活性有机碳随着生物炭用量的增加而增加,但碳库活度和活度指数则呈现出减小的趋势。化肥减量水平下,生物炭用量40 t/ha土壤碳库管理指数较对照提高了80.47%。生物炭与氮肥配施显着提高了土壤有机碳、微生物量碳含量,高炭处理的增幅最大分别为169%和181%,说明添加生物炭能够提高新增地土壤碳容量,有利于新增地土壤碳固持。(4)生物炭对新增地土壤肥力及作物产量的提升机制。通过田间定位试验结果表明:生物炭与氮肥配施后土壤有机质含量提高了1.21~3.64倍,全氮提高了18.31%~45.34%,氨态氮和硝态氮的最大增幅分别为1.23倍和5.69倍,全磷和速效磷分别提高了11.6%~40.11%和11.16%~151.09%,说明施加生物炭与氮肥显着提高了土壤肥力;试验还表明:生物炭还显着提高了β-葡萄糖苷酶和N-乙酰氨基葡萄糖苷酶活性,土壤中细菌和放线菌数量分别较对照提高了5.3~8.5倍和2.78~4.68倍,说明配施提升了土壤的微生物活性和动力。综合试验结果,生物炭用量40 t/ha,配施280 kg/ha氮肥和140 kg/ha过磷酸钙,玉米平均产量最高为13595.98 kg/ha,较对照增产34.24%。说明土壤肥力和土壤微生物活性增加,为土壤生产力提升提供了适宜的环境和动力源。综合上述,生物炭是新增地生产力提升的动力源。生物炭与氮肥配施能够降低土壤容重,增加孔隙度,提升土壤团聚体结构及稳定性,增加土壤养分,增强酶活性,增加有益微生物数量,促进土壤微生物活动。生物炭的特殊结构及其对土壤的改良作用能够为微生物活动和繁衍创造良好的环境,氮作为催化因子促使生物炭在土壤中持续发挥效应,而土壤酶活性与微生物数量的提高又能促进生物炭在土壤中的分解作用,还是作物吸收C、N、P、K的基础,能进一步促进新增地土壤团粒结构的形成、提升肥力并提高作物吸收养分的能力,从而提升土地生产力。上述生物炭的作用机制丰富了世界上水土流失最严重地区的黄土高原新增地土壤碳库循环及生产力提升理论。(5)生物炭与氮肥配施的最优配施比及高效利用模式。以新增地生产力快速提升及资源高效利用为理论基础,选取能反映土壤肥力的物理、化学及生物学特性指标作为评价指标,采用因子分析法和聚类分析法评价土壤质量,提取出3个公因子,其累计贡献率达到85.73%,说明评价方法是可靠的。采用此方法研究结果表明:低肥高炭处理土壤质量综合得分最高,其土壤肥力也代表了最高等级。通过综合评价生物炭与氮肥配施各处理的土壤质量,考虑经济效益,提出沟道整治新增地高产型和经济型土地利用模式。生物炭施用当年土壤肥力即可恢复甚至超出整治前水平,建议采用经济型(即生物炭用量30 t/ha,配施280 kg/ha氮肥和140 kg/ha过磷酸钙)高效利用模式。
刘彦随,冯巍仑,李裕瑞[5](2020)在《现代农业地理工程与农业高质量发展——以黄土丘陵沟壑区为例》文中研究表明农业地理学是农业科学与地理科学的交叉学科,农业地理工程是地理学与工程学交叉研究在现代农业与乡村领域的进一步深化和系统应用。随着现代农业科学技术和人地系统科学的创新发展,区域农业基础建设的科技需求日益旺盛,农业地理工程试验成为农业工程技术研发和农田系统管理的重要任务。本文阐述了农业地理工程的科学内涵、试验原理与技术方法,并以黄土丘陵沟壑区为例开展了地理工程试验研究和农业高质量发展对策探讨。结果表明:①农业地理工程试验主要包括针对特定区域地理环境和农业发展问题的水土配置、土层复配、大田试验、生态防护、地理空间分析与监测,旨在探明区域高标准农田建设、健康农业生态系统营造的水土气生资源要素耦合规律,建立可持续土地利用系统与多功能农业经营模式。②农业生态系统试验主要包括沟道边坡防护方式、健康农田系统结构、作物与土壤匹配关系、耕地投入产出经济分析,通过开展土地改良、作物优选交互试验和田间试种,揭示新造地"作土关系"耦合机理与优化调控途径。③作土关系优化调控是工程试验设计的主要内容,包括气候—作物优选、土体结构改良、地形—作物优选、土壤质量改良、土壤—作物优选、效益—作物优选6个阶段。④农业地理工程技术应用的核心任务是深化贯通综合研究、揭示微观耦合机理、建立工程试验范式,其应用路径主要体现在时间维、空间维与逻辑维三个维度。新时期农业地理工程试验与示范应用,有利于丰富农业地理学前沿理论与方法论,对于推进地理工程化研究和服务农业农村高质量发展决策具有重要意义。
袁和第[6](2020)在《黄土丘陵沟壑区典型小流域水土流失治理技术模式研究》文中指出黄土高原因其自然环境的脆弱性,加上人为活动的强烈影响,是我国水土流失最为严重的区域之一。其严重的水土流失,对黄土高原区域经济发展和生态安全造成了不可估量的损失。我国十分重视黄土高原的水土流失治理工作,经过几十年的水土流失治理,黄土高原的生态环境得到了有效的恢复,社会经济亦得到了长足的发展。现今我国已将建设生态文明放到了国家战略高度,有必要对黄土高原水土流失治理模式现状和形成机制进行系统总结,指导黄土高原新时代水土流失治理工作。本研究在对国内外小流域水土流失综合治理模式实践和理论研究等进行全面的梳理总结的基础上,以我国水土流失重点治理区域黄土高原中的黄土丘陵沟壑区为主要调查对象,对其水土流失治理模式进行了系统的研究分析。从而为未来黄土高原水土流失治理、黄河流域生态保护与高质量发展提供实践经验和理论依据。(1)阐述了小流域综合治理及其模式的理论基础和内涵,利用径流调控理论、可持续发展理论和系统论理论等理论,解释了小流域、及其综合治理和模式的相关概念和内涵,认为小流域综合治理不仅是解决一个独立单元的生态问题,更是由生态问题、社会经济和发展现状、资源利用等多层次、多要素组成的大复合系统。(2)选择土地利用现状、植物措施、工程措施和耕作措施作为小流域水土流失治理措施体系构成的调查对象。结果表明人类活动显着影响了区域的土地利用,6个典型小流域的主要土地利用类型为林地、草地和农地,分别占调查流域总面积的46.7%、25.9%、17.7%,植被建设是黄土高原最常见的水土流失治理手段之一;常见工程措施包括梯田、鱼鳞坑、水平阶和水平沟和淤地坝等,其中梯田是最为常见的工程措施,6个流域梯田面积占总流域面积的20.7%。根据不同的自然状况和经济条件,水土保持措施有各不相同的布设和配套方式。(3)以土壤有机碳为指标评价,以人工干预恢复措施为重点研究对象,在六个流域内总共设置了40个样地研究生态恢复措施的土壤改良效益。