论泥沙灾害学体系建立的理论基础

泥沙灾害是地球表层各种主要灾害之一．泥沙灾害学是泥沙学、地貌学与灾害学学科交叉的产物，它是描述泥沙在其侵蚀、输移和沉积运动发生变异时造成灾祸过程及其防治方法的科学．泥沙灾害在本质上不同于通常的气象灾害、水灾害、生物灾害和地质灾害，泥沙运动也不能用传统的气象学、水力学、生物学和地质学来描述．作为主要灾害之一，泥沙灾害具有灾害学中关于所有灾害描述的一般特性;作为相对独立于过去四大灾害的系统，泥沙灾害系统具有自身独特的体系和规律．明确的运动物质主体、固有的颗粒运动特性、独特的泥沙灾害系统和不同的灾害防治方法形成了泥沙灾害学的特殊体系，从而也构成了泥沙灾害学的理论基础.     

淤地坝坝系泥沙粒径组成与变化特征研究

了解小流域淤地坝坝系泥沙粒径组成与变化特征是认识和评价淤地坝拦减粗泥沙作用的基础和前提.本文通过对黄土丘陵区王茂沟小流域不同泥沙源地和淤地坝坝系沉积泥沙的取样与分析,研究了坝地泥沙粒径组成的变化过程与特征.结果表明:淤地坝泥沙沉积过程中,黏粒含量均小于10%,沙粒含量在30%~40%,沉积泥沙的粒径组成大都以粉粒为主.除草地外,流域内不同侵蚀源地泥沙粒径组成的差异不大.尽管流域内各座淤地坝之间泥沙粒径组成有一定程度的变化,但最上游与沟口坝地的粒径组成没有明显差异,流程远近与各级粒径含量变化不相关.王茂沟流域现有淤地坝坝系是粗细均拦,淤粗排细作用不明显.     

延河流域泥沙连通性对土地利用变化的响应

泥沙连通性是表征泥沙在地貌单元间物理级联关系的重要参数,探讨其对土地利用变化的响应,对揭示流域内部水沙动态以及不同土地利用类型的水土保持效应具有重要意义。基于延河流域1990—2019年土地利用与径流输沙量等数据资料,结合连通性指数(index of connectivity, IC)分析土地利用变化对泥沙连通性时空分布的影响及与径流输沙量的关系。结果表明：1)近30年来,延河流域土地利用变化以退耕还林还草为主,加之少量的建设用地扩张。2)1990—2019年,延河流域IC整体呈下降趋势,截至2019年降低17.85%。退耕还林还草和建设用地扩张可有效降低泥沙连通程度,且退耕还林还草具有长期生态效益。3)IC存在明显的空间分异规律,呈现由南向北、由东向西的增加趋势。流域中部是主要退耕还林还草区和建设用地扩张区,也是泥沙连通性明显下降区;流域西北部泥沙连通性较高,且随土地利用变化降幅较小;流域南部泥沙连通性低。4)IC与输沙量之间存在显著正相关关系(P<0.05),适用于流域输沙预测。研究成果可为深入理解流域泥沙输移过程提供科学依据,并为布局和优化土地利用提供参考。     

基于淤地坝淤积信息的小流域泥沙来源及产沙强度研究

根据黄土丘陵区王茂沟流域关地沟3号淤地坝29年泥沙沉积旋回变化,以及各旋回层泥沙中、坝控流域沟间地和沟谷地表层土壤中137Cs的测量,结合淤地坝修建、运行历史资料及次降雨资料,估算了坝控流域沟间地和沟谷地的相对产沙量和坝控流域不同时期的侵蚀产沙强度。研究表明,沟间地是该小流域泥沙主要来源,该流域泥沙的70%源自沟间地;坝控流域1959~1987年期间,年侵蚀产沙强度由强变弱,呈显著降低趋势。     

柳河流域来沙与产沙分析

本研究也探讨了柳河流域悬移质泥沙颗粒特征,及泥沙粒径与径流量、含沙量间的复杂关系,及其对流域侵蚀产沙过程的反映。     

建设江河源头--青海生态林业的思考

生态林业是一种现代林业建设的发展模式 ,根据“生态利用”原则而组织的森林经营利用制度。利用生态经济学原理 ,充分利用当地自然条件和自然资源 ,在促进林产品发展的同时 ,为人类生存和发展创造最佳状态的环境。1　生态林业建设在我省的必要性我省地处青藏高原 ,是江河源头 ,自然条件严酷 ,高寒、干旱 ,水土流失严重 ,水土流失面积达 334 10 0ｋｍ2 ,占全省总面积45 8%。平均每年流入江河的泥沙量达 1亿吨以上。生态环境恶劣 ,决定我省林业建设的特殊地位和作用。在遏制江河流域生态环境恶劣趋势 ,加快生态林业建设步伐 ,实现生态环境良…     

