黃河水沙與生態(tài)建設(shè)-0527

1、 2016.5.282016.5.28西安理工大學(xué)黃河水沙變化與黃土高原生態(tài)建設(shè)匯報(bào)人 ：李占斌 教授 任宗萍 講師 氣候變化2 淤地壩建設(shè)4 未來研究方向5 前 言1匯報(bào)提綱 植被和梯田3 黃河跨越9省，流域面積75萬km2，年徑流量不足長(zhǎng)江1/19；承載：全國(guó)12%的人口、15%的耕地、14%的GDP；國(guó)家戰(zhàn)略：“一帶一路”的起點(diǎn)、生態(tài)文明建設(shè)的重點(diǎn)區(qū)域。1 1 1變化變化1：生態(tài)建設(shè)顯著改變黃河干支流的年徑流量：生態(tài)建設(shè)顯著改變黃河干支流的年徑流量黃河干流與主要支流年徑流量、汛期徑流量及非汛期徑流量均黃河干流與主要支流年徑流量、汛期徑流量及非汛期徑流量均呈減少趨勢(shì)（呈減少趨勢(shì)（Huang

2、 et al, 2004; Chen et al, 2007; Mu et al,2007）。）。黃河中游減水減沙量明顯（姚文藝，黃河中游減水減沙量明顯（姚文藝，2011）; 河龍區(qū)間及涇、河龍區(qū)間及涇、洛、渭、汾河洛、渭、汾河1997-2006年的水土保持措施減水量約占年徑流年的水土保持措施減水量約占年徑流量的量的40% （姚文藝，冉大川等，（姚文藝，冉大川等，2008、2011） ?？咭昂涌咭昂愉P(guān)站沙量變化潼關(guān)站沙量變化潼關(guān)站水量變化潼關(guān)站水量變化 1隨著燕兒溝流域治理度的逐漸增大，流域土地利用發(fā)生了明顯改變，坡耕地大幅減少，水保措施面積不斷增加，壩地面積合理增加并保持穩(wěn)定；流域的徑流模

3、數(shù)、侵蝕模數(shù)均顯著降低。 變化變化2：生態(tài)建設(shè)顯著改變土地利用和流域水沙過程：生態(tài)建設(shè)顯著改變土地利用和流域水沙過程 1燕溝2003年雨水分配（萬m3）降雨洪水徑流基流(長(zhǎng)流水)30554.63207.55100%0.15%6.90%0.101.0010.001998199920002001200220032004燕溝徑流系數(shù)變化趨勢(shì)%降雨徑流長(zhǎng)流水溝道徑流溝道徑流 + 泉水泉水山頂硬地面雨水山頂硬地面雨水集流場(chǎng)集流場(chǎng)溝道徑流攔蓄溝道徑流攔蓄三庫協(xié)防三庫協(xié)防變化變化3：生態(tài)建設(shè)顯著改變黃土高原典型流域徑流組成：生態(tài)建設(shè)顯著改變黃土高原典型流域徑流組成 1黃河水沙情勢(shì)關(guān)系到黃河流域生態(tài)文明建設(shè)布

4、局，關(guān)系到國(guó)家扶貧攻堅(jiān)戰(zhàn)取得效果l一期水沙基金l八五攻關(guān)l水保基金l二期水沙基金l11.5/12.5科技支撐過去30年歷史：n人類活動(dòng)減沙 35.5億tn水保減水 1015億方哪項(xiàng)因素主導(dǎo)?暫態(tài)還是長(zhǎng)效?未來50年? 黃河流域氣溫和降雨變化圖過去3000年黃土高原降雨和氣溫呈波動(dòng)變化趨勢(shì)，近1000年來氣溫較過去2000年偏低1度左右2 近50年（1960-2010）黃土高原氣候總體呈現(xiàn)暖干化趨勢(shì)2研究發(fā)現(xiàn)，退耕后，降雨減少引起水沙變化僅占17% Early 1950s-Mid 1960sMid 1960s-Late 1970s Early 1980s-Late 1990s Year 1999

5、 Until NowStage1Stage 4Stage 3Stage 2Year 2000 Until NowStage 5 (1999)(2013)黃土高原植被蓋度變化3植被蓋度1999年的32%增加到2013年的60% 植被植被覆蓋逐年明顯增加，覆蓋逐年明顯增加，NDVI均值均值夏天夏天和中部丘陵區(qū)（丘和中部丘陵區(qū)（丘I, II）明顯）明顯增加增加 30年來植被覆蓋度變化（暫用年來植被覆蓋度變化（暫用NDVI代表代表;1982 - 2013）3 林地：林地：S=-56.523+116.520 log（V）-30.864log（PX）（n=57 r=0.722 F=29.37* ）草地：草

