![基于土地利用变化的淤地坝坝系规划研究 ——以延河流域为例](https://www.lw50.cn/thumb/db02f5882ead6c163fbddbe0.webp)
论文摘要
淤地坝是指在水土流失区各级沟道中修建的,以滞洪拦沙为目的的水土保持沟道工程。淤地坝在控制泥沙出沟,减少入黄泥沙,抬高侵蚀基准面等方面具有重要作用,同时,它还能通过拦沙淤地,建设高产稳产农田,对促进解决“三农”问题,巩固退耕还林成果,实现区域经济社会持续发展有重要意义。因此,水利部已决定将黄土高原淤地坝建设作为今后一个时期内我国水利水保建设的“亮点工程”之一,拟在黄土高原修建大量的淤地坝。淤地坝建设要依赖于土壤侵蚀所产生的泥沙。改革开放以来,黄土高原大规模的土地利用结构调整和水土保持生态建设对流域的水文情势、侵蚀产沙和河道输移等产生了极大的影响,而且这些影响还将随着生态建设与土地利用结构调整的深入进一步增强。随着侵蚀产沙及河道输沙状况的变化,区域坝系的建设规模、空间布局、建坝时序等重大决策也应随之发生调整,在单流域,单坝的设计和建设也会随之改变。但由于各种原因,以水土保持生态建设为核心的土地利用结构调整影响区域水文泥沙进而影响坝系建设规划的研究尚未得到人们的足够重视,亟须开展以研究区域土地利用结构变化对流域产水产沙的影响程度及其在时间和空间格局上的变化趋势,从而为黄土高原坝系规划布局提供科学依据。据此,本文以陕北延河流域为例,分析流域以水土保持生态建设为核心的土地利用变化情况,研究土地利用变化格局特别是植被建设对流域水沙的影响,探讨不同治理情势下流域淤地坝建设的规模和布局。本研究取得的主要成果如下:1、延河水沙变化对流域土地利用结构变化的响应根据延安站1959~2001年降水、径流和输沙的实测资料,采用双累积曲线法,确定了由于水土保持及其累计效应使流域径流和输沙发生显著变化的临界年份1970年和1994年,将延安站控制流域的水沙变化划分为三个时段,即I (1959~1969年)、II (1970~1994年)、III ( 1995~2001年);采用年均径流系数、年均侵蚀率和水沙比概念,应用水文法定量分析延安站水沙变化,表明,流域内水土保持生态建设使1970~1994年年均径流量减少2012.9万m3,占总径流的13.51%,年均输沙量减少1604.3万t,占总输沙34.46%;1994后较1970年前径流量减少4097.1万m3,占总径流的27.49%,输沙量减少1969.2万t,占总输沙的42.30%,水沙比分别减少24.04%和20.19%。根据安塞站、杏河站、枣园站1981~
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摘要Abstract第一章 绪论1.1 立题背景和科学意义1.2 研究目标和研究内容1.2.1 研究目标1.2.2 研究内容1.2.2.1 预测水土保持生态建设条件下延河流域未来20 年土地利用格局变化1.2.2.2 水土保持生态建设对延河流域径流泥沙的影响1.2.2.4 延河流域淤地坝坝系规划和布局1.3 技术路线与研究方法1.3.1 技术路线与研究资料1.3.1.1 技术路线1.3.1.2 研究资料1.3.2 研究方法1.3.2.1 马尔可夫链预测流域未来土地利用变化1.3.2.2 对比分析法1.3.2.3 双累积曲线法(水保法)1.3.2.4 水文分析法1.3.2.5 回归分析法1.3.2.6 理论计算法和实地踏勘法第二章 综述2.1 影响淤地坝规划的因素2.1.1 气候和自然地理因素2.1.2 人为活动因素2.1.3 社会经济状况2.2 淤地坝规划及其方法研究2.2.1 淤地坝规划布局研究2.2.1.1 淤地坝发展历程2.2.1.2 坝系规划布局研究2.2.1.3 防洪保收条件下的淤地坝坝系规划布局研究2.2.1.4 淤地坝坝系优化规划规划研究2.2.1.5 相对稳定淤地坝坝系规划规划研究2.2.2 淤地坝规划布局方法研究2.2.2.1 综合平衡规划布局法2.2.2.2 系统工程规划布局法2.3 土地利用/覆被变化对流域水沙变化的影响研究2.3.1 土地利用/覆被变化的研究方法2.3.2 土地利用/覆被变化模型2.3.3 我国土地利用研究进展2.3.3.1 统计模型2.3.3.2 马尔可夫模型2.3.3.3 系统动力学模型2.3.3.4 GTR 模型2.3.4 土地利用/土地覆被变化对水文环境的影响2.4 水土保持对流域水沙影响研究2.4.1 