结果表明黄土高原退耕还林还草工程带来了显着的碳汇效益,草地(39.42±22.21 t·hm-2),撂荒梯田(34.11±7.66 t·hm-2),梯田(32.48±11.27 t·hm-2),灌木(32.16±23.33 t·hm-2)和经济林(31.39±20.93 t·hm-2)土壤有机碳储量显着高于坡耕地(18.08±5.44 t·hm-2)(P<0.05)。人为管理会显着影响土壤有机碳的分布结构,能够将土壤有机碳的表聚性削弱13.6%(P<0.05),同时土壤的固碳能力受到气候和土壤的深刻影响,工程措施与植被措施的结合,通过人为的促进和自然的恢复,可以表现出更好的碳汇效益。(4)利用不同小流域的土地利用情况和主导水土流失治理措施分布及搭配情况,结合小流域的经济发展政策,提出了6条小流域的水土流失治理模式。通过实地调查和理论基础,阐述了其形成机理和影响要素。立体对比各个流域,提出了黄土高原水土流失治理模式的异质性与广泛性,即小流域综合治理模式应科学借鉴,注重细节与差别进行因地制宜的精准改良。在新时代背景下新模式的构建应当积极践行新理念,注重水土流失治理模式与政策、产业和环境的结合,不仅可以有效的改善当地生态环境,更是创造“金山银山”的可行之道。
杭朋磊[7](2020)在《黄土高原淤地坝系洪灾溃决风险评价》文中提出淤地坝是流域综合治理体系中的一道防线,通过“拦、蓄、淤”,既能将洪水泥沙就地拦蓄,有效防止水土流失,降低下游洪灾风险,又能形成坝地,充分利用水土资源。但随着运行时间延长,淤地坝运行风险增加,险情屡有发生,加之近年来气候变化影响下,突发性强降雨频发,进一步增加了淤地坝的洪水风险。本文以黄土高原韭园沟流域为研究对象,通过资料收集、水文统计、数值模拟等方法,对淤地坝系洪灾溃决过程进行模拟,揭示了韭园沟流域淤地坝系洪灾溃决风险。主要研究成果如下:(1)水文演变规律分析揭示了流域水文变化规律及关系演变规律,不仅反映了韭园沟流域降雨及径流逐年降低的趋势,也揭示了淤地坝工程建设对减少流域水土流失具有显着的作用。结果表明:韭园沟流域多年平均降雨量为354.4mm,汛期降雨量占全年降雨量的89.1%,年内降雨分布极度不均;而汛期径流量仅占全年的56.3%,说明淤地坝工程等水保措施在汛期对洪水的拦截效果显着;1977年淤地坝系布局调整后,多年平均产沙量降低了约21倍,成效显着;韭园沟流域连续暴雨过程多集中在6h以内,因此年最大6h降雨频率分析可以反映韭园沟流域设计降雨特征。(2)淤地坝系溃决过程动态模拟,对淤地坝风险分析具有重要的意义,淤地坝系编码及分级可以明确淤地坝系拓扑关系,是淤地坝系洪灾溃决过程模拟的基础。结果表明:韭园沟流域淤地坝可分为9级;可以抵御20年、50年、500年一遇降雨的淤地坝分别为68.5%、45.2%、35.6%;在遭遇暴雨后,约19.2%的淤地坝在20min内溃决,约42.6%的淤地坝在3h内溃决,占溃决淤地坝的62.2%,多数病险淤地坝难于抵御连续3h的暴雨;说明降雨量的增加不仅增高流域溃坝数量,且加快淤地坝溃决时间,强降雨是淤地坝风险的主要来源之一。(3)淤地坝系洪灾淹没损失是定量评估淤地坝洪灾风险的重要指标之一。结果表明:5年、20年、100年、500年一遇降雨造成社会经济损失分别为:31.2万、51.0万、58.3万、66.5万元,造成生态环境损失分别为:19.0万、31.1万、35.6万、40.6万元;降雨量的增加导致损失量显着增大,使当地人民生活财产安全受到威胁,生态环境和谐受到破坏,其中龙王庙坝、韭园坝、马张咀坝、范山大坝、劳里峁坝、蒲家洼大坝、二郎岔1#坝损失较大,应作为重点防护对象。(4)淤地坝洪灾风险因子的提取、风险指标体系的构建及风险指标权重的计算是淤地坝系洪灾溃决风险评价的重要内容,是流域淤地坝系风险程度定量分析的必要过程。结果显示:淤地坝系洪灾风险可分为4项一级指标及12项二级指标;韭园沟流域24.7%的淤地坝综合风险为中度危险,72.6%的淤地坝综合风险为轻度危险,2.7%的淤地坝综合风险基本安全;对于各项一级风险,工程风险分布较为均匀,环境风险普遍偏大,损失风险较为集中,管理风险普遍较为严重;在后续的淤地坝除险加固及新建淤地坝时,应特别注重淤地坝的管理,加强淤地坝系风险应急预警能力,加快完善淤地坝管理体系,尤其在人群密集区域,应该采取有力措施,促进病险淤地坝风险分散与转移,切实保证人民生活及财产安全。
唐鸿磊[8](2019)在《淤地坝全寿命周期内的流域水沙阻控效率分析》文中提出淤地坝是在世界范围内广泛应用的非常有效的水土保持措施,在水土流失严重的黄土高原上发挥着巨大作用。2003至2020年间,水利部计划在黄土高原建设淤地坝16.3万座,新增坝地面积达50万公顷,势必会对黄土高原小流域的水沙运动产生深远影响。但对淤地坝在达到设计库容后对流域水沙的影响机理和阻控效率的研究,目前仍不完善。本文将淤地坝及其坝地视为一个动态系统,以淤地坝的设计库容为界,将淤地坝的全寿命周期分为了设计库容以下和设计库容以上两个阶段。基于详尽的野外调查和监测数据,运用分布式水文模型InHM(Integrated Hydrology Model)对黄土高原淤地坝控制下的小流域进行了基于物理基础的分布式水文模拟,对淤地坝的拦水拦沙效率进行了全寿命周期内的定量模拟和分析,并且综合模拟了淤地坝对流域地表水文响应和地下水补给在不同时间尺度上的影响。论文的主要内容如下:(1)通过构建在设计库容以下的不同淤积工况,模拟了淤地坝在重淤积阶段的拦水拦沙过程。在重淤积阶段下淤地坝系统的拦水拦沙机理由坝体主导的阻水拦沙逐渐转变为坝地主导的滞水落沙,延长的坝地作为缓冲带对洪水过程起到有效的减速作用。在淤积量达到设计库容的情况下,坝地对洪水过程的削峰滞洪效率平均约为削峰7.67%,滞洪约5~8分钟。(2)淤地坝系统的拦沙效率主要体现在两个方面:(a)坝地的滞水落沙引起的主坝地沉沙,即直接沉沙效率;(b)库尾及支沟-坝地交界处的尾水引起的壅水落沙,即间接减蚀效率。随着淤积的加剧和坝地的扩张,淤地坝系统的直接沉沙效率逐渐减弱但仍不容忽视,而间接减蚀效率在逐渐增强。例如,90mm降雨条件下直接减沙效率最高可达23.03%,坝地沉沙约1.17万吨;同时间接减蚀效率最高可达10.41%,单个支沟减沙量可达760.70吨。随着淤积的加剧和坝地的抬升和扩张,泥沙在坝地上的运动过程由淤积为主转变为淤积—冲刷(“再搬运”)—淤积。此外,在重淤积阶段,坝地上的泥沙淤积主要发生在库尾和支沟-坝地交界区域。(3)通过数值模拟,探索了淤地坝在达到设计库容后能够形成的额外库容。