国产日韩欧美一区二区三区三州_亚洲少妇熟女av_久久久久亚洲av国产精品_波多野结衣网站一区二区_亚洲欧美色片在线91_国产亚洲精品精品国产优播av_日本一区二区三区波多野结衣 _久久国产av不卡

?

不同水保措施對不同量級降雨量匯流的影響

2018-09-10 00:31程文飛陳軍鋒張飛任娟慧吳博陳彥平
人民黃河 2018年9期
關鍵詞:水土保持

程文飛 陳軍鋒 張飛 任娟慧 吳博 陳彥平

摘要:為了研究晉西不同水土保持措施對流域產匯流機制的影響,選取山西省黃土丘陵區(qū)典型小流域王家溝小流域1990-2015年185場降雨資料,采用線性趨勢分析法和相似對比法,分析探討了3種水保措施對不同量級降雨量匯流機制的影響。結果表明:梯田對延長洪水歷時沒有明顯影響,但會減小洪峰流量,對洪峰流量的減小值隨著降雨量增大而減小;隨著降雨量增大,植樹造林對洪峰流量的衰減作用比對洪量的衰減作用顯著;淤地壩對延長小降雨量級洪水歷時作用顯著。

關鍵詞:水土保持;匯流機制;線性趨勢法;相似對比法;王家溝小流域

中圖分類號:S157.1 文獻標志碼:A doi:10.3969/j.issn.1000-1379.2018.09.022

山西省地處黃河中游黃土丘陵區(qū),是全國水土流失嚴重的省份之一[1-2]。因地制宜開展水土保持工作,對恢復和保護水土流失區(qū)的生態(tài)環(huán)境具有重要意義。國內外學者在水土保持對產沙及輸沙的影響方面研究較多[3-8],關于水土保持措施對流域水文效應的研究也有不少成果:高申等[9]研究表明水土保持對降雨徑流關系影響顯著,可以減小徑流;趙娟等[10]運用VAR模型研究發(fā)現(xiàn)水土保持措施對徑流量減小率可達60%以上,并隨著時間的推移而增大。許琴[11]采用雙累積曲線法、不同系列對比法、經驗公式法對都陽湖小溪河流域進行研究,結果表明水保措施能有效攔截徑流。鑒于不同水土流失治理模式對流域不同量級降雨量產流、匯流的關系研究十分薄弱[12],筆者選取王家溝小流域1990-2015年185場降雨徑流資料,將降雨量分3個等級,分析探討晉西3種水保措施對不同量級降雨量匯流機制的影響。

1 研究區(qū)概況

王家溝為黃河一級支流三川河左岸的一級支溝,位于晉西石城區(qū)以北4km處,流域面積9.1km2,行政區(qū)劃隸屬于呂梁市離石區(qū)。流域屬暖溫帶大陸性氣候區(qū),多年平均氣溫為8.8℃,最高溫為38.9℃,最低溫為-27.4℃,無霜期為160~180d,年日照時數(shù)為2500h左右,全年太陽總輻射量為551.4 kJ/cm2,年均風速為1.3m/s,年均空氣相對濕度為58%,年水面蒸發(fā)量為1844.7mm,多年平均年降水量為495.1mm(其中:6-9月降水量占全年的73.2%,7-8月降水量占全年的46.2%),降雨多屬于暴雨型。該小流域是晉西黃土丘陵溝壑區(qū)較早開展水土保持綜合治理的、也是黃河中游地區(qū)水土保持綜合治理較好的典型之一。經過逐年實施水土保持綜合治理,王家溝小流域總治理面積呈增大趨勢,1980-2015年水保措施面積見表1。

2 資料來源及數(shù)據(jù)處理

資料由山西省呂梁市水文局提供,包括王家溝小流域7個子流域(W540、W560、W570、W680、W750、W760、W890)的降雨量資料及1個水文站的流量資料。為了對比在降雨量相差不大的情況下,不同水保措施對洪水歷時及洪峰流量的影響,將降雨量分為小于20mm(有103場,占總場次的55.7%)、20~50mm(有67場,占總場次的36.2%)、大于50mm(有15場,占總場次的8.1%)3個等級。

(1)梯田。梯田能夠有效增大地表徑流下滲量,從而減少坡面水土流失。在王家溝小流域北部設置對比子流域,插財主溝流域有水保措施(從1980年開始修建梯田,1990年梯田面積為0.082km2,2015年梯田面積為0.153km2),羊道溝流域無水保措施(沒有修建梯田),二者以一分水嶺相鄰,流向一致,地質地貌、面積和坡度等條件相似。插財主溝面積為0.193km2,主溝長776m,地形高差為167m,平均坡角31°,平均比降11.9%:羊道溝面積為0.206km2,主溝長752m,地形高差173.5m,平均坡角31°,平均比降12.7%。

(2)植樹造林。植樹造林是各地普遍采取的水土保持措施。1990-2015年,植樹造林面積增幅較大,從1.98km2增大到3.67km2(見圖1)。

(3)淤地壩。修建淤地壩是山區(qū)群眾治溝造田的傳統(tǒng)做法,也是水土保持溝道治理的重要工程措施。王家溝小流域1990-2015年淤地壩數(shù)量變化見圖2。分析淤地壩對匯流影響時,將淤地壩數(shù)量由小到大排序,分析不同淤地壩數(shù)量對應的不同量級降雨量的洪水歷時。

3 水保措施對流域匯流的影響

(1)梯田。選取插財主溝和羊道溝1990-2015年8場典型暴雨洪水,采用相似對比法進行分析,根據(jù)洪水過程線(見圖3)及洪水特征值(見表2)比較,分析梯田對暴雨產匯流的影響。