水土保持对流域水沙影响的研究方法2.4.2 水文法2.4.3 水保法2.4.3.1 坡面水土保持措施减水减沙指标2.4.3.2 水土保持措施面积2.4.3.3 水沙趋势预测2.4.4 水土保持对流域洪水影响2.4.5 淤地坝的减水减沙效益研究第三章 延河流域概况3.1 流域自然和社会概况3.1.1 地理地貌3.1.2 土壤植被3.1.3 气象水文3.1.4 社会经济条件3.2 延河流域水土流失3.2.1 水土流失概况3.2.2 水土流失特点3.2.3 水土流失成因3.3 延河流域水土保持治理情况3.3.1 治理现状3.3.2 延河流域主要水土保持生态工程项目建设情况3.3.3 延河流域淤地坝现状第四章 水土保持生态建设引起流域水沙变化及预测4.1 延河流域水沙关系分析4.1.1 延河流域水沙变化4.1.2 延安站水沙变化4.1.2.1 年输沙量与年径流量关系分析4.1.2.2 水沙变化的基本特征与时段划分4.1.2.3 水沙变化规律分析4.1.2.4 降雨产流产沙模型4.1.2.5 水沙变化定量分析4.2 主要支流水文站的水沙变化分析4.2.1 概况4.2.2 各站水沙变化4.2.3 水沙变化的基本特征与时段划分4.2.4 各站实测水沙变化4.2.5 各站典型年((1996)产流产沙的分析4.2.6 相似降雨次洪水对比分析4.2.7 降雨产流产沙模型4.2.7.1 降雨产流模型4.2.7.2 水土保持减水减沙效益定量分析4.3 流域植被建设的减沙效益分析4.3.1 小流域概况4.3.2 坡面径流小区4.3.2.1 植被变化对径流小区汛期产流的影响4.3.2.2 植被变化对径流小区汛期产沙的影响4.3.2.3 产流产沙与植被度的相关分析4.3.2.4 流域植被建设及土地利用变化4.3.2.5 植被建设对流域产流产沙的影响4.3.3 不同尺度流域减沙效果对比分析4.4 不同尺度流域林草覆被率减沙效果分析4.4.1 林草覆被率与减沙效益的计算方法4.4.2 延河流域(2001-2020 年)植被建设减蚀效益4.4.2.1 延河流域2000 年侵蚀模数计算4.4.2.2 延河流域(2001-2020)20 年植被建设减少侵蚀量4.4.2.3 三个水土流失分区(2001-2020)20年植被建设减少侵蚀量4.5 小结第五章 延河流域生态建设与土地利用变化及其预测5.1 土地利用动态及其预测技术思路5.1.1 马尔可夫预测原理及方法5.1.2 土地利用预测技术思路5.2 延河流域土地利用动态5.2.1 研究方法5.2.2 延河流域土地利用动态分析5.3 延河流域土地利用预测5.3.1 延河流域土地利用马尔可夫预测5.3.2 考虑退耕还林草影响的延河流域土地利用马尔可夫预测5.3.2.1 生态建设和退耕还林(草)工程对延河流域土地利用的影响5.3.2.2 考虑生态建设和退耕还林(草)影响的马尔可夫预测5.4 小结第六章 基于生态建设的延河流域淤地坝规划布局6.1 延河流域淤地坝规划方法和技术思路6.1.1 规划方法6.1.2 规划技术路线6.2 不考虑退耕还林的延河流域淤地坝建设规模和规划6.2.1 流域沟道特征与建坝条件评价6.2.2 淤地坝建设现状及评价6.2.3 沟道坝系建设的指导思想和原则6.2.3.1 沟道坝系建设的指导思想6.2.3.2 淤地坝建设原则6.2.4 淤地坝工程规划目标6.2.5 坝系工程建设规模和规划6.2.5.1 单坝设计标准及枢纽组成6.2.5.2 骨干坝建设规模6.2.5.3 中小型淤地坝建设规模6.2.5.4 淤地坝工程总规模6.2.5.5 淤地坝实施进度安排6.3 考虑退耕还林的延河流域淤地坝建设规模和规划6.3.1 依据减沙目标确定流域淤地坝需求规模6.3.2 流域总侵蚀量的确定6.3.3 退耕还林减少的侵蚀量对应的淤地坝规模确定6.3.4 考虑水土保持生态建设的流域淤地坝坝系布局调整6.5 考虑退耕还林的流域淤地坝规划可行性论证6.6 小结第七章 结论与展望7.1 延河流域水土保持生态建设引起的水沙变化及预测7.2 延河流域土地利用动态及其预测7.3 基于水土保持生态建设的延河流域淤地坝规划布局研究7.4 有待完善的几个问题参考文献致谢作者简介附表附图
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基于土地利用变化的淤地坝坝系规划研究 ——以延河流域为例
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