淤地坝在淤积量达到设计库容后,坝地的直接拦沙效率不会马上消失,同时坝地的间接减蚀效率会逐渐增强。此现象使得淤地坝在设计库容以外还存在一个不稳定的额外库容。在中低强度降雨序列的冲击下,淤地坝在失效前能形成约24.30%设计库容的额外库容,在失效后会处于一个冲淤平衡的状态,使得其至模拟终止时刻仅损失约0.84%设计库容的泥沙;在高强度降雨序列的冲击下,淤地坝在失效前能形成约4.68%设计库容的额外库容,然而在失效后额外拦截的泥沙很快被冲走,在模拟终止时刻反而被冲走约5.62%设计库容的泥沙;极端强度降雨序列冲击下的额外库容更小且更不稳定。(4)淤地坝在低强度和中等强度降雨序列的冲击下,分别能在设计库容以上形成“近似梯形”和“近似直角三角形”的淤积剖面,且淤积层的大小和稳定性随雨强的增大而减小,淤积过程主要发生在库尾区域,而冲刷过程主要发生在坝地中段及近坝区域。淤地坝在高强度和极端强度降雨序列的冲击下,难以形成稳定的额外淤积层,此时在坝地影响区域内以泥沙冲刷为主。(5)对淤地坝影响下的小流域进行了场次尺度降雨-洪水过程模拟和年尺度的连续模拟。模型较好地重现了单个和多个淤地坝建成后流域水量平衡、地下水位变动和泥沙淤积过程。研究结果显示,建成初期的淤地坝能大幅地将地表径流存储至“地下水库”中,避免流域宝贵的降水资源流失,长此以往,可以有效地将淤地坝上下游河道的地下水位平均抬升3~5米,对处于半干旱地区的黄土高原小流域有重要的长期的农业价值和生态价值。
土祥[9](2019)在《黄土高原典型区沟道工程治理适宜性空间分异分析》文中提出黄土高原水土流失严重,不仅造成了耕地资源的减少、土地贫瘠、粮食产量降低,而且影响水土资源的有效利用,加剧生态环境恶化。沟道部位是重要的侵蚀产沙来源,也是侵蚀产沙的重要输出途径,同时由于其交通便利性及水资源丰富等优势,更适合农业耕作。为有效治理水土流失,增加可用耕地面积,20世纪50年代以来,黄土高原进行了大规模的沟道工程治理工作,其中淤地坝工程取得了显着的效益,通过在沟道适宜位置修建淤地坝,自然条件下长期淤积坝体上游泥沙而形成可用耕地,但其淤积周期较长;为快速增加耕地面积、增加粮食产量,2009年起,在陕西省延安市周边开展试点沟道工程治理新工程方式,通过人工挖填的方式治沟造地。治沟造地工程包括建坝造地、溃坝修葺、荒沟土地整治等,其中建坝造地和传统淤地坝建设有相似之处。沟道造地坝系修筑及淤地坝建设都属于工程量较大的工程类型,如何在建坝之前选择合适的坝址?如何评估特定地区的地形条件的建坝适宜性?黄土丘陵区不同地貌类型区自然淤积和建坝造地工程效益如何?均需要进一步深入研究。针对以上问题,本文从地形分析角度出发,基于数字地形分析相关方法,参照淤地坝建设思路,获取不同地貌类型区小流域地形数据,构建数字沟道模型,提取典型沟道形态指标,包括坡度、汇水面积、沟道比降、面积-高程积分值等指标,并分析其与小型淤地坝建设之间的关系。采用GIS二次开发技术,利用Python语言及GDAL地理空间数据处理扩展模块,对沟道工程治理地形过程进行模拟,计算不同坝高情况下淤地/造地面积及库容,从而建立坝高-面积-库容关系曲线,分析该关系曲线在不同地貌类型区的空间分异特征,评价不同地貌类型区沟道工程治理适宜性。主要结果如下:(1)基于GIS的二次开发技术,编写沟道工程治理地形模拟系统,可快速模拟沟道工程治理过程,得到流域坝高-面积-库容关系曲线,相较于传统的实地勘测、估算等方法,计算机模拟具有计算速度快,结果精度高等优势。(2)不同地貌类型区与沟道工程治理相关的地形指标存在明显的空间分异。丘Ⅰ区、丘Ⅱ区平均坡度相近,且坡度分布相似,地貌发育阶段为壮年期,沟道比降较小;丘Ⅲ区平均坡度比丘Ⅰ区、丘Ⅱ区平均坡度略小,但是比丘Ⅳ区、丘Ⅴ区大,坡度分布最多区间为1525°,地貌发育阶段为壮年期但偏向于幼年期,沟道比降大于10%;丘Ⅳ区、丘Ⅴ区坡度分布有相似之处,河谷坡度偏小,河谷宽阔,地貌发育程度更高,处于发育壮年期偏向老年期,甚至一部分小流域已进入老年期,沟道比降较小。这些地形特征,将影响沟道工程治理适宜性和工程设计。(3)不同地貌类型区小流域坝高-面积-库容关系曲线差异明显,同等坝高条件下,各样区面积和库容均为丘Ⅴ区>丘Ⅳ区>丘Ⅰ区>丘Ⅱ区>丘Ⅲ区。丘Ⅰ区、丘Ⅱ区地形条件满足建坝要求,且由于建坝工程量小,且能够淤地/造地达到一定规模,适宜沟道工程治理;丘Ⅳ区和丘Ⅴ区地形条件基本符合建坝条件,沟道地形平缓但由于流域出水口较为宽阔,造成坝体工程量过大,可考虑修整沟台地;丘Ⅲ区沟道比降超过10%,且根据建坝造地坝高-面积-库容关系曲线,可淤地/造地面积最小,因此修建淤地坝及建坝造地工程宜慎重。
魏艳红[10](2017)在《延河与皇甫川流域典型淤地坝淤积特征及其对输沙变化的影响》文中研究说明黄土高原严重的水土流失及其对黄河输沙的影响一直都是相关研究的热点问题。近年来,黄河输沙量快速减少,潼关站年均输沙量已由上世纪70年代前的16.0亿t锐减到2000–2015年的2.6亿t,已明显改变了以往人们对黄河泥沙的认识。自1999年退耕政策实施以来,经过十多年的恢复发展,至今已初见成效,林草措施和淤地坝建设的同步发展,极大地改善了自然生态环境。然而,淤地坝的实际拦沙量对黄河输沙量减少的贡献如何?以及现存淤地坝的淤积速度与拦淤潜力如何?这些都是认识近年来黄河输沙量锐减的重要环节,目前还尚不清楚。因此,本研究以黄河中游典型支流延河和皇甫川为例,通过详细的野外调查选取具有不同代表性的2个坝系和5个单坝作为研究对象,根据钻孔取样、淤积层次甄别及与产流降雨事件的对应分析,结合1:10000地形图与全站仪测量,建立淤地坝库容曲线来估算泥沙淤积量,进而反演坝控流域的产沙特征,并结合已有研究资料估算不同年代典型支流淤地坝的拦沙量,研究淤地坝拦沙作用对支流输沙变化的影响及贡献。取得如下主要结果:(1)库容曲线法能够更好地拟合建坝前的沟道形态,其应用和推广能够较准确地计算出淤地坝的泥沙淤积量。其中,延河和皇甫川流域各淤地坝旋廻层淤积量大小差异明显,这与淤地坝建坝时间和坝控面积大小有关。(2)延河和皇甫川各坝控流域在次、年尺度下的产沙模数变化差异较大。延河坊塌和皇甫川满红沟各坝控流域次产沙模数最大值分别是最小值的623倍和913倍;延河坊塌流域最大的次和年产沙模数均出现在坊塌1号坝,主要是由于该坝运行时间早,其坝控流域治理度低而导致流域产沙模数大;而皇甫川满红沟流域最大的次和年产沙模数均出现在麻耗沟坝,除了建坝时间早,也与该坝坝控面积较小有关。(3)小流域年产沙模数随时间变化呈显着减小趋势。