左仲國，肖培青，黃　靜

(黃河水利科學(xué)研究院 水利部黃土高原水土流失過程與控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 河南 鄭州 450003)

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黃河流域水土保持科研進(jìn)展及展望

左仲國，肖培青，黃靜

(黃河水利科學(xué)研究院 水利部黃土高原水土流失過程與控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 河南 鄭州 450003)

水土保持；研究進(jìn)展；土壤侵蝕；黃土高原；黃河流域

從黃土高原水土保持生態(tài)建設(shè)和黃河治理開發(fā)重大實(shí)踐的需求出發(fā)，回顧了黃河水土保持基本理論方面的研究進(jìn)展，包括土壤侵蝕規(guī)律、水土保持減水減沙作用、粗泥沙集中來源區(qū)界定等，介紹了水土流失治理技術(shù)發(fā)展和科研平臺(tái)建設(shè)現(xiàn)狀。根據(jù)黃河流域水土流失治理現(xiàn)狀，提出了水土保持科研存在的問題和未來的發(fā)展方向，給出了研究手段、方法、對(duì)象、內(nèi)容方面的發(fā)展建議。

黃土高原地區(qū)嚴(yán)重的水土流失造成河道泥沙淤積，加劇了下游洪水威脅，影響了黃河水利開發(fā)，加劇了荒漠化發(fā)展和伴生災(zāi)害發(fā)生，嚴(yán)重制約了下游地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。黃土高原地區(qū)特殊的自然環(huán)境決定了其水土流失類型多樣，成因復(fù)雜，治理難度非常大。新中國成立以來，我國不斷加強(qiáng)黃河流域水土保持科學(xué)試驗(yàn)和研究工作，取得了豐碩的成果，為黃土高原水土流失治理和黃河流域綜合治理開發(fā)提供了技術(shù)支撐。本研究從水土保持基本理論、水土流失治理技術(shù)和水土保持科研平臺(tái)建設(shè)等方面，對(duì)黃河流域水土保持科研進(jìn)展進(jìn)行了回顧，以期為黃河流域水土流失治理提供參考。

1　水土保持基本理論

1.1土壤侵蝕規(guī)律研究

(1)坡面侵蝕。以1942年天水水土保持科學(xué)試驗(yàn)站的創(chuàng)建為標(biāo)志，我國開始了黃土高原水土流失規(guī)律的試驗(yàn)觀測(cè)工作，之后相繼建立了黃河水利委員會(huì)(簡(jiǎn)稱“黃委”)綏德、西峰水土保持科學(xué)試驗(yàn)站，以及離石、安塞、長(zhǎng)武、嵩縣等多個(gè)水土保持野外試驗(yàn)站，采用標(biāo)準(zhǔn)小區(qū)試驗(yàn)的方法，研究土壤侵蝕與降雨、坡度、坡長(zhǎng)、耕作方式等因素的定量關(guān)系，確定坡地退耕的臨界坡度，探討坡耕地侵蝕方式及其侵蝕產(chǎn)沙過程[1]。20世紀(jì)60年代，學(xué)者們開始對(duì)小流域與大面積徑流泥沙來源、坡面及溝道小流域產(chǎn)沙規(guī)律進(jìn)行較系統(tǒng)的研究。20世紀(jì)70年代，龔時(shí)旸等研究認(rèn)為在黃河泥沙主要來源區(qū)的河口鎮(zhèn)—龍門區(qū)間的黃土丘陵溝壑區(qū)，泥沙輸移比接近1[2]。20世紀(jì)80年代，牟金澤等研究得出了黃河中游地區(qū)中小流域泥沙輸移比接近1的結(jié)論，為建立流域尺度水土流失機(jī)理模型奠定了基礎(chǔ)[3]。

