《典型淤地壩淤積過程辨識及其主要影響因素研究》是依託蘭州大學，由魏霞擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：典型淤地壩淤積過程辨識及其主要影響因素研究
- 依託單位：蘭州大學
- 項目負責人：魏霞
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目在系統分析國內外已有研究成果的基礎上，以黃土高原典型流域典型淤地壩為研究對象，利用壩地淤積物所包含的自然環境和人類活動的歷史變化信息，採用野外布點採樣、實地觀測與室內實驗分析的方法，結合多核素複合示蹤技術和粒度分析等方法提取典型壩壩地分層淤積信息，基於該分層淤積信息和黃土高原暴雨徑流泥沙理論，研究淤地壩淤積過程的動態變化規律及其與水文氣象因素、水土保持措施之間的回響關係，項目預期溯源分層淤積泥沙所對應的暴雨或特大暴雨，量化水文氣象因素(降雨徑流特徵)、水土保持措施對淤積過程的影響，建立包含降雨徑流過程和水土保持措施影響的淤積過程模型。同時，根據壩地分層土樣的粒度分布信息，探討淤地壩淤積年限內壩控流域是否存在沙化趨勢，進而評價已有水土保措施的合理性。本項目對黃土高原大規模的淤地壩建設與規劃可提供重要科學依據和實踐指導，對改善黃土高原的生態環境和實現該區的可持續發展具有重要意義。
結題摘要
本項目在對陝北黃土高原淤地壩進行全面調查的基礎上，分別在陝北子洲縣的小河溝流域、陝北靖邊縣的紅河則小流域、陝北綏德縣的王茂溝小流域選取典型淤地壩，開展資料收集和野外的取樣工作。收集了典型淤地壩壩控流域淤積年限內的降雨徑流泥沙資料、水文氣象資料、淤地壩設計規劃資料、壩控流域水土保持措施和流域地形圖等資料。量取各典型淤地壩壩體尺寸、壩地淤積物的已淤地面積和有效剩餘攔泥高度；採用鑽孔或挖剖面方法收集分層淤積土樣，並測量分層淤積厚度和淤積層數。通過室內試驗對土樣的含水量、乾容重、顆粒級配和137Cs、210Pbex的放射性比活度等進行了測定，提取淤地壩的分層淤積信息。依據黃土高原暴雨徑流泥沙理論，溯源了分層淤積泥沙所對應的暴雨或特大暴雨，分析了次侵蝕性降雨的降雨量、平均降雨強度、降雨侵蝕力、最大30分鐘降雨強度等侵蝕性降雨指標與分層淤積泥沙的耦合關係，建立了以上各因子與分層泥沙淤積量的單因子函式關係式和多因子函式關係式，此項研究結果對於無水文資料地區的氣象資料的反演具有重要的意義。利用分形理論計算出各分層土樣顆粒級配的分形維數，根據土壤沙粒含量越高分形維數越小，粉粒和黏粒含量越高，分形維數越大這一結論，對典型淤地壩淤積年限內壩控流域是否存在沙化趨勢進行探討，進而對壩控流域淤積年限內已有水土保持措施的合理性給予評價。結果表明，對於石畔峁壩和關帝溝3號壩，隨著淤積年限的增大，壩地分層淤積土樣的分形維數逐漸減小，因此該典型壩壩控流域淤積年限記憶體在沙化趨勢，已有水土保持措施配置不合理。利用USLE模型對石畔峁淤地壩壩控流域內不同水土保持措施進行了最佳化配置，結果表明典型淤地壩壩控流域的多年平均侵蝕模數為8502t/(km2.a)，達到了極強度侵蝕標準，不合理的土地利用方式是造成該流域土壤侵蝕嚴重的主要原因。典型淤地壩壩控流域水土保持措施的最優配置方案為：3°以內的平坦地作為耕地；4°~7°之間的緩坡地作為草地；11°~25°之間的坡地作為梯田；其餘坡地作為林地，在最優配置下，淤積年限內各年份的土壤侵蝕模數都有很大程度的下降，此研究結果對於典型淤地壩壩控流域水土保持措施合理性評價提供了一種新思路。