进入21世纪以来,延河坊塌和皇甫川满红沟流域的年均产沙模数分别为2094.3 t/(km2·a)、12305.7 t/(km2·a),均大于该区的允许土壤流失量。(4)由于不同淤地坝控制流域内下垫面特征的不同,流域的最小产沙降雨量存在着差异,延河流域坝系和单坝的最小产沙降雨量均大于皇甫川流域。其中,延河坊塌流域的产沙降雨量>30 mm,马家沟单坝>20 mm,而皇甫川满红沟流域>20 mm,特拉沟单坝在10 mm左右。不同淤地坝集水区及小流域的产沙模数和产沙降雨量在次、年尺度上均呈显着的相关关系。(5)由于有效的水土保持措施,延河和皇甫川流域淤地坝的拦沙量在逐渐减少。而在2010-2015年的暴雨年份,淤地坝年均拦沙量较2000-2009年增加了两倍以上,可见在暴雨年份淤地坝的拦沙作用依然显着。(6)降水变化对输沙减少的影响在突变后逐渐减弱,人类活动的影响却在逐渐增强,而淤地坝的拦沙贡献则相反。2000年以后延河与皇甫川输沙量减幅达到85%以上,而淤地坝拦沙量的贡献率分别小于10%和20%,说明淤地坝的拦沙作用在减弱,而植被的减沙作用在增强。延河与皇甫川流域由于土壤侵蚀环境的不同,特别是植被恢复效果的差异性,淤地坝在皇甫川流域对输沙减少的贡献比在延河流域要大。(7)土壤侵蚀仍然是黄土高原地区主要的生态环境问题,特别是在以砒砂岩为主的流域,今后需要投入更多的努力加强水土保持管理。
二、黄土丘陵沟壑区淤地坝建设效益与存在问题(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、黄土丘陵沟壑区淤地坝建设效益与存在问题(论文提纲范文)
(1)黄土高原淤地坝建设与地形特征的响应关系研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 国内外研究进展 |
1.2.1 淤地坝优化配置研究 |
1.2.2 流域地貌形态特征研究 |
1.3 研究内容与技术路线 |
2 研究区概况及方法 |
2.1 研究区概况 |
2.1.1 黄土高原概况 |
2.1.2 典型流域概况 |
2.1.3 单坝概况 |
2.2 资料 |
2.2.1 空间地理数据 |
2.2.2 气象水文数据 |
2.3 方法 |
2.3.1 地形特征研究方法 |
2.3.2 水沙变化研究方法 |
2.3.3 淤地坝逐年拦沙量计算方法 |
3 黄土高原淤地坝分布特征与自然地貌特征的关系 |
3.1 黄土高原淤地坝分布特征及其拦沙特征分析 |
3.1.1 黄土高原淤地坝时空分布现状 |
3.1.2 黄土高原淤地坝拦沙效益分析 |
3.1.3 黄土高原仍有拦沙能力的淤地坝分布 |
3.2 黄土高原分区地形特征 |
3.2.1 地形特征提取 |
3.2.2 黄土高原地形特征分析 |
3.2.3 分区地形特征 |
3.3 淤地坝分区特征对地形参数的响应关系 |
3.3.1 黄土高原淤地坝分区特征 |
3.3.2 黄土高原侵蚀地貌指数 |
3.3.3 黄土高原淤地坝淤积情况对侵蚀地貌指数的响应 |
3.4 本章小结 |
4 典型流域淤地坝分布格局对沟网特征的响应 |
4.1 小流域淤地坝分布格局演变及其对水沙变化的影响 |
4.1.1 典型流域淤地坝分布格局演变 |
4.1.2 典型流域水沙变化 |
4.1.3 淤地坝拦沙贡献率 |
4.2 典型流域河网特征及地形特征 |
4.2.1 河网特征 |
4.2.2 地形特征 |
4.3 淤地坝分布格局对分区地形参数及河网的响应关系 |
4.3.1 流域尺度淤地坝水沙调控作用阈值 |
4.3.2 流域淤积模数对地形特征的响应 |
4.4 本章小结 |
5 地貌形态变化对淤地坝发育阶段的响应机制 |
5.1 淤地坝不同发育阶段淤积特征 |
5.1.1 淤地坝不同发育阶段的坡沟关系 |
5.1.2 淤地坝不同发育阶段的相对稳定性系数 |
5.2 淤地坝不同发育阶段的地貌特征 |
5.2.1 地形特征选取 |
5.2.2 地形特征分析 |
5.2.3 地貌信息熵计算 |
5.3 地貌特征对淤地坝不同发育阶段淤积特征的响应 |
5.4 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
(2)黄河河口镇-潼关区间淤地坝拦沙作用及其拦沙贡献率研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1.绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 国内外研究进展 |
1.2.1 黄河水沙变化 |
1.2.2 黄河中游区生态建设及其水沙效应 |
1.2.3 淤地坝减水减沙效益 |
1.2.4 黄土高原淤地坝建设与管理 |
1.3 研究内容 |
1.4 技术路线 |
2.研究区概况与数据处理 |
2.1 研究区概况 |
2.1.1 韭园沟流域和裴家峁流域 |
2.1.2 大理河流域 |
2.1.3 黄河河口镇-潼关区间 |
2.2 数据来源及处理 |
2.2.1 场次洪水 |
2.2.2 侵蚀性降雨量及径流泥沙 |
2.2.3 归一化植被指数(NDVI) |
2.2.4 梯田 |
2.2.5 淤地坝 |
2.3 本章小结 |
3.淤地坝建设对小流域径流-输沙过程影响 |
3.1 流域径流、输沙过程变化 |
3.1.1 径流过程 |
3.1.2 输沙过程 |
3.2 淤地坝对流域水沙关系影响 |
3.2.1 径流输沙相关性分析 |
3.2.2 径流输沙差异性分析 |
3.2.3 水沙关系变化 |
3.3 淤地坝对不同降雨类型的水沙过程影响 |
3.4 淤地坝对小流域泥沙输移比影响 |
3.4.1 典型暴雨下淤地坝拦沙特征 |
3.4.2 淤地坝对泥沙输移比的影响 |
3.5 本章小结 |
4.淤地坝拦沙量模型构建及淤地坝分布对流域输沙量影响 |
4.1 大理河水沙变化特征 |
4.1.1 侵蚀性降雨量、径流量和输沙量变化 |
4.1.2 水沙关系变化对输沙量影响 |
4.2 大理河流域骨干坝时空分布 |
4.2.1 建坝历程 |
4.2.2 骨干坝空间分布特征 |
4.3 淤地坝拦沙量模型构建与验证 |
4.3.1 模型构建 |
4.3.2 模型验证 |
4.4 淤地坝对流域输沙量影响 |
4.4.1 淤地坝逐年拦沙量变化特征 |
4.4.2 淤地坝拦沙量对输沙量减少的贡献率 |
4.4.3 淤地坝时空分布对流域输沙量影响 |
4.5 本章小结 |