(2)重力侵蝕。黃土高原部分地區(qū)黃土層厚且溝深坡陡，滑坡、滑塌、崩塌、瀉溜等重力侵蝕非常活躍，是流域產(chǎn)沙的主要來源。蔣德麒等對(duì)黃土高原重力侵蝕產(chǎn)沙問題研究較早，20世紀(jì)60年代他們根據(jù)實(shí)測(cè)徑流量-產(chǎn)沙量關(guān)系推算了南小河溝、韭園溝、呂二溝、王家溝流域中重力侵蝕產(chǎn)沙量占流域總產(chǎn)沙量的比例[4]。之后，王興奎、許炯心等從20世紀(jì)80年代開始分析了重力侵蝕對(duì)高含沙水流形成的作用[5-6]；2005年王光謙等采用概化模型從理論上分析了溝坡受沖蝕后退條件下重力侵蝕發(fā)生的機(jī)理[7]；2014年楊吉山等對(duì)陜西綏德橋溝流域重力侵蝕進(jìn)行了連續(xù)實(shí)地觀測(cè)，并對(duì)溝道中重力侵蝕量進(jìn)行了分析和計(jì)算[8-9]。這些研究成果從不同方面探索了黃土高原重力侵蝕的研究方法，揭示了重力侵蝕對(duì)流域產(chǎn)沙的重要作用。但是，由于重力侵蝕現(xiàn)象具有高度的隨機(jī)性，加之重力侵蝕的實(shí)測(cè)資料比較缺乏，因此目前的研究大多是根據(jù)水沙關(guān)系對(duì)重力侵蝕進(jìn)行間接分析，或者基于短期、小范圍的野外實(shí)地觀測(cè)資料進(jìn)行定量分析。

(3)降水—植被的耦合作用。2006年，許炯心等通過對(duì)黃土高原地區(qū)大量實(shí)測(cè)資料的分析，揭示了森林覆蓋率和降雨侵蝕力隨降水量的非線性變化，發(fā)現(xiàn)了森林覆蓋率隨年降水量變化過程中的臨界點(diǎn)現(xiàn)象，同時(shí)還發(fā)現(xiàn)降雨侵蝕力在隨年降水量變化的過程中也存在臨界點(diǎn)[10-11]。

(4)壩系相對(duì)穩(wěn)定理論。壩系相對(duì)穩(wěn)定的概念最初是受天然聚湫的啟發(fā)而提出的。1995年，曾茂林、方學(xué)敏等通過對(duì)黃土高原地區(qū)的暴雨特征、天然聚湫和壩地作物生長(zhǎng)特點(diǎn)進(jìn)行研究，初步提出了“在一定頻率洪水條件下保證壩系的安全，在保收頻率洪水下壩地高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，泥沙基本不出溝，充分合理利用水沙資源，維修工程量小”的壩系相對(duì)穩(wěn)定的內(nèi)涵，以及壩系相對(duì)穩(wěn)定的標(biāo)準(zhǔn)和條件[12-13]。2005年，黃河水利科學(xué)研究院主持開展了“黃河中游多沙粗沙區(qū)典型小流域壩系相對(duì)穩(wěn)定條件研究”，進(jìn)一步明確了壩系相對(duì)穩(wěn)定的概念和條件，推動(dòng)了壩系相對(duì)穩(wěn)定理論的發(fā)展[14]。

