黃土高原產(chǎn)沙情勢變化

目錄
序
前言
第1章 總論 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究范圍 2
1.3 研究現(xiàn)狀 3
1.4 成果與創(chuàng)新 6
第2章 數(shù)據(jù)采集與處理 25
2.1 土地利用 25
2.2 易侵蝕區(qū) 27
2.3 林草植被 29
2.3.1 數(shù)據(jù)來源 29
2.3.2 指標及計算方法 31
2.4 梯田數(shù)據(jù) 33
2.5 降雨數(shù)據(jù) 35
2.5.1 雨量站選擇 35
2.5.2 降雨指標 36
2.5.3 數(shù)據(jù)系列代表性 38
2.6 水沙數(shù)據(jù) 40
2.7 壩庫攔沙數(shù)據(jù) 42
第3章 產(chǎn)沙環(huán)境及產(chǎn)沙特點 44
3.1 降雨特點 44
3.2 地貌特點 48
3.3 典型類型區(qū)產(chǎn)沙特點 56
3.3.1 黃土高塬溝壑區(qū) 56
3.3.2 黃土丘陵溝壑區(qū)第5副區(qū) 59
3.3.3 砒砂巖區(qū) 62
3.4 天然沙量 63
3.5 天然徑流量 66
3.6 水沙量年內(nèi)年際分布 67
第4章 近百年產(chǎn)沙環(huán)境變化 73
4.1 1919～1979年的產(chǎn)沙環(huán)境 73
4.2 1978～2018年近40年林草植被變化 77
4.2.1 林草地面積變化 77
4.2.2 林草植被蓋度變化 79
4.2.3 植被類型變化 83
4.2.4 林草有效覆蓋率變化 85
4.3 近40年梯田變化 87
4.4 地表覆蓋變化綜合分析 88
4.5 降雨變化 93
第5章 梯田對流域產(chǎn)沙的影響規(guī)律及閾值 101
5.1 問題的提出 101
5.2 研究方法 102
5.2.1 回歸分析法 102
5.2.2 數(shù)字試驗法 104
5.3 梯田覆蓋率變化對流域產(chǎn)沙的影響規(guī)律 107
5.4 可有效遏制流域產(chǎn)沙的梯田閾值 109
5.5 梯田對洪水含沙量的影響 114
第6章 植被變化對流域產(chǎn)沙的影響規(guī)律及閾值 117
6.1 數(shù)據(jù)處理和樣本流域 117
6.2 流域尺度上林草變化與流域產(chǎn)沙的響應關系 120
6.2.1 黃土丘陵第1～4副區(qū) 121
6.2.2 黃土丘陵第5副區(qū)和黃土高塬溝壑區(qū) 127
6.2.3 粗泥沙產(chǎn)區(qū) 129
6.3 植被改善對流域產(chǎn)沙的削減機制 132
6.3.1 植被改善對流域產(chǎn)洪的影響 132
6.3.2 植被對坡面流影響的試驗研究 134
6.3.3 植被對產(chǎn)沙影響的理論分析 139
6.4 可有效遏制流域產(chǎn)沙的林草有效覆蓋率閾值 145
6.5 林草梯田耦合作用機制 147
6.6 林草梯田耦合時的流域產(chǎn)沙響應 150
第7章 降雨對流域產(chǎn)沙的影響規(guī)律 153
7.1 雨強對沙峰含沙量的影響 153
7.1.1 問題的提出 153
7.1.2 樣本流域及數(shù)據(jù)處理 155
7.1.3 不同空間尺度的雨強-含沙量響應關系 156
7.1.4 極限含沙量出現(xiàn)的原因 161
7.1.5 下墊面變化的影響 164
7.2 雨強對流域產(chǎn)沙的影響 166
7.2.1 高雨強降雨對流域產(chǎn)沙量的貢獻 166
7.2.2 流域產(chǎn)沙量對雨強的敏感性 167
7.3 可致流域產(chǎn)沙的降雨閾值變化規(guī)律 169
7.3.1 問題的提出 169
7.3.2 樣本流域及其數(shù)據(jù)處理 170
7.3.3 降雨閾值識別方法 173
7.3.4 林草覆蓋變化對降雨閾值的影響 176
7.3.5 黃土丘陵區(qū)降雨閾值變化規(guī)律 179
第8章 流域下墊面減沙作用計算方法 184
8.1 降雨和下墊面減沙作用分割方法 184
8.1.1 方法原理 184
8.1.2 模型構建 186
8.1.3 降雨指標的敏感性分析 191
8.2 溝道工程攔截沙量 193
8.3 不同類型區(qū)產(chǎn)沙指數(shù)計算方法 196
8.3.1 黃土丘陵溝壑區(qū) 196
8.3.2 黃土高塬溝壑區(qū) 199
8.3.3 方法驗證 201
8.4 下墊面各要素減沙貢獻分割方法 202
第9章 黃土高原入黃水沙變化原因 205
9.1 近60年下墊面減沙量變化 205
9.2 現(xiàn)狀下墊面在長系列降雨下的產(chǎn)沙情勢 213
9.2.1 降雨和下墊面情景設計 213
9.2.2 產(chǎn)沙量計算結果 215
9.2.3 合理性分析 217
9.3 含沙量變化原因 224
9.3.1 高含沙水流的特征與形成 224
9.3.2 影響含沙量的主要因素 229
9.3.3 近年含沙量銳減原因 231
9.4 坡面要素變化對洪量的影響 234
9.5 徑流情勢變化 239
第10章 未來水沙情勢預測 243
10.1 氣候情景設計 243
10.2 梯田發(fā)展趨勢 245
10.3 林草植被變化趨勢 247
10.3.1 近年植被改善的驅(qū)動力 248
10.3.2 林草植被發(fā)展趨勢 254
10.3.3 林草植被逆向發(fā)展的風險 261
10.4 近年實測水沙變化特點 262
10.5 下墊面情景設計 266
10.6 黃土高原產(chǎn)沙情勢預測 268
10.7 極端暴雨情況下黃河來沙情勢分析 274
10.7.1 極端降雨情景設計 274
10.7.2 預測結果 278
10.7.3 重力侵蝕影響 281
10.8 黃河未來水沙情勢預測 284
參考文獻 292