5.黄河河口镇-潼关区间淤地坝拦沙贡献率研究 |
5.1 黄河河口镇-潼关区间水沙变化 |
5.1.1 黄河干流 |
5.1.2 主要支流 |
5.2 黄河河口镇-潼关区间骨干坝时空分布 |
5.2.1 骨干坝建坝历程 |
5.2.2 骨干坝空间分布 |
5.2.3 主要流域骨干坝淤积特征 |
5.3 黄河河口镇-潼关区间淤地坝拦沙量变化特征 |
5.3.1 淤地坝拦沙量计算及验证 |
5.3.2 骨干坝与中小型坝拦沙量占比变化 |
5.3.3 主要地貌区淤地坝拦沙特征 |
5.4 淤地坝拦沙对流域输沙量影响 |
5.4.1 河口镇-潼关区间淤地坝拦沙量贡献率 |
5.4.2 主要流域淤地坝拦沙贡献率变化趋势 |
5.5 本章小结 |
6.黄河河口镇-潼关区间淤地坝建设与管理建议 |
6.1 骨干坝拦沙能力预测 |
6.1.1 河口镇-潼关区间 |
6.1.2 主要流域 |
6.2 黄河河口镇-潼关区间淤地坝建设潜力 |
6.2.1 淤地坝建设适宜区识别 |
6.2.2 淤地坝建设潜力 |
6.3 淤地坝建设与管理建议 |
6.4 本章小结 |
7.结论与展望 |
7.1 主要结论 |
7.2 主要创新点 |
7.3 展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 攻读博士学位期间主要工作及研究成果 |
(3)黄土高原坝地土壤水分入渗过程及模拟研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究进展 |
1.2.1 淤地坝研究进展 |
1.2.2 土壤水分研究进展 |
1.2.3 土壤入渗模型研究现状 |
1.2.4 研究现状小结 |
1.3 研究目标 |
1.4 研究内容及技术路线 |
1.4.1 研究内容 |
1.4.2 技术路线 |
2 研究区概况及试验方法 |
2.1 研究区概况 |
2.2 样品采集 |
2.3 试验方法与设计 |
2.3.1 双环入渗监测试验 |
2.3.2 染色试验 |
2.4 测定指标与方法 |
2.4.1 土壤含水量测定 |
2.4.2 土壤颗粒组成测定 |
2.4.3 氢氧同位素测定 |
2.4.4 其他指标计算 |
3 坝地土壤物理性质及同位素分布特征 |
3.1 坝地土壤颗粒组成及淤积层空间分布特征 |
3.1.1 坝地土壤颗粒分布特征 |
3.1.2 坝周土壤颗粒分布特征 |
3.1.3 淤积层空间分布特征 |
3.2 坝地土壤水分空间分布特征 |
3.2.1 坝地土壤水分空间分布特征 |
3.2.2 坝周土壤水分空间分布特征 |
3.3 坝地同位素空间分布特征 |
3.4 本章小结 |
4 坝地土壤水分入渗过程研究 |
4.1 坝地同位素及含水量动态变化分析 |
4.1.1 同位素动态变化 |
4.1.2 土壤含水量动态变化 |
4.2 坝地入渗路径研究 |
4.2.1 坝地入渗路径研究 |
4.2.2 坝周入渗路径研究 |
4.3 坝地水分运移规律分析 |
4.4 淤积致密层对水分入渗过程影响分析 |
4.5 本章小结 |
5 坝地入渗模型适用性分析 |
5.1 入渗模型 |
5.1.1 Philip公式 |
5.1.2 Kostiakov公式 |
5.1.3 Horton公式 |
5.1.4 蒋定生公式 |
5.2 入渗模型拟合结果 |
5.2.1 Philip公式结果 |
5.2.2 Kostiakov公式结果 |
5.2.3 Horton公式结果 |
5.2.4 蒋定生公式结果 |
5.3 模型对比分析 |
5.4 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
(4)生物炭与氮肥配施对黄土丘陵沟壑区沟道整治土地生产力提升机制(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景、目的及意义 |
1.2 国内外研究进展 |
1.2.1 土地整治工程对土壤特性的影响 |
1.2.2 生物炭对土壤质量的影响 |
1.2.3 生物炭对作物产量的影响 |
1.2.4 生物炭的固碳减排效应 |
1.3 目前存在的问题 |
第二章 研究内容与方法 |
2.1 研究目标 |
2.2 研究区概况 |
2.2.1 野外采样 |
2.2.2 室内盆栽与野外定位试验 |
2.3 研究内容 |
2.4 技术路线 |
2.5 研究方法 |
2.5.1 试验材料 |
2.5.2 试验设计 |
2.5.3 样品采集与测定 |
2.5.4 数据处理方法 |
第三章 黄土丘陵区典型整治工程土壤质量演变规律 |
3.1 土壤物理、化学特性及生物活性 |
3.2 土壤有机碳、氮的积累动态 |
3.3 土壤有机碳、氮的随年限的演变规律 |
3.4 有机碳与土壤环境因子的关系 |
3.5 小结 |
第四章 生物炭与氮肥配施对沟道整治新增地土壤结构影响 |
4.1 生物炭与氮肥配施对新增地土壤容重的作用 |
4.2 生物炭与氮肥配施对新增地土壤团聚体结构的作用 |
4.2.1 对机械稳定性土壤团聚体分布作用 |
4.2.2 对新增地土壤水稳性团聚体分布的作用 |
4.2.3 对团聚体平均质量直径和几何平均直径的作用 |
4.2.4 土壤有机碳与团聚体稳定性的相关性 |
4.3 小结 |
第五章 生物炭与氮肥配施对沟道整治新增地土壤碳库作用 |
5.1 生物炭与氮肥配施对土壤微生物量碳的影响 |
5.2 生物炭与氮肥配施对新增地土壤有机碳含量的影响 |
5.3 生物炭与氮肥配施对新增地土壤碳组分的影响 |
5.4 生物炭与氮肥配施对新增地土壤碳库质量的影响 |
5.5 小结 |
第六章 生物炭与氮肥配施对沟道整治新增地生产力提升机制 |
6.1 生物炭与氮肥配施对新增地土壤化学环境的影响 |
6.2 生物炭与氮肥配施对沟道整治新增地土壤土壤养分的影响 |
6.2.1 对盆栽试验土壤养分的影响 |
6.2.2 对田间试验土壤养分的影响 |
6.3 生物炭与氮肥配施对新增地土壤酶活性的影响 |
6.4 生物炭与氮肥配施对新增地土壤微生物数量的影响 |
6.5 小结 |
第七章 生物炭与氮肥配施对沟道整治新增地作物生长和产量的影响 |
7.1 生物炭与氮肥配施对新增地作物生长的影响 |
7.1.1 对向日葵生长的影响 |
7.1.2 对玉米生长的影响 |
7.2 生物炭与氮肥配施对新增地作物产量的影响 |
7.2.1 对向日葵产量的影响 |
7.2.2 对玉米生物量的影响 |