(5)土壤侵蝕預(yù)測(cè)技術(shù)。黃土高原地區(qū)流域侵蝕產(chǎn)沙模型研究是從新中國成立以后開始的。早期的模型多是經(jīng)驗(yàn)性的，20世紀(jì)50年代到60年代建立的主要是坡面侵蝕產(chǎn)沙模型；70年代引進(jìn)了美國通用土壤流失方程并加以改進(jìn)，建立的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ鸵矓U(kuò)展到暴雨產(chǎn)沙和小流域侵蝕產(chǎn)沙；80年代開始對(duì)輸沙過程進(jìn)行預(yù)報(bào)，同時(shí)侵蝕產(chǎn)沙物理模型也得到了快速發(fā)展，建立了許多模型，如謝樹楠的降雨產(chǎn)流產(chǎn)沙模型、湯立群的小流域產(chǎn)流產(chǎn)沙動(dòng)力學(xué)模型、蔡強(qiáng)國的小流域侵蝕產(chǎn)沙過程模型等[15-16]；近期，姚文藝等建立了以多尺度流域“動(dòng)力-植被-調(diào)控”系統(tǒng)侵蝕產(chǎn)沙過程耦合機(jī)制為核心的模擬基礎(chǔ)理論，構(gòu)建了多功能、成套的異構(gòu)異類分布式多尺度流域土壤流失模型體系，創(chuàng)建了異構(gòu)異類分布式土壤流失模型支持系統(tǒng)[9,17]；黃河水利科學(xué)研究院在黃土坡面徑流水力特性及侵蝕動(dòng)力機(jī)制、侵蝕過程對(duì)植被空間布局的響應(yīng)、坡面-溝道耦合系統(tǒng)侵蝕產(chǎn)沙關(guān)系、河道系統(tǒng)演化過程對(duì)水土保持治理措施配置模式的響應(yīng)等方面開展了系統(tǒng)研究，促進(jìn)了我國侵蝕動(dòng)力學(xué)研究的發(fā)展[18-20]。

1.2水土保持減水減沙效益

(1)水土保持措施蓄水?dāng)r沙指標(biāo)體系。20世紀(jì)40年代，隨著黃土高原主要類型區(qū)徑流小區(qū)和小流域徑流泥沙觀測(cè)站的陸續(xù)建立，我們積累了大量的觀測(cè)資料，開始了對(duì)水土保持措施攔沙效益的觀測(cè)研究[21]。隨著水土保持工作的不斷深入，水土保持措施的蓄水?dāng)r沙作用得到越來越多的重視。特別是從20世紀(jì)80年代水利部第一期黃河水沙變化基金項(xiàng)目開始，相繼在重大項(xiàng)目中開展了水土保持措施蓄水?dāng)r沙指標(biāo)研究，但指標(biāo)的形式和指標(biāo)值存在較大差異[22]。2004年，黃河水利科學(xué)研究院和黃委水文局主持完成的黃委水土保持科研基金項(xiàng)目，建立了黃土丘陵溝壑區(qū)第一、第二、第五副區(qū)和黃土高塬溝壑區(qū)的水土保持措施蓄水?dāng)r沙指標(biāo)體系，該體系考慮了措施質(zhì)量和不同降水條件，提高了指標(biāo)的合理性[23]。

(2)水土保持效益評(píng)價(jià)方法?？蒲腥藛T在長(zhǎng)期對(duì)黃河流域水土保持減水減沙效益進(jìn)行研究的工作中，不斷探索計(jì)算方法，建立了“水保法”、“水文法”和“水文水?；旌戏ā?。1994年，張勝利、于一鳴、姚文藝在對(duì)以往計(jì)算方法進(jìn)行系統(tǒng)整理和分析的基礎(chǔ)上，編著出版了《水土保持減水減沙效益計(jì)算方法》，對(duì)各計(jì)算方法及其相關(guān)模型的特點(diǎn)和適用條件進(jìn)行了分析評(píng)價(jià)，對(duì)新的方法進(jìn)行了探索。2000年以來，黃河水利科學(xué)研究院及有關(guān)單位從研究黃土高原不同類型區(qū)產(chǎn)流產(chǎn)沙機(jī)制及水土保持措施對(duì)水資源和泥沙影響機(jī)理入手，對(duì)水土保持措施蓄水?dāng)r沙指標(biāo)和評(píng)價(jià)模型開展了進(jìn)一步深入研究。

(3)黃河水沙變化研究。20世紀(jì)80年代開始，科研人員對(duì)黃河水沙變化開展了大量卓有成效的研究，比較系統(tǒng)研究的主要科技計(jì)劃有：黃河流域水?？蒲谢痦?xiàng)目、水利部黃河水沙變化研究基金項(xiàng)目、國家自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目“黃河流域環(huán)境演變與水沙運(yùn)行規(guī)律研究”、 “八五” 國家科技攻關(guān)項(xiàng)目“黃河中游多沙粗沙區(qū)治理研究”、“十一五”國家科技支撐計(jì)劃課題“黃河流域水沙變化情勢(shì)評(píng)價(jià)研究”和“十二五”國家科技支撐項(xiàng)目“黃河水沙調(diào)控技術(shù)研究及應(yīng)用”等。通過這些項(xiàng)目的實(shí)施，對(duì)黃河中游水沙變化成因進(jìn)行了全面系統(tǒng)的研究，定量分析了自然因素和人類活動(dòng)的作用，以及各類水保措施對(duì)減少入黃水沙的貢獻(xiàn)率，為治理黃河的宏觀決策提供了科學(xué)依據(jù)。

