流域大规模水土保持综合治理的水沙效应研究

摘要

黄土高原丘陵沟壑区是我国水土流失最严重的地区之一，土壤侵蚀加剧，使得区域生态环境逐步恶化，严重制约区域社会经济的发展。本文选取了黄土丘陵沟壑区典型治理小流域--燕儿沟流域作为研究区域，基于降雨、径流、泥沙等水文数据的实测资料，结合不同时期的土地利用资料，运用数理统计分析和Gis与RS空间分析等技术，以定性描述与定量分析相结合的方法，对燕儿沟流域土壤水分、土地利用变化、降雨特性、径流泥沙等水文因子特性进行总结分析，同时，在软件技术的支持下，选择并建立适于燕儿沟流域的模型，对燕儿沟流域土地利用演变与水沙变化的耦合关系进行模拟研究，进一步验证并总结了流域的土地利用变化及水沙变化规律，阐明了流域土地利用格局演变对水文生态过程的响应机制，为我国黄土丘陵沟壑区水土资源优化配置和生态环境治理提供理论基础与决策依据。
　　 本次论文主要研究成果如下：
　　 1、土壤剖面水分梯度的变化，受降雨和植被生长状况的影响比较大；土壤含水率的从大到小一次是坡底>坡中>坡顶；各类水保措施具有增加土壤含水量的作用；不同土地利用类型的储水指数，分别是坝地1.67、梯田1.54、坡耕地1.06、乔林地0.91、和灌林0.9，荒地0.77。
　　 2、燕儿沟流域通过水保治理措施的实施，流域土地利用构成发生了变化，坡耕地大幅减少，梯田、林地、果园、人工草地面颊不断增加，坝地面积增加到合理规模后保持稳定，消灭了荒地，水保封禁地面积大幅增加，揭示了在生态建设驱动下土地利用格局朝有利于水土保持的方向发展。
　　 3、燕儿沟流域次暴雨产流量多集中在1万m3以下，产沙量则集中在5000t以下；次暴雨产沙量与暴雨径流功率有很好的相关关系；次暴雨径流总量与产沙量也具有较好的正相关性，表现为大水对大沙的特点。
　　 4、流域年产沙量从1997年－2007年显著减少，减少率99.5％；燕儿沟流域次暴雨径流含沙率主要集中在在100kg/m3和50kg/m3之间；年侵蚀模数也具有逐年降低的趋势，侵蚀模数也降雨量相关性较差，与径流模数相关性较好；径流总量与流域输沙量呈现出正相关的关系，随着时间推移两者都大量减少；流域次暴雨侵蚀模数与径流模数受土地利用变化影响很大。