7.2.3 对玉米产量及其组成的影响 |
7.3 小结 |
第八章 生物炭与氮肥配施作用下沟道整治新增地生产力综合分析 |
8.1 生物炭与氮肥配施条件下土地整治新增地土壤质量分析 |
8.1.1 新增地土壤质量评价指标的筛选 |
8.1.2 生物炭作用下新增地土壤质量评价 |
8.1.3 生物炭作用下新增地土壤质量综合评价得分 |
8.1.4 土壤质量等级划分 |
8.2 黄土高原土地整治新增地经济效益分析 |
8.3 小结 |
第九章 主要结论、创新点及展望 |
9.1 主要结论 |
9.2 创新点 |
9.3 展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介 |
(5)现代农业地理工程与农业高质量发展——以黄土丘陵沟壑区为例(论文提纲范文)
1 引言 |
2 理论解析与技术试验 |
2.1 理论解析 |
2.2 试验原理 |
2.3 应用路径 |
3 农业地理工程试验与应用 |
3.1 区域问题诊断 |
3.2 工程试验设计 |
3.3 技术模式应用 |
3.4 高质量发展对策 |
4 结论与讨论 |
(6)黄土丘陵沟壑区典型小流域水土流失治理技术模式研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
1.引言 |
1.1 研究背景 |
1.2 研究意义 |
1.3 小流域治理模式的内涵述评 |
1.3.1 小流域综合治理的内涵 |
1.3.2 小流域综合治理模式的内涵 |
1.4 小流域治理模式的理论基础述评 |
1.4.1 径流调控理论 |
1.4.2 可持续发展理论 |
1.4.3 系统科学理论 |
1.4.4 水土保持学原理 |
1.4.5 生态经济学原理 |
1.4.6 恢复生态学原理 |
1.4.7 景观生态学原理 |
1.5 国外小流域水土流失综合治理研究述评 |
1.6 国内小流域水土流失综合治理研究述评 |
1.7 国内水土流失治理阶段划分 |
1.7.1 起步与探索阶段 |
1.7.2 全面规划、重点治理阶段 |
1.7.3 小流域综合治理试点阶段 |
1.7.4 注重效益、依法防治阶段 |
1.7.5 以生态修复为主,集中规模治理阶段 |
1.7.6 以生态修复和工程措施结合的大规模布局阶段 |
1.7.7 统筹生命共同体的保护与调控阶段 |
1.8 新时代生态建设理念 |
1.8.1 “两山”理论 |
1.8.2 山水林田湖草统筹理论 |
1.8.3 乡村振兴与脱贫攻坚战略 |
1.8.4 黄河生态保护和高质量发展 |
1.8.5 水土保持信息化 |
2.研究区选取与概况 |
2.1 研究区的选取 |
2.2 研究区域概况 |
2.2.1 陕西市神木县六道沟小流域 |
2.2.2 陕西省延安市羊圈沟小流域 |
2.2.3 陕西省延安市纸坊沟小流域 |
2.2.4 甘肃省西峰市南小河沟小流域 |
2.2.5 甘肃省天水市罗玉沟小流域 |
2.2.6 甘肃省定西市龙滩沟小流域 |
3.材料和方法 |
3.1 研究目标 |
3.2 研究内容 |
3.2.1 水土流失治理模式的理论和经验总结 |
3.2.2 典型流域治理措施体系分析 |
3.2.3 典型流域水土流失治理模式研究 |
3.2.4 黄土高原水土流失治理模式的土壤改良效益 |
3.3 研究方法 |
3.3.1 水土流失治理模式及其影响因素研究 |
3.3.2 黄土高原水土流失治理模式的土壤改良效益 |
3.4 数据收集说明 |
3.4.1 DEM数字高程数据 |
3.4.2 水土流失及治理效果图片、治理措施图片 |
3.5 技术路线 |
3.6 研究特色与创新性 |
4.黄土高原典型小流域综合治理措施体系 |
4.1 小流域流域土地利用格局 |
4.2 小流域主导水土流失治理措施类型 |
4.2.1 主导植物措施体系 |
4.2.2 主导工程措施体系 |
4.2.3 主导耕作措施及其配置模式 |
4.3 本章小结 |
5 黄土高原典型小流域综合治理模式 |
5.1 黄土高原丘陵沟壑区治沟造地模式 |
5.2 风蚀水蚀交错区防蚀固沙模式 |
5.3 生态经济友好型水土保持生态农业发展模式 |
5.4 黄土高塬“三大体系”治理模式 |
5.5 丘三区梯田特色果业开发模式 |
5.6 半干旱区水土资源高效利用模式 |
5.7 本章小结 |
6 黄土高原小流域综合治理模式的影响因素 |
6.1 黄土高原水土流失治理模式的异质性与广泛性 |
6.1.1 黄土高原水土流失治理的相似性 |
6.1.2 黄土高原水土流失治理的差异性 |
6.2 自然地理条件对水土流失治理模式的影响 |
6.2.1 气象水文的影响 |
6.2.2 地形地貌的影响 |
6.3 社会经济条件对水土流失治理模式的影响 |
6.3.1 水土流失治理受到治理效益的需求影响 |
6.3.2 .水土流失治理受社会经济条件限制 |
6.3.3 水土流失治理模式以区域政策为指导 |
6.4 本章小结 |
7.黄土高原水土流失治理模式的有机碳效益 |
7.1 样地概况 |
7.2 相同生态恢复措施在不同流域间土壤有机碳储量差异 |
7.3 同一流域内不同生态恢复措施土壤有机碳储量差异 |
7.4 土壤有机碳储量分布特征 |
7.5 生态恢复的土壤碳汇效益 |
7.6 气候和土壤对有机碳含量分布的影响 |
7.7 本章小结 |
8.结论与展望 |
8.1 主要结论 |
8.2 研究展望 |
参考文献 |
个人简介 |
导师简介 |
获得成果目录清单 |
致谢 |
附录A 各流域不同生态恢复措施土壤有机碳储量(t·hm~(-2)) |
(7)黄土高原淤地坝系洪灾溃决风险评价(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
1 绪论 |
1.1 背景与意义 |
1.2 国内外研究进展 |
1.2.1 溃坝风险识别研究进展 |
1.2.2 溃坝概率分析研究进展 |
1.2.3 淤地坝风险评价研究进展 |
1.2.4 存在问题与研究目标 |
1.3 主要研究内容 |
1.3.1 流域水文演变规律分析 |
1.3.2 淤地坝系溃决过程动态模拟 |
1.3.3 淤地坝系洪灾淹没损失计算 |
1.3.4 淤地坝系洪灾溃决风险评价 |
1.4 技术路线 |
2 研究区概况 |
2.1 自然地理概况 |
2.2 淤地坝工程建设概况 |
2.2.1 试验示范阶段(1953-1963年) |