由圖3和表2可知:相同降水情況下,插財主溝和羊道溝子流域洪水歷時沒有明顯變化;插財主溝的洪峰流量比羊道溝的小,說明梯田會減小洪峰流量,減小幅度平均為38.78%。降雨量小于20mm的3場降雨(19940825、20010829、20090715),洪峰流量減小幅度分別為49.43%、57.68%、57.46%;降雨量為20~50mm的3場降雨(19930729、20010814、20130806),洪峰流量減小幅度分別為33.03%、44.96%、34.40%;降雨量大于50mm的2場降雨(19940820,20040727),洪峰流量減小幅度分別為17.42%,15.88%。說明梯田對不同量級降雨量的洪水流量減幅不同,對較小量級降雨量的洪峰流量減幅較大,而對較大量級降雨量的洪峰流量減幅較小。

(2)植樹造林。選取王家溝支溝老四溝(水保措施為植樹造林)1990-2015年不同量級降雨量的洪水要素進行前后對比,見表3。

由表3可知,不同量級降雨量滯時延長率大部分達到100%,這主要是流域植樹造林的作用,林地面積不斷增大。50~60mm雨量的洪峰流量衰減率最大,而洪量衰減率最?。?0~50mm雨量的洪峰流量衰減率最小,而洪量衰減率最大。不同量級雨量的洪峰流量衰減率和洪量衰減率分別為11.6%~84.1%和4.8%63.2%。20~50mm雨量的洪峰流量衰減率比0~20mm雨量的小,而洪量衰減率比0~20mm雨量的大,表明雨量越大,洪量波動越大;大于50mm量級的降雨量越大,洪量波動越小。

(3)淤地壩。將降雨量按不同量級劃分,并以淤地壩數(shù)量作為橫坐標,點繪其與洪水平均歷時的關系,見圖4。從圖4可以看出,在不同量級降雨量情況下,淤地壩數(shù)量越多洪水歷時越長,說明淤地壩對延長洪水歷時有顯著作用。0~20、20~50、>50mm降雨量情況下,洪水歷時極差分別為12.0、20.1、11.0h,說明降雨量小于50mm的洪水歷時極差隨著降雨量的增大而增大,降雨量為20~50mm時淤地壩數(shù)量的增加對延長洪水歷時作用最為顯著,降雨量大于50mm時的洪水歷時極差較小。

4 結論

(1)梯田對延長洪水歷時沒有明顯影響,但會減小洪峰流量,減小幅度為38.78%。梯田對不同量級降雨量的洪峰流量減幅不同,對較小量級降雨量的洪峰流量減幅較大,而對較大量級降雨量的洪峰流量減幅較小。

(2)植樹造林可減小洪峰流量和洪量、延長洪水歷時。隨著植樹造林面積的增加,0~20mm量級洪峰流量衰減率大于20~50mm量級的,而洪量衰減率與洪峰流量衰減率相反。

(3)淤地壩可以延長洪水歷時,洪水歷時極差隨著降雨量的增大而增大。降雨量為20~50mm的情況下,淤地壩數(shù)量增加對延長洪水歷時作用最為顯著。

參考文獻:

[1]楊軍,張明.山西省水土保持持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略思路探討[J].山西水土保持科技,2017(1):1-5.

[2]蔡繼清.對山西省國家水土保持重點建設工程的思考[J].中國水土保持,2015(11)2-4.

[3]金鑫,郝振純,張金良.水文模型研究進展及發(fā)展方向[J].水土保持研究,2006,13(4):197-199.

[4]冉大川.黃河中游水土保持措施減沙量宏觀分析[J].人民黃河,2006,28(11):39-41.

[5]BROWN A E,ZHANG L,MCMAHON T A,et al.A Reviewof Paired Catchment Studies for Determining Changes inWater Yield Resulting from Alterations in Vegetation[J].Journal of Hydrology,2005,310(1-4):28-61.

[6]冉大川.黃河中游水土保持措施的減水減沙作用研究[J].資源科學,2006,28(1):93-100.

[7]AMINI A,ALI T M,GHAZALI A H B,et al.Impacts ofLand-Use Change on Streamflows in the DamansaraWatershed,Malaysia[J].Arabian Journal for Science and En-gineering,2011,36(5):713-720.

[8]李建明,程冬兵,張長偉,等.三種水土保持措施下紅壤坡地徑流產沙特性[J].水利水電技術,2017,48(11):199-205.

[9]高申,吳澤寧,胡彩虹,等.水土保持對降雨—徑流關系影響的集對分析[J].人民黃河,2017,39(4):87-90.

[10]趙娟,穆興民,高鵬,等.基于VAR模型分析徑流對降水和水土保持措施的響應[J].泥沙研究,2017(4):37-44.

[11]許琴.水土保持措施對水資源的影響研究[D].南昌:南昌大學,2010:1-78.

[12]楊筱筱.水土保持措施對禿尾河流域產匯流參數(shù)的影響研究[D].楊凌:西北農林科技大學,2012:1-66.

猜你喜歡
水土保持
我國鄉(xiāng)村生態(tài)安全中的水土保持研究熱點研究
怎樣做好農田水利建設施工的水土保持工作
水土保持工程質量控制措施解析
探究煤礦類項目水土保持方案概(估)算編制
淺議將水土保持管護經費納入水保項目預算的必要性
試論水土保持方案落實階段存在的問題及對策
地理信息技術在水土保持監(jiān)測管理中的應用綜述
探究如何強化水土保持工程管理的措施
對水土保持工程管理的探究
水土保持監(jiān)測工作的重要性分析