更全的杂志信息网

大凌河流域水土保持措施对河流泥沙变化的影响

更新时间:2009-03-28

0 引 言

土地利用形式和降雨量变化特征是进行河流泥沙量研究的重要基础,对于进行河流泥沙治理具有重要意义。国内外学者分别采用多种方法理论,在大量的研究课题中开展了土地利用形式和植被覆盖率对水文河流的影响研究,并取得了丰富的研究成果[1]。但是因考虑的因素较少且应用技术存在一定的缺陷,仅仅采用水文模型、水文学方法以及水土保持技术的研究较难满足水资源演化规律性研究的需要,满足不了水文变化制度政策的建设需要[2]。当前,中国已经开展了大量的水土保持工程建设,并建立了适用于水土保持的技术理论体系,明显改变了流域下垫面层的地形地貌结构特征。大凌河流域近30a来的径流和输沙特征发生了明显改变,且因对大城子、朝阳以及凌河水文站之间的流域研究不足,造成对大凌河全流域的水土保持工程的科学评价产生不利影响。文章选择径流较大,且输沙量多的大凌河汇集区为研究对象,并结合监测站的水文监测资料,探讨了该流域的降雨径流变化和输沙量变化趋势,然后根据输沙变化临界年份对不同时段的输沙衰减量做定量的分析计算,并计算了因降雨和水土保持措施引起的输沙减少量比重,从而更加客观准确的水土保持措施引起的河流泥沙量变化情况,为进行水土保持关键性技术措施研究提供决策性依据和评判标准[3]

①河(沟)道防洪以保障人的生命安全为首要目的,10年一遇~20年一遇洪水淹没范围设为河(沟)道防洪范围,包括常水位河(沟)床和河滩地等,防洪范围内不应该有人居住的房屋。措施配置主要包括拆除违章建筑物、扩大防洪空间、护坡和防洪坝等,考虑河(沟)道两侧当地雨水排入河(沟)道的问题,防洪坝坝顶和护坡坡顶高程不高于外侧地面高程。采取生态的护岸形式,治理材料应主要考虑自然生态材料。

1 研究区域概况

文章所研究的大凌河流域位于中国辽宁省西部,该河流泥沙量较大,受降雨量和人类活动影响较为显著,泥沙含量约为57kg/m3。流域大小支干交错,全长398km,所占面积约为2.35万km2。大凌河属于温带季风气候,四季分明,日照丰富、温差大,资料显示9月和10是该流域的降雨旺季,年降水量约为450-600mm,降雨时间分布不均匀,径流量约为16.67亿m3。大凌河流域总体植被覆盖率较低,流经低山低丘陵区、山间河谷平原以及林草滩地区,其中以低山地丘陵区为主占流域总面积的75%左右。土质疏松物理性能较差,植被覆盖率低,水土流失严重,是大凌河泥沙的主要来源。该河流流经中国东北部的重工业基地,资源物产丰富,改革开放以来,煤炭以及钢铁工业得到快速发展,同时带动了建筑业、砂石矿工业以及其他服务行业的发展,大凌河流域水文资源是支撑我国东北部地区经济发展和改善人们生活水平的重要保障。

2 资料来源与计算方法

2.1 资料来源

采用的大凌河 1980 -2015 年降水、径流、泥沙资料来自于大凌河流域水文年监测站。研究流域面平均降雨量采用朝阳、大城子和凌海水文监测站的算术平均值。文中以1980-2005年的降雨和输沙量进行每年的变化特征分析,以1980-2015年的时间序列进行各年的变化特征分析,大凌河流域上游区选取大城子水文站、中游选取朝阳水文站,下游选取凌海水文站,并以凌海水文站为研究流域的出口站。

2.2 计算方法

文章主要利用相关性系数法和水文序列对比法开展水土保持引起的河流降雨径流和泥沙输入量变化的定量计算分析,相关性系数法和水文序列对比法基本原理和特征如下:

Mann-Kendall相关性分析法是进行降雨径流和输沙变化研究的主要方法。该方法主要是利用非参数统计原理,对数据样本序列进行整体性变化规律研究。因其统计的数据不具有规律性,不满足概率分布原则,故统计结果不受极端和特殊性数值的干扰,更具有科学性和准确性。相关性分析法对统计数据的趋势发展情况分析方法与参数检测变化趋势分析具有相同的可靠性,其过程是通过分析各参数在不同的时间序列下的特定时间预测河流某特征突变的确切时间。

式中:E为侵蚀率,产沙系数。

3 结果与分析

3.1 降水特性分析

大凌河流域降水量年内分配不均,6 -9 月面平均降水量占年值 67 .2%;汛期降水量集中于8-9 月,其平均降水量为230.4mm,占全年降雨量的65.1%,占多年汛期降雨量的73.8%。最大月降水量发生在8月,最小月降水在12月 。流域面年平均降水量分布状况如图1所示 。

兴趣是最好的老师,是促使学生们开展学习活动的原动力,只有学生们有了对语文学习的兴趣,才能够更加主动地投入到课堂活动中来。尤其是在小学阶段,学生们的学习经验还不足,如果教师不能有效地制定出激趣策略,学生们可能就会逐渐失去对语文学习的兴趣。当没有了兴趣,课堂活动如同嚼蜡,学生们的学习效率也将难以得到提升。对此,教师可以采用情境教学法,为学生们营造出一个特定的氛围,使学生们能够置身其中,更好地感受语文知识,同时迸发学习兴趣。

  

1 大凌河流域年平均降雨量分布图

大凌河流域多年平均降水量 354 mm,在20世纪80年代以前年际变化比较大,最大年降水量528.5m m( 1980 年) ,最小年89.5 mm ( 1993 年),极值比为5.9。各年代降水量中,21 世纪 降水量最大为517.3mm 。

采用时间序列对比分析法进行输沙量变化计算,由计算结果可知,在1995年曲线斜率发生较小变化,经分析,控制面积由原来1684km2 变为1027 km2,输沙量的微小变化可能与流域面积变化有关;1990年开始曲线斜率明显减小,这20世纪的降雨径流量有关;1995 年曲线斜率有所增加,到 2000 年又开始减小。故将流域水沙变化时段划分为4个,即Ⅰ( 1980 -1989年)、Ⅱ( 1990 -1999年)、Ⅲ( 2000 -2009年)、Ⅳ( 2010-2015年)。

取相邻两时段的平均值分别为WS1WS2P1P2E1E2,对WS=E×P取全微分,并以下式进行差分计算:

3.2 泥沙特性分析

根据文中上述分析结果,利用上述公式采用另一种计算方法对进行大凌河流域在各阶段的输沙量变化计算,计算结果如表2所示。

通过对不同年份之间的流域输沙量变化情况对比分析可知,在凌海站的多年平均输沙量为1276.5万t,1988年是凌海站输沙量最大的年份为4937.4万t,最小年发生在1995年为572万t,最大与最小的极值比高达28;朝阳水文站至凌海水文站流域区间,20 世纪80年代输沙量最大年均输沙量为1866.4万t,而到90年代输沙量下降到了1572.7万t ,90年代末减到了最小值572万t,其原因是在90年代期间发生降雨量较少。在21世纪初始,虽然流域降雨量有所增加,但输沙量增加趋势不明显,通过查找文献可知,在21世纪随着大凌河流域水土保持治理制度的完善以及大量的水土保持治理工程的建设,该流域水土保持面积明显增加,同时也可以充分说明水土保持治理措施表现出良好的拦水护沙功能。

21世纪,在水土保持治理下的不同年份朝阳和凌海水文站的径流和泥沙输入量的变化差异如表1所示。

 

1 大凌河流域各水文监测代表占年输沙量变化特征

  

站名泥沙均值/万t泥沙量径流量CV,SCS,S/CV,SCV,QCS,Q/CV,QCV,S/CV,Q朝阳1238.51.22.60.252.63.2凌海865.71.02.60.273.13.5朝阳-凌海1084.31.12.60.360.82.3

由表1计算结果可知,朝阳水文站泥沙量>凌海水文站,且在朝阳和凌海区间的河流泥沙量处于中间值,说明随着河流往下游的继续前进,输沙量逐渐减小;CV,Q值均V,Q值,CV,S/CV,Q的比值变化区间为2.3-3.5,可以看出在研究区域内,水土治理措施下的泥沙变化量大于径流量;从CV,S值从上游至下游而逐渐减小同样可以看出河流泥沙量逐渐减少。