2.2.2 坝系发展阶段(1964-1977年) |
2.2.3 坝系骨干控制阶段(1978-1983年) |
2.2.4 相对稳定阶段发展(1984年以后) |
2.3 社会经济发展概况 |
3 韭园沟流域水文演变规律 |
3.1 前言 |
3.2 韭园沟流域水文变化规律 |
3.2.1 降雨变化特征 |
3.2.2 径流变化特征 |
3.2.3 泥沙变化特征 |
3.3 韭园沟流域水文关系演变规律 |
3.3.1 降雨-径流关系 |
3.3.2 径流-泥沙关系 |
3.3.3 降雨-泥沙关系 |
3.4 韭园沟设计降雨量计算 |
3.4.1 年最大时段降雨量的提取 |
3.4.2 统计参数趋势性检验 |
3.4.3 统计参数突变点检验 |
3.4.4 降雨序列频率分布 |
3.4.5 统计参数设计值估计 |
3.5 本章小结 |
4 淤地坝系溃决过程动态模拟 |
4.1 前言 |
4.2 流域编码及坝系分级方法 |
4.2.1 水系提取及编码 |
4.2.2 淤地坝系编码 |
4.2.3 淤地坝分级方法 |
4.3 淤地坝系网络拓扑模型 |
4.3.1 淤地坝级联拓扑关系构建 |
4.3.2 淤地坝间沟道长度构建 |
4.3.3 淤地坝系网络拓扑模型 |
4.4 淤地坝系溃决过程模拟 |
4.4.1 数据基础 |
4.4.2 淤地坝系溃决过程模拟 |
4.4.3 淤地坝系溃决结果分析 |
4.5 本章小结 |
5 淤地坝系洪灾淹没损失计算 |
5.1 前言 |
5.2 淤地坝溃决洪水淹没范围计算 |
5.2.1 数据基础 |
5.2.2 洪水淹没范围计算方法 |
5.2.3 不同设计频率下的洪水淹没范围 |
5.3 淹没损失分层网络 |
5.3.1 数据基础 |
5.3.2 淹没损失分层网络划分方法 |
5.3.3 损失量计算方法 |
5.4 淤地坝系洪灾淹没损失 |
5.5 本章小结 |
6 淤地坝系洪灾风险分析与评价 |
6.1 前言 |
6.2 淤地坝风险评价指标体系 |
6.2.1 工程风险(R_a) |
6.2.2 管理风险(R_b) |
6.2.3 环境风险(R_c) |
6.2.4 损失风险(R_d) |
6.3 基于模糊层次分析法(FAHP)的指标权重确定 |
6.3.1 模糊一致判断矩阵的建立 |
6.3.2 由模糊一致判断矩阵求指标权重 |
6.3.3 淤地坝系洪灾风险评价指标权重 |
6.4 淤地坝系风险分析与评价 |
6.4.1 韭园沟流域淤地坝系洪灾风险计算 |
6.4.2 韭园沟流域淤地坝系风险等级划分 |
6.4.3 韭园沟流域淤地坝系风险分析与评价 |
6.5 淤地坝系风险防控措施 |
6.5.1 工程措施 |
6.5.2 管理措施 |
6.5.3 风险淤地坝修复加固措施 |
6.6 本章小结 |
7 结论与总结 |
致谢 |
参考文献 |
攻读学位期间主要研究成果 |
(8)淤地坝全寿命周期内的流域水沙阻控效率分析(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.1.1 黄土高原的水土流失概况 |
1.1.2 黄土高原淤地坝 |
1.2 研究目的和意义 |
1.3 国内外研究进展 |
1.3.1 国内淤地坝研究进展 |
1.3.2 国外淤地坝研究进展 |
1.4 本文的研究内容 |
2 研究方法及研究区域 |
2.1 基于InHM模型的水文数值模拟 |
2.1.1 InHM模型概述 |
2.1.2 InHM模型的控制方程 |
2.2 研究区域 |
2.2.1 研究区域概况 |
2.2.2 数据来源及处理 |
3 达到设计库容前不同淤积状态下淤地坝的水沙阻控效率 |
3.1 问题描述 |
3.2 模拟工况设置 |
3.3 模型构建 |
3.3.1 三维网格的构建 |
3.3.2 边界条件和初始条件设置 |
3.3.3 模型参数设置 |
3.3.4 模型的率定和验证结果 |
3.4 淤地坝的削峰滞洪效率 |
3.5 淤地坝的泥沙拦截效率 |
3.5.1 泥沙拦截效率 |
3.5.2 坝地的直接沉沙效率 |
3.5.3 坝地的间接减蚀效率 |
3.6 坝地上的冲淤形态差异 |
3.6.1 坝地上的冲淤过程 |
3.6.2 泥沙的最终分布规律 |
3.7 本章小结 |
4 达到设计库容后淤地坝的最大水沙阻控能力 |
4.1 问题描述 |
4.2 模拟工况设置 |
4.2.1 模拟对象及参数设置 |
4.2.2 模拟流程 |
4.2.3 降雨序列和动网格 |
4.2.4 判定准则 |
4.3 各个降雨序列下的最大水沙阻控能力 |
4.4 淤积/侵蚀的分布规律 |
4.4.1 坝地及其影响区内的淤积/侵蚀分布 |
4.4.2 纵向淤积剖面对比 |
4.5 本章小结 |
5 淤地坝对流域水文响应及地下水补给的影响 |
5.1 工况设计和模拟过程 |
5.2 模型构建 |
5.2.1 三维网格的构建 |
5.2.2 初始条件和边界条件 |
5.2.3 模型的率定和验证结果 |
5.3 淤地坝系对流域水文循环的影响 |
5.4 淤地坝系对地下水补给的影响 |
5.5 淤地坝系的泥沙拦蓄情况 |
5.6 本章小结 |
6 总结与展望 |
6.1 论文的主要结论 |
6.2 论文的主要创新点 |
6.3 研究展望 |
参考文献 |
作者简介 |
(9)黄土高原典型区沟道工程治理适宜性空间分异分析(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景与研究意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 沟道工程治理进展 |
1.2.2 淤地坝坝址选择研究 |
1.2.3 治沟造地研究 |
1.2.4 目前研究中存在的问题 |
1.3 适宜性研究内容 |
1.3.1 研究目标 |
1.3.2 研究内容 |
1.4 论文组织结构 |
第二章 数据基础与研究方法 |
2.1 研究区选择 |
2.1.1 研究区地理位置 |
2.1.2 研究区选择说明 |
2.1.3 各样区特征 |
2.2 基础数据及数据处理 |
2.2.1 基础数据 |
2.2.2 数据预处理 |
2.2.3 软硬件说明 |
2.3 研究思路 |
2.4 研究方法 |
2.4.1 数字沟道分析指标体系构建 |
2.4.2 坝高-面积-库容曲线构建方法 |
2.4.3 基于坝高-面积-库容关系曲线的建坝效益评价方法 |
2.4.4 沟道工程治理地形模拟系统开发 |