水土保持治理对河道系统影响的几个基础理论问题

河道是流域系统的一个重要子系统,而且河道泥沙灾害所造成的损失往往是巨大的。因此,在进行水土保持治理时,就必须考虑河道系统的反馈效应,适应河流系统动平衡及可持续发展的要求,使水土保持治理建立在整体流域环境系统协调演化的科学基础之上。由此,提出了建议开展水土保持治理对河道系统影响的若干基础理论问题。     

考虑山洪灾害影响的贝叶斯径流模拟方法

山洪灾害壅高河道水位带来的流量放大作用影响了贝叶斯径流模拟方法在山丘区流域的表现。针对这一问题,以汶川地震后山洪灾害频发的都江堰白沙河流域为研究区域,探究引发流域山洪灾害的临界雨量,引入线性放大系数修正山洪灾害对流量的放大作用,耦合一阶自回归残差模型与不同异方差转换函数构建了6种贝叶斯径流模拟方案,利用GR4J模型模拟不同方案下流域出口日径流过程。研究结果表明,临界雨量与线性放大系数能够有效识别、修正山洪灾害对径流的影响,与未考虑山洪灾害影响的贝叶斯径流模拟方案相比,白沙河流域径流模拟结果的准确性、可靠性、精确性指标分别平均提升19%、32%、62%。该方法可在山洪灾害频发流域推广应用,为山丘区流域径流预报提供更为准确的科学依据。     

基于WARMF模型的杭埠-丰乐河流域泥沙模拟的初步研究

研究了WARMF模型在杭埠-丰乐河流域的水文、泥沙模拟适应性能以及流域SS非点源时空变化特征。利用流域地貌-土壤分布对应关系、土壤剖面结构、地下水位埋深等条件,研究了子流域的平面分组与剖面土层结构的确定,较大程度上降低了模型参数的校准难度与不确定性。利用2000—2003年水文、泥沙观测数据,对模型水文、泥沙参数进行了校准与检验,表明:WARMF在研究区具有较好的水文、泥沙模拟适应性能。基于全流域—支流域—子流域三种尺度分析了流域SS非点源空间变化特征,表明:流域SS非点源入河负荷主要源于农林区贡献;杭埠河支流是泥沙流失控制的重点;A、B、C三级子流域是SS非点源控制的关键区。流域SS非点源出口负荷随时间变化研究表明,5—8月是SS非点源控制的关键时段。     

基于WARMF模型的杭埠-丰乐河流域泥沙模拟的初步研究

研究了WARMF模型在杭埠-丰乐河流域的水文、泥沙模拟适应性能以及流域SS非点源时空变化特征。利用流域地貌-土壤分布对应关系、土壤剖面结构、地下水位埋深等条件,研究了子流域的平面分组与剖面土层结构的确定,较大程度上降低了模型参数的校准难度与不确定性。利用2000-2003年水文、泥沙观测数据,对模型水文、泥沙参数进行了校准与检验,表明：WARMF在研究区具有较好的水文、泥沙模拟适应性能。基于全流域-支流域-子流域3种尺度分析了流域SS非点源空间变化特征,表明：流域SS非点源入河负荷主要源于农林区贡献;杭埠河支流是泥沙流失控制的重点;A,B,C三级子流域是SS非点源控制的关键区。流域SS非点源出口负荷随时间变化研究表明,5-8月是SS非点源控制的关键时段。     

长江上游川江流域水土流失的综合治理

长江流域地理位置优越,自然条件好,水能资源、矿产资源、旅游资源丰富,生物种类和珍稀物种多,开发历史悠久,工农业总产值占全国40％以上。但是,由于缺乏流域系统思想,资源的开发利用不尽合理,全流域水土流失日趋严重。大量的水土流失不仅加剧了泥沙灾害和水旱灾害,使流域生态平衡失调,而且致使土地生产力不断下降,加之人口增长对土地的压力,制约了经济的稳定发展。因此,在长江流域广大丘原区,保护、改良和合理利用水土资源,进行水土流失综合治理,加强流域生态建设,具有十分重要的意义。     

洞庭湖治理及减灾对策的探讨

分析洞庭湖特大洪水的主要原因及特征：（1）来水量大,泥沙淤积与围湖垦殖是洪水的主要原因;（2）洞庭湖洪水日趋频繁、灾害不断加剧。进一步探讨洞庭湖治理、减灾的主要对策：即洞庭湖流域内治理、减灾对策和江湖协调治理。     

洞庭湖治理及减灾对策的探讨

分析洞庭湖特大洪水的主要原因及特征。（1）来水量大,泥沙淤积与围湖垦殖是洪水的主要原因;（2）洞庭湖洪水日趋频繁,灾害不断加剧,进一步探讨洞庭湖治理,减灾的主要对策,即洞庭湖流域内治理,减灾对策和江湖协调治理。     

福建省江河几种重金属状况调查

2009年对闽江流域、沙溪流域、汀江流域、九龙江流域等福建省主要涉及淡水渔业养殖的江河开展重金属状况调查,结果表明：福建省主要江河流域水质重金属总体情况良好,保持在较低的浓度范围内,但沉积物中重金属富集现象较严重,除砷外,其它重金属均出现不同程度的超标,经济贝类也受到重金属残留污染.     