3.3 水土保持措施影响

水土保持措施下的研究结果表明:在 95 %信度水平下,大凌河流域输沙量在多年变化中呈明显下降趋势,且从 1995年开始发生突变。临界年份前后平均输沙量分别为1428万 t、748万t。与前期相比在面平均降水量减小18%的情况下,流域输沙量减小幅度达60.7%,汛期输沙量减少了670万t,减小幅度为52.9%。综上所述,水土保持工程建设和水土治理措施使得研究流域的河沙输入量明显减少,其河沙起到一定的拦截控制作用。

③术后心理干预 术后要经常探视患者,及时告知手术顺利成功,稳定患者情绪。对于手术不太顺利,或有不良情况,暂时也不要告诉患者。对于患者的切口疼痛和其他不适情况及时给予关心和同情,做好相应的解释和及时的处理。与其家属做好沟通解释工作,让家属理解帮助患者,增加患者的安全感,增强患者信心。

不同的水土保持措施可对河流输沙产生较为显著的影响,文章为了排除因降雨量变化引起的输沙影响,故可利用下式进行计算:

WS=E×P

(1)

结合水土保持治理前后的水文实测资料,进行水土保持治理措施的水文效应研究的方法主要包括集水区对比和时间序列对比分析法。参考水文站实测水文资料,对同一河流的水土保持效应进行计算分析,统计在水文治理前后的各水文要素变化结果,可进行引起流域泥沙变化的影响因素研究[10]

文章利用相关性分析法对大凌河流域的降雨量变化进行统计和分析。结果表明:从1980年,在研究流域的大城子、朝阳和凌海阶段的降雨量发生了明显的变化,且整体呈现出下降趋势,但不能可靠、准确的预测之后的降雨量变化情况。

(2)

上述方程也可以改写成:△WS=PE+EP

例如,利用多媒体教学软件,我构建了我们班级的学习平台,平时教学时,我会提前在平台上上传一些与新课教学内容有关的课件,要求学生对新的内容进行预习,简单了解教材知识点.教学结束后,我也会在平台上上传一些拓展内容,包括名师讲学视频、其他教师上课时用到的教学课案等,学生可以根据自己的需要对这些内容进行有针对性的学习,对于不太熟悉的知识点再次进行注重复习.通过构建这种教学平台,来平衡师生之间的地位,促进学生学习能力的发展.

大凌河年均输沙量1627万t,年内分配主要集中于汛期( 6 -9 月),尤其是 7 -8 月。在汛期河流的输沙量较大,占全年的85.2%,其中在汛期的7月和8月输沙量占总量的78.3%。汛期的6月份的输沙量最大,占全年的32.4%,1月份输沙量最少,占全年的0.2%。综上所述,大凌河在汛期的输沙变化量表现出明显的不均衡性,其主要原因是汛期流域内的暴雨和洪水较多,导致大量的泥沙和降雨流入河内。暴雨和洪水是引起河流输沙变化量的关键性因素,在汛期和洪水期,流域的输沙量较多。

 

2 大凌河流域输沙衰减量计算结果及分析

  

时间序列ⅠⅡⅢⅣWS/万t1853.81639.21296.21083.7P/mm683.6537.2314.6475.2E/万t·mm6.46.13.22.4△WS—725.41092.5845.6△P—85.710.5-30.7△E—0.12.61.6E△P—639.558.3187.4P△E—43.5638.2583.7E△P+P△E—683696.5771.1

由表2可知,在治理前期,即第1阶段—第2阶段,降雨对输沙衰减量的影响为639.5万t,水土保持影响为43.5万t ,雨量影响和水土保持影响分别占93.6%、6.4%,说明大凌河流域在 20 世纪 80 年代以前受人类活动影响较弱,泥沙变化主要是由降水变化引起的;而在第2—3阶段,降雨影响为58.3万 t,水土保持影响高达638.2万t,二者所占比例分别为8.4%、91.6 %。由计算结果可知,水土流失治理措施发挥了明显的效应,有效的对土壤泥沙进行拦截防护,从而降低了泥沙对河流的输入,而降雨量的增加趋势<水土保持的防护作用,其计算结果与文中上述分析结果保持一致性。