1.3粗泥沙集中來源區(qū)界定

20世紀(jì)50年代，錢寧發(fā)現(xiàn)黃河河床淤積物絕大部分是粒徑大于0.05 mm的泥沙，提出了防止黃河下游河道淤積惡化應(yīng)著重控制這部分粗泥沙。1979年，他又提出黃河中游產(chǎn)生粒徑>0.05 mm的泥沙主要集中在兩個(gè)區(qū)域，一個(gè)是皇甫川至禿尾河之間各支流的中下游地區(qū)，一個(gè)是無定河中下游及白于山河源區(qū)[24]。同年，龔時(shí)旸、熊貴樞采用黃河中游來沙分配圖進(jìn)行分析，提出了80%全沙和粒徑≥0.05 mm 粗泥沙，50%全沙和粒徑≥0.05 mm 粗泥沙的分布范圍[25]。1996—2000年，黃委水文局、黃河水利科學(xué)研究院聯(lián)合有關(guān)高等院校、科研院所和試驗(yàn)站協(xié)同攻關(guān)，采用多沙、粗沙二重性的原則界定了黃河中游多沙粗沙區(qū)面積為7.86萬km2，2004年在多沙粗沙區(qū)界定成果的基礎(chǔ)上進(jìn)一步確定了面積為1.88萬km2的粗泥沙集中來源區(qū)[26]，該成果為構(gòu)建攔截黃河粗泥沙的三道防線，實(shí)現(xiàn)黃土高原水土流失治理“先粗后細(xì)”提供了重要條件。

2　水土流失治理技術(shù)

2.1治理模式

人民治黃70年來，黃土高原地區(qū)的水土流失治理在實(shí)踐中不斷創(chuàng)新，治理模式逐漸由單一治理轉(zhuǎn)為工程、生物和耕作措施相結(jié)合，由分散治理轉(zhuǎn)為集中連片規(guī)模治理、突出溝道壩系建設(shè)，由單一效益轉(zhuǎn)為生態(tài)、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)綜合效益。通過實(shí)踐和研究，科研人員總結(jié)出了以小流域?yàn)閱卧木C合治理模式，并且在黃土丘陵溝壑區(qū)、黃土高塬溝壑區(qū)、黃土階地區(qū)、土石山區(qū)和風(fēng)沙區(qū)等不同類型區(qū)采取不同的治理模式[27]。

2.2專項(xiàng)治理技術(shù)

20世紀(jì)50年代，根據(jù)黃河流域治理的需要，科研人員開展了水墜法筑壩、定向爆破筑壩、機(jī)修梯田、飛播造林種草等多項(xiàng)專題研究。

在黃土高原水土流失治理中，淤地壩起到了非常重要的作用，在攔截入黃泥沙、減少溝道侵蝕、蓄水保土的同時(shí)，形成的壩地也為當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)發(fā)展起到了積極的作用，在困難時(shí)期曾被稱為“救命壩”。然而，常規(guī)的夯填或碾壓土壩費(fèi)工費(fèi)時(shí)，不能滿足水土保持迅速發(fā)展的需要。從20世紀(jì)50年代開始，科研人員進(jìn)行了各種快速筑壩技術(shù)探索，如水中倒土、土中倒水、定向爆破筑壩等。1957年，原黃河水利科學(xué)研究所與綏德水土保持科學(xué)試驗(yàn)站合作，利用水力充填筑壩技術(shù)，在陜西省綏德縣韭園溝用水力充填黃土修筑一座4 m高的試驗(yàn)土壩，開啟了水墜壩示范推廣的序幕。水墜壩施工工效高、節(jié)省勞力，小村能修大壩，在很大程度上促進(jìn)了淤地壩建設(shè)，加快了小流域綜合治理進(jìn)度。20世紀(jì)80年代，隨著淤地壩相對(duì)平衡條件的提出和壩系相對(duì)穩(wěn)定理論的形成，淤地壩建設(shè)朝著布局科學(xué)合理的小流域壩系方向發(fā)展，淤地壩已成為黃河中游水土流失治理的關(guān)鍵措施和小流域綜合治理模式中的“骨干工程”。