流域泥沙过程模拟中的河道输沙计算

全流域的水沙过程包括降雨产流、汇流的全过程，以及泥沙侵蚀、输移、沉积的不同运动形态．对这一物理过程的全面描述有其必要性和现实意义．在数字流域中，将流域水沙过程概化为坡面产流产沙、沟坡区重力侵蚀、沟道水沙运动及河道水沙输运四部分．其中，前三部分的计算能为中下游河道水沙计算提供入口边界条件．本文对前三部分的内容只作简要介绍，重点以一维水动力学模型为工具，以1977年为典型年，完成了流域泥沙过程模拟过程中干流河道输沙计算，并对龙门站的预测水沙过程和实测水沙过程龙门一三门峡河段进行了演算和对比．结果表明，用预测龙门站水沙过程计算中下游河道的水沙演进是可行的．     

基于SWAT的柴河水库流域非点源污染识别与评价

基于SWAT模型,以山区饮用水水源控制单元——柴河水库流域为例,分析了流域非点源污染的主要来源和构成,并就非点源污染模型识别和输入方法进行了讨论.在径流和泥沙过程模拟的基础上,对流域非点源污染进行了模拟识别和评价.结果表明,SWAT模型对柴河水库流域的径流、泥沙和水质模拟适应性较好,趋势匹配较理想,但部分年份模拟峰值存在一定偏差.空间分析表明柴河水库流域非点源污染表现出显著的空间分布特征,氮和磷的产生主要集中于河流中下游农业生产区域;贡献率分析表明化肥施用和畜禽养殖污染对氮、磷贡献较大,是流域非点源污染控制的重点.     

密云水库流域土地利用变化对产流和产沙的影响

密云水库流域是北京市的重要水源地,近年来在流域内点源得到有效控制的条件下,面源污染上升为密云水库水质污染的主要原因.将可表征土地利用变化对水文响应影响的分布式水文模型SWAT应用于密云水库流域,并采用1986-1991年下会和张家坟两个水文站点数据对径流量和泥沙负荷进行了率定和验证;应用GHS技术,对密云水库流域20世纪90年代初、中、末三期土地利用图进行了分析处理,并分别输入到率定好的SWAT模型中计算潮河和白河流入密云水库的径流量和泥沙量.研究结果表明:密云水库流域90年代中期土地利用情况发生了较大的波动,土地利用变化对产流和产沙产生了显著的影响.与90年代初期土地利用相比,在90年代中期土地利用条件下,潮河流域从1986年到1991年这6 a间年平均径流量将削减3.5%,泥沙量削减13.3%;白河流域6 a内年平均径流量削减4.0%,泥沙量削减53.0%.因此,加强对流域内土地利用的管理,对改善密云水库水质具有十分重要的意义.     

浅谈三屯河流域梯级电站规划中泥沙问题

本文的主要目的是在三屯河中上游河段梯级电站九个计算断面处,选用资料均为三屯河流域水文站资料。梯级电站各计算断面多处无水文资料,根据规划区内已有的泥沙资料情况,对流域泥沙来源、时空分布进行评述,并采用模数法由碾盘庄水文站泥沙资料推求梯级电站各计算断面泥沙。     

洪水风险分析与洪水灾害评估

我国是自然灾害频繁、影响范围广大、经济损失严重的国家。新中国成立以来,经过五十多年的治理,全国主要江河流域的防洪形势有了重大改观。由于洪水的影响因素众多,人类对自然界认知的局限性。目前尚无法完全从定性和定量的角度预知洪水发生的准确时间和真实过程;此外由于经济条件的限制和出于环境、资源等方面的考虑,洪水灾害目前还难以全面防范或彻底消除。多年来,随着我国人口的持续增长和经济的迅猛发展,我国洪涝灾害损失具有逐年增大的趋势。因此,增强全民防范洪水灾害风险意识,更好地认识自然和利用自然为人类造福,把洪水灾害的损失降低到最小。     

中国历史水灾案例数据库的建立及相关问题探讨

结合利用历史洪水灾害文献建立全国七大江河历史洪水灾害案例数据库的实践,阐述了灾害案例数据库的基本特征。针对历史水灾文献资源的特点及灾害案例数据库的要求,讨论了影响灾害案例数据库质量的各种因素,对建库过程中的误差进行分类并给出相应的处理方法。