在第3( 2000-2009年)-第4( 2010-2015年) 阶段,降雨影响为187.4万t。水土保持影响为161.1万t。由于这一阶段降雨量的增加,使得二者所占比例分别变为24.3%、75.7%,也说明该阶段输沙的少量增加是受降雨影响所致。

Web服务器采用Web服务多态化技术[15],通过动态轮换多个虚拟Web服务器给入侵者呈现不断变换的系统攻击面,增大入侵者利用系统脆弱性的难度.在其中1台虚拟Web服务器上设置远程溢出漏洞(CVE-2015-1635),入侵者可利用该脆弱性远程获取Web服务器root权限.下面根据式(12)仿真分析脆弱性变换周期interval 和变换空间|W|对asp的影响.图3中interval= (0,100τ),|W|=(0,100).

根据输沙突变期,对突变期年份进行各月份的输沙量变化研究,统计计算结果如表3所示。

 

3 修正前后流域输沙量年内变化量 t

  

项目汛期枯水期8、9月份年值前期1685.4285.11447.61846.4后期1299.7273.81085.31593.2幅度/%22.84.025.013.7

由表3计算结果可知,在河流泥沙输入突变的年份,不同的月份对河沙输入的贡献率不同,输沙量存在较大差异。与前期相比,8-9月月输沙减少幅度为 25.0 %,6 -8 月输沙减少幅度为 22.8%,而枯水期仅为4.0%。说明水土保持措施对流域8、9月份输沙量影响最大,对其它月份减沙作用不是很显著。

4 结 论

1)从1980年,在研究流域的大城子、朝阳和凌海阶段的降雨量发生了明显的变化,且整体呈现出下降趋势。

(5)分析性。不论基本数据多么丰富,任何储量评估的可靠性都取决于评估者的经验和诚实度、高度的专业技能和判断力。这就需要对评估过程及成果进行分析,如影响因素分析、可靠性分析、经营情况分析等。

2)大凌河流域水土保持治理制度的完善以及大量的水土保持治理工程的建设,该流域水土保持面积明显增加,同时也可以充分说明水土保持治理措施表现出良好的拦水护沙功能。

亦因是在校生,且受困于个人经历、工作经验、学识等的局限,选聘出来的导师总体胜任力可能不强,但在基本素质不存在问题的前提下,应系统地加强对导师必要的实践指导工作的培训,加大实践项目指导工作的实操练习,增强他们在引导实践团队运作中的各项技能水平,以最大限度的增强他们的胜任力。

3)大凌河流域在前期水土保持治理相对落后,河流泥沙的输入量主要是因降雨所引起的。而在21世纪,水土流失治理措施发挥了明显的效应,有效的对土壤泥沙进行拦截防护,从而降低了泥沙对河流的输入,而降雨量的增加趋势小于水土保持的防护作用。

参考文献:

[1]王振颖,蔡景平,张中凯.辽宁省水土流失现状、动态变化及防治对策[J].水土保持应用技术,2002(05):32-36.

[2]周江红,林洪涛.东北黑土区水土流失状况调查、分析及对策[J].水土保持应用技术,2003(04):43-44.

[3]邹建飞.径流、泥沙与农用化学物质迁移过程研究进展[J].水土保持应用技术,2015(03):41-43.

 
刘金
《黑龙江水利科技》 2018年第04期
《黑龙江水利科技》2018年第04期文献

服务严谨可靠 7×14小时在线支持 支持宝特邀商家 不满意退款

本站非杂志社官网,上千家国家级期刊、省级期刊、北大核心、南大核心、专业的职称论文发表网站。
职称论文发表、杂志论文发表、期刊征稿、期刊投稿,论文发表指导正规机构。是您首选最可靠,最快速的期刊论文发表网站。
免责声明:本网站部分资源、信息来源于网络,完全免费共享,仅供学习和研究使用,版权和著作权归原作者所有
如有不愿意被转载的情况,请通知我们删除已转载的信息 粤ICP备2023046998号