梯田能夠蓄水保土、減輕土壤侵蝕、改善農(nóng)作物生長(zhǎng)條件、提高產(chǎn)量，并有利于改進(jìn)耕作制度、促進(jìn)土地利用結(jié)構(gòu)調(diào)整。為了發(fā)揮機(jī)修梯田功效高、節(jié)省勞力的優(yōu)勢(shì)，20世紀(jì)50年代后期和60年代初期，蘭州水土保持科學(xué)試驗(yàn)站和天水水土保持科學(xué)試驗(yàn)站分別開始了用推土機(jī)修梯田的試驗(yàn)，70年代開始擴(kuò)大試驗(yàn)和推廣。隨后，人們加強(qiáng)了對(duì)機(jī)修梯田的規(guī)劃設(shè)計(jì)、施工技術(shù)、功效計(jì)算、提高功效途徑和機(jī)具研制等技術(shù)要點(diǎn)的研究，機(jī)修梯田技術(shù)得到迅速推廣應(yīng)用。

2.3砒砂巖治理

(1)柔性壩技術(shù)。1992年，畢慈芬等開展了砒砂巖地區(qū)沙棘植物柔性壩試驗(yàn)研究[28-31]。結(jié)果證明了在黃土高原砒砂巖地區(qū)的支毛溝中，垂直于水流方向種植沙棘作為攔沙的壩型框架材料是可行的，其機(jī)理在于利用灌木干、枝、葉的分流、阻滯性能，分散了溝道集中的股流，降低了水流對(duì)溝床的剪切應(yīng)力，攔截了洪水挾帶的大量粗沙，形成了植物柔性壩，初步建立了植物攔沙的理論架構(gòu)。隨后，眾多科研工作者開展了相關(guān)研究，并取得了大量成果，為利用沙棘的生物特性治理砒砂巖地區(qū)水土流失提供了技術(shù)支撐。

(2)抗蝕促生技術(shù)。2013—2016年，黃河水利科學(xué)研究院主持實(shí)施的國家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目“黃河中游砒砂巖區(qū)抗蝕促生技術(shù)集成與示范”，針對(duì)黃河中游砒砂巖區(qū)水土流失問題，揭示了砒砂巖侵蝕巖性機(jī)理，研發(fā)了砒砂巖抗蝕促生技術(shù)和砒砂巖改性筑壩技術(shù)，構(gòu)建了砒砂巖區(qū)抗蝕促生措施立體配置技術(shù)與模式，探索了黃河中游砒砂巖區(qū)水土流失的綜合治理新途徑；在準(zhǔn)格爾旗二老溝流域建設(shè)了“固結(jié)促生一體化立體配置模式試驗(yàn)區(qū)”“溝坡-溝道生物立體配置試驗(yàn)區(qū)”“支溝植物柔性谷坊試驗(yàn)區(qū)”“溝岸抗蝕促生試驗(yàn)區(qū)”等不同治理措施示范試驗(yàn)區(qū)，建成了2萬m2坡面溝道二元立體配置固結(jié)促生示范工程和1座庫容3.26萬m3的淤地壩改性示范工程，取得了砒砂巖區(qū)黃土高原水土保持領(lǐng)域基礎(chǔ)原理創(chuàng)新和關(guān)鍵技術(shù)突破[32-36]。

3　水土保持科研平臺(tái)建設(shè)

