河龙区间水土保持措施减水减沙效益分析
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
1. 2. 3 淤地坝减洪量计算
在本次研究中 ,对淤地坝减洪量计算方法进行了改进 。在 计算出淤地坝减沙量 (包括拦泥量和减蚀量两部分) 后 ,将淤地 坝减洪量计算分为两步 : ①计算未淤平坝地即正在拦洪时期的 淤地坝拦洪量ΔW 1 ,其拦洪量根据淤地坝拦泥量 (不包括减蚀 量) 依淤地坝拦洪时的洪沙比反推 ; ②计算已淤平坝地的减洪 量ΔW 2 。淤地坝的减洪总量为Δ W 总 =ΔW 1 +ΔW 2
·1 ·
编者按 黄河中游河口镇至龙门区间是黄河流域水土流失最为严重的地区 ,是黄河泥沙及粗泥沙的主要 来源区。多年平均 (1950～1969 年) 径流量 73. 25 亿 m3 ,占三门峡以上对应的多年平均径流量 438 亿 m3 的 16. 7 % ;多年平均输沙量 9. 940 5 亿 t ,占三门峡以上对应的多年平均输沙量 14. 416 亿 t 的 69. 0 %。分 析黄河中游水沙变化情况及成因 ,不仅对黄河治理具有重要意义 ,而且对多沙粗沙区水土流失的防治和 生态环境的改善 、指导这一地区的开发建设和人类活动也是极其重要的 。《河龙区间水土保持措施减水 减沙效益分析》属水利部第二期黄河水沙变化研究基金项目 ,由黄委会黄河上中游管理局主持完成 。该 研究在总结以往研究成果的基础上 ,采用了“水文法”和“水保法”两种方法相互验证 ,对河龙区间水土保 持措施减水减沙效益进行了分析计算 。研究中 ,注意把握黄河中游近期水沙变化特点 ,将泥沙研究与径 流变化研究并重 ,尤其重视了对水保措施保存面积的核实 、减水减沙指标的确定等关键问题的研究 。此 外还考虑了河龙区间工业 、生活用水和人为活动增洪增沙对河流水沙变化的影响 。本刊将其主要研究 成果以专栏形式发表 ,以飨读者 。
其次根据小区坡面措施减洪减沙指标体系和流域坡面措施质量分级梯田质量分为4类林草地按覆盖度和枯枝落叶层质量分为3代入水沙平衡方程式通过迭代法即可计算出流域坡面措施减水减沙量在计算时还用泥沙模数代换法对小区减沙指标进行了修正
人民黄河 1999 年 第 21 卷 第 9 期 YELLOW R IV ER 1999 Vol. 21 No. 9
2. 1. 1. 2 减沙量及减沙效益
1959～1996 年 37 年间综合措施减洪沙总量为 53. 07 亿 t (减少年沙总量为 54. 54 亿 t) 。1970～1996 年综合措施减洪沙 总量为 47. 63 亿 t (减少年沙总量为 48. 81 亿 t) 。其中 ,坡面措 施减洪沙 14. 23 亿 t ,年均减洪沙 0. 527 亿 t ,占 29. 88 % ;淤地 坝减洪沙 26. 14 亿 t ,年均减洪沙 0. 968 亿 t ,占 54. 88 % ;水利 措施减洪沙 11. 21 亿 t ,年均减洪沙 0. 415 亿 t ,占 23. 52 % ;河
河龙区间水土保持措施减水减沙效益分析
冉大川 柳林旺 赵力仪 于德广
(黄河上中游管理局 西安 710043)
摘 要 河龙区间水土保持措施减水减沙效益分析研究采用了“水文法”和“水保法”两种分析计算方 法 。“水保法”是分析研究的重点 。在分析计算中 ,采用了 1996 年土地变更资料和 1990 年土地详查资 料 ,并采用二阶等距抽样调查方法核实河龙区间水保措施保