6、地：S=-26.902+105.368 log（V）-34.194log（PX）（n=40 r=0.737 F=21.95* ） 020406080100120100200300400500600700汛期雨量（mm）減沙效益（%）20%30%40%50%60%70%80%90%020406080100120100300500700汛期雨量（mm）減沙效益（%）20%30%40%50%60%70%80%90%年降雨條件下林草措施的減沙效益：年降雨條件下林草措施的減沙效益：3 小區(qū)小區(qū)水平梯田的減沙效益水平梯田的減沙效益 次降雨條件下小區(qū)水平梯田的減沙次降雨條件下小區(qū)水平梯田的減沙效益：效益：

7、當(dāng)當(dāng)PIPI303050mm50mm2 2/min /min 時(shí)，減沙效益時(shí)，減沙效益S S（% %）與）與PIPI3030 （mmmm2 2/min/min）的關(guān)系為：）的關(guān)系為： S= -0.5848（PI30）+130.07 3年降雨條件下小區(qū)水平梯田的減沙效益：年降雨條件下小區(qū)水平梯田的減沙效益： 在汛期（在汛期（5 59 9月）降雨量小于月）降雨量小于450mm450mm時(shí)，小區(qū)水平梯田的減沙效益均為時(shí)，小區(qū)水平梯田的減沙效益均為100%100%；大于大于450mm450mm時(shí)小區(qū)水平梯田的減沙效益平均為時(shí)小區(qū)水平梯田的減沙效益平均為95.4%95.4%。2010年各縣梯田面積圖 黃

8、土高原7省淤地壩分布圖4淤地壩每年減少泥沙2-3億噸；固碳2.3 *109kg；壩地農(nóng)田面積占總農(nóng)田面積的9%，但壩地農(nóng)田產(chǎn)量是黃土高原總產(chǎn)量的20.5%； 淤地壩運(yùn)淤地壩運(yùn)行時(shí)期行時(shí)期沉積年限沉積年限沉積厚沉積厚度（度（m）土壤侵蝕強(qiáng)度土壤侵蝕強(qiáng)度（t/km2a）全期全期1959-19876.43412703初建期初建期1959-19632.77418339發(fā)展期發(fā)展期1964-19782.35510741穩(wěn)定期穩(wěn)定期11979-19871.30510044穩(wěn)定期穩(wěn)定期21987-20020.5512880泥沙淤積量與降雨對(duì)應(yīng)泥沙淤積量與降雨對(duì)應(yīng)4 時(shí)間序列的建立時(shí)間序列的建立緩和緩和劇烈劇

9、烈再劇烈再劇烈 綏德王茂莊流域綏德王茂莊流域-支溝支溝基于泥沙沉積旋回時(shí)間序列基于泥沙沉積旋回時(shí)間序列 ，劃分了侵蝕三個(gè)階段：侵，劃分了侵蝕三個(gè)階段：侵蝕劇烈階段蝕劇烈階段 ；侵蝕緩和階段；侵蝕再次增大階段。；侵蝕緩和階段；侵蝕再次增大階段。 產(chǎn)沙來源：產(chǎn)沙來源：來自溝壁、溝坡和坡耕地，分別占總產(chǎn)來自溝壁、溝坡和坡耕地，分別占總產(chǎn)沙量的沙量的68.52%、5.03%和和26.45%，表明，表明溝道的演化過程是小流域侵蝕產(chǎn)沙的主溝道的演化過程是小流域侵蝕產(chǎn)沙的主要過程。要過程。 YMGHYMGH =R01/ (R01+R02) =R02/ (R01+R02) 淤地壩淤地壩位移云圖位移云圖應(yīng)力云圖應(yīng)力云圖塑性狀態(tài)分布塑性狀態(tài)分布涇河流域（大尺度）：涇河流域（大尺度）： WS =16.8Wsj+239 大理河流域（中尺度）大理河流域（中尺度） ：WS =12.8Wsj+477 南小河溝小流域（小尺度）南小河溝小流域（小尺度） ：WS =1.016Wsj+6.1 淤地壩攔沙量淤地壩攔沙量與減蝕量的尺度關(guān)系與減蝕量的尺度關(guān)系斷面斷面編號(hào)編號(hào)溝道下切深溝道下切深(cm)平均每年切平均每年切深深(cm)斷面斷面有無有無淤地壩淤地壩斷面平均斷面平均侵蝕深侵蝕深(cm最大最大最小最小平均平均18.04.06.02.0無無2.47214.05.09.53.239.