黃土高原水土流失徑流小區(qū)試驗(yàn)研究始于20世紀(jì)40年代初期，以天水的大柳樹溝梁家坪為試驗(yàn)基地，研究隴南黃土丘陵溝壑區(qū)水土流失的影響因素。20世紀(jì)50年代，徑流小區(qū)試驗(yàn)研究由天水?dāng)U展到以甘肅西峰南小河溝為代表的黃土高塬溝壑區(qū)和以陜西綏德韭園溝為代表的黃土丘陵溝壑區(qū)第一副區(qū)，形成了黃河中游主要土壤侵蝕類型區(qū)具有代表性的試驗(yàn)研究布局。中國科學(xué)院和一些省、地所屬水土保持試驗(yàn)站所也先后開展了小區(qū)試驗(yàn)研究。20世紀(jì)60年代，各試驗(yàn)站逐步增設(shè)了流域水沙研究的觀測(cè)內(nèi)容。20世紀(jì)70年代，科研人員開始側(cè)重人工模擬降雨試驗(yàn)，以彌補(bǔ)自然降雨周期長(zhǎng)、資料少之不足，人工模擬降雨試驗(yàn)逐步成為水土保持科研常態(tài)化的試驗(yàn)手段。20世紀(jì)90年代以來，中科院、水利部先后建立了“黃土高原土壤侵蝕與旱地農(nóng)業(yè)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”“水利部水土保持生態(tài)工程技術(shù)研究中心”“水利部黃土高原水土流失過程與控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”等，為黃土高原水土流失治理研究工作打造了良好的科研平臺(tái)。2011年，黃河水利科學(xué)研究院建成了世界上規(guī)模最大的人工模擬降雨試驗(yàn)大廳，長(zhǎng)108 m、寬45 m、總高度24 m，由30個(gè)降雨單元自由組合進(jìn)行降雨試驗(yàn)，降雨強(qiáng)度可以在0.5～3.0 mm/min自由變換，并可模擬移動(dòng)的降雨中心，能夠滿足模擬天然降雨時(shí)空變化，為室內(nèi)小流域模型試驗(yàn)提供了支撐平臺(tái)。

2011年7月黃河水文水資源科學(xué)研究院，黃河水資源保護(hù)科學(xué)研究院，黃委天水、西峰、綏德水土保持科學(xué)試驗(yàn)站，黃河河口研究院等科研機(jī)構(gòu)正式加掛黃河水利科學(xué)研究院牌子，這些科研機(jī)構(gòu)實(shí)行雙重領(lǐng)導(dǎo)、共管共建，標(biāo)志著黃河科研機(jī)構(gòu)整合邁出了實(shí)質(zhì)性一步。黃河科研機(jī)構(gòu)整合是黃河治理開發(fā)與管理事業(yè)發(fā)展的需要，是構(gòu)建黃河大科研格局與平臺(tái)的需要，是科研機(jī)構(gòu)具有開放性、兼容性、擴(kuò)展性的需要，是黃委作出的一項(xiàng)全局性、前瞻性的戰(zhàn)略決策。通過科研機(jī)構(gòu)整合，可以科學(xué)、合理地進(jìn)行學(xué)科布局，加強(qiáng)協(xié)同攻關(guān)，有效整合現(xiàn)有科研資源，凝聚科研力量，提升黃河整體科研實(shí)力。

4　存在的問題與展望

雖然我們?cè)邳S土高原水土流失規(guī)律研究方面取得了不少進(jìn)展，但還有更多的領(lǐng)域是未知的，目前尤其需要加強(qiáng)重力侵蝕規(guī)律、土壤侵蝕尺度轉(zhuǎn)換、實(shí)體模擬相似理論等方面的研究。侵蝕產(chǎn)沙模擬方面，對(duì)國外模型改進(jìn)的主要內(nèi)容是方程參數(shù)的確定，而對(duì)方程結(jié)構(gòu)及方程參數(shù)的確定方法研究較少。同時(shí)，受試驗(yàn)觀測(cè)資料的限制，方程參數(shù)的確定大多是結(jié)合應(yīng)用范圍內(nèi)局部地域有限資料進(jìn)行的，黃土高原重力侵蝕嚴(yán)重、暴雨產(chǎn)沙時(shí)空性特別集中的特征并未在方程計(jì)算方法改進(jìn)中得到有效反映。由于對(duì)國外模型控制方程的結(jié)構(gòu)及其計(jì)算方法未進(jìn)行實(shí)質(zhì)性的移植修改，因此修改后的方程仍難以推廣應(yīng)用于黃土高原次暴雨產(chǎn)沙過程的預(yù)報(bào)。