2.5 本章小结 |
第三章 沟道工程治理地形模拟系统开发与实现 |
3.1 系统需求分析 |
3.1.1 系统开发背景概述 |
3.1.2 输入输出数据需求分析 |
3.1.3 功能需求 |
3.2 系统设计原理 |
3.2.1 基本参数计算模块 |
3.2.2 自然淤积模块 |
3.2.3 工程挖填模块 |
3.2.4 坝高-面积-库容曲线拟合方法 |
3.3 系统开发环境 |
3.4 系统实现 |
3.4.1 系统框架设计 |
3.4.2 系统界面设计及功能说明 |
3.4.3 开发的关键技术 |
3.5 本章小结 |
第四章 不同地貌类型区沟道工程治理相关地形指标分析 |
4.1 坡度分析 |
4.1.1 坡度基本统计特征 |
4.1.2 小流域坡度频率曲线 |
4.1.3 坡度分级及空间分布分析 |
4.2 面积高程积分分析 |
4.3 沟道比降分析 |
4.3.1 地形剖面线 |
4.3.2 沟道比降 |
4.4 本章小结 |
第五章 不同地貌类型区沟道工程治理适宜性空间分异分析 |
5.1 不同地貌类型区坝体工程量分析 |
5.2 自然淤积沟道过程分析 |
5.2.1 坝高-面积-库容关系分析 |
5.2.2 统计淤地面积与库容 |
5.2.3 自然淤积建坝效益分析 |
5.3 工程挖填沟道过程分析 |
5.3.1 工程挖填分析 |
5.3.2 工程挖填坝高-造地面积-土方量关系分析 |
5.4 不同地貌类型区沟道工程治理效益空间分析 |
5.5 本章小结 |
第六章 结论与讨论 |
6.1 主要结论 |
6.2 主要创新点 |
6.3 讨论与展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读硕士学位期间取得的科研成果 |
作者简介 |
(10)延河与皇甫川流域典型淤地坝淤积特征及其对输沙变化的影响(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 国内外研究进展 |
1.2.1 淤地坝发展概况 |
1.2.2 淤地坝泥沙淤积量估算及淤积特征研究 |
1.2.3 淤地坝减水减沙作用研究 |
1.2.4 河流水沙变化研究 |
1.3 研究目标与内容 |
1.3.1 研究目标 |
1.3.2 研究内容 |
1.4 技术路线 |
1.5 小结 |
第2章 研究区及淤地坝建设概况 |
2.1 支流概况 |
2.1.1 地理位置 |
2.1.2 地形地貌 |
2.1.3 土壤 |
2.1.4 植被 |
2.1.5 气候 |
2.1.6 水土保持 |
2.2 淤地坝的建设概况 |
2.2.1 延河流域 |
2.2.2 皇甫川流域 |
2.3 小结 |
第3章 典型淤地坝泥沙淤积量的估算 |
3.1 研究方法 |
3.1.1 典型坝选取及坝控流域特征 |
3.1.2 野外探测与样品分析 |
3.1.3 淤地坝库容曲线与DEM的建立 |
3.1.4 淤地坝淤积剖面旋廻层次判别 |
3.1.5 淤积量计算 |
3.1.6 淤积层次与产流降雨事件的对应关系 |
3.2 结果与分析 |
3.2.1 淤地坝淤积剖面的粒径特征 |
3.2.2 淤地坝运行期间的淤积总量 |
3.2.3 淤地坝淤积旋廻及其淤积量 |
3.2.4 淤地坝当前淤积量监测 |
3.3 讨论 |
3.3.1 淤地坝淤积泥沙的粒径分布特征 |
3.3.2 淤地坝泥沙淤积量估算方法 |
3.4 小结 |
第4章 典型坝控流域产沙特征反演 |
4.1 研究方法 |
4.1.1 产流降雨资料的统计与分析 |
4.1.2 坝控流域产沙模数计算 |
4.1.3 非参数统计检验法 |
4.1.4 小流域土地利用类型的获取 |
4.2 结果与分析 |
4.2.1 不同淤地坝控制流域次产沙模数变化特征 |
4.2.2 不同淤地坝控制流域年产沙模数变化特征 |
4.2.3 小流域产沙变化特征 |
4.2.4 小流域产沙与降雨、下垫面条件的关系 |
4.3 讨论 |
4.3.1 淤地坝对流域土壤侵蚀的影响 |
4.3.2 坝控流域的产沙模数 |
4.3.3 降雨对流域产沙的影响 |
4.3.4 下垫面对流域产沙的影响 |
4.4 小结 |
第5章 典型支流淤地坝拦沙对输沙变化的影响 |
5.1 研究方法 |
5.1.1 数据源 |
5.1.2 输沙年际变化特征值 |
5.1.3 淤地坝拦沙量估算 |
5.1.4 双累积曲线法 |
5.2 结果与分析 |
5.2.1 典型支流输沙量变化特征 |
5.2.2 典型支流淤地坝的拦沙量 |
5.2.3 典型支流输沙变化对淤地坝拦沙的响应 |
5.2.4 淤地坝拦沙对支流输沙减少的贡献 |
5.2.5 淤地坝对支流泥沙输移的影响 |
5.3 讨论 |
5.3.1 淤地坝的拦沙作用 |
5.3.2 淤地坝对下游径流泥沙的影响 |
5.4 小结 |
第6章 结论 |
6.1 主要结论 |
6.1.2 淤地坝泥沙淤积量的估算 |
6.1.3 坝控流域产沙特征 |
6.1.4 淤地坝拦沙对输沙变化的影响 |
6.2 有待进一步研究的问题 |
参考文献 |
个人简介 |
四、黄土丘陵沟壑区淤地坝建设效益与存在问题(论文参考文献)
- [1]黄土高原淤地坝建设与地形特征的响应关系研究[D]. 刘蓓蕾. 西安理工大学, 2021
- [2]黄河河口镇-潼关区间淤地坝拦沙作用及其拦沙贡献率研究[D]. 杨媛媛. 西安理工大学, 2021
- [3]黄土高原坝地土壤水分入渗过程及模拟研究[D]. 吴亨. 西安理工大学, 2021(01)
- [4]生物炭与氮肥配施对黄土丘陵沟壑区沟道整治土地生产力提升机制[D]. 强敏敏. 西北农林科技大学, 2021
- [5]现代农业地理工程与农业高质量发展——以黄土丘陵沟壑区为例[J]. 刘彦随,冯巍仑,李裕瑞. 地理学报, 2020(10)
- [6]黄土丘陵沟壑区典型小流域水土流失治理技术模式研究[D]. 袁和第. 北京林业大学, 2020(02)
- [7]黄土高原淤地坝系洪灾溃决风险评价[D]. 杭朋磊. 西安理工大学, 2020(01)
- [8]淤地坝全寿命周期内的流域水沙阻控效率分析[D]. 唐鸿磊. 浙江大学, 2019(01)
- [9]黄土高原典型区沟道工程治理适宜性空间分异分析[D]. 土祥. 西北大学, 2019(06)
- [10]延河与皇甫川流域典型淤地坝淤积特征及其对输沙变化的影响[D]. 魏艳红. 中国科学院教育部水土保持与生态环境研究中心, 2017(08)