根據(jù)黃土高原水土保持生態(tài)建設(shè)和黃河治理開發(fā)實(shí)踐的需求，針對(duì)黃土高原土壤侵蝕研究的不足，建議：在研究手段上，應(yīng)當(dāng)從非比尺實(shí)體模型試驗(yàn)逐步轉(zhuǎn)向于具有嚴(yán)格比尺意義的實(shí)體模型試驗(yàn)；在研究方法上，應(yīng)注重與流體動(dòng)力學(xué)、泥沙運(yùn)動(dòng)力學(xué)等研究方法的結(jié)合；在研究對(duì)象上，應(yīng)從坡面擴(kuò)展至坡面-溝道系統(tǒng)；在研究?jī)?nèi)容上，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)坡面-溝道系統(tǒng)或以小流域?yàn)榍治g產(chǎn)沙地貌單元的泥沙輸移規(guī)律及水沙關(guān)系的研究。建議對(duì)黃土高原土壤侵蝕規(guī)律的研究應(yīng)關(guān)注以下幾個(gè)方面：①重力侵蝕規(guī)律，包括重力侵蝕空間分布特征與分異規(guī)律、重力侵蝕發(fā)生的動(dòng)力臨界、重力侵蝕發(fā)生的特征方程與產(chǎn)沙量估算模式；②土壤侵蝕尺度轉(zhuǎn)換理論與方法，包括不同尺度上的主導(dǎo)侵蝕過程與類型、侵蝕過程特性，土壤侵蝕影響因素作用的尺度效應(yīng)，以及土壤侵蝕可預(yù)測(cè)性隨尺度變化的效應(yīng)等；③植物措施作用下的水文效應(yīng)，需要通過有、無植被情況下的對(duì)比模擬試驗(yàn)，闡明不同植被覆蓋度、不同類型的植被對(duì)黃土高原土壤入滲、地表地下產(chǎn)流過程的影響，研究降雨-產(chǎn)流對(duì)植被覆蓋的響應(yīng)關(guān)系，揭示植被對(duì)產(chǎn)流機(jī)制變化的作用及其臨界；④黃土高原主要產(chǎn)沙區(qū)水沙劇減成因，需要深入研究水沙變化對(duì)降雨、下墊面、人類活動(dòng)多元因子耦合作用的響應(yīng)關(guān)系，辨識(shí)多因子對(duì)水沙變化的貢獻(xiàn)率，搞清流域水沙變化主要影響因素，并分析其變化趨勢(shì)；⑤黃土高原水土流失模擬理論與技術(shù)，需研究坡面、坡溝系統(tǒng)和小流域比尺模型幾何相似條件或相似律，以及相似比尺體系；⑥在數(shù)學(xué)模擬方面，需要建立起復(fù)雜侵蝕環(huán)境下的水土流失評(píng)價(jià)模型，逐步開展土壤侵蝕-面源污染過程耦合模型、土壤侵蝕-生態(tài)-經(jīng)濟(jì)多元耦合模型的研究。此外，還應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)黃土高原典型生態(tài)脆弱區(qū)的生態(tài)修復(fù)和黃土高原水土流失綜合治理技術(shù)等的研究，為黃河流域水土流失綜合治理提供技術(shù)支撐。

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(責(zé)任編輯李楊楊)

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1000-0941(2016)09-0063-05

左仲國(1963—)，男，河南延津縣人，教授級(jí)高級(jí)工程師，博士，主要從事水土保持研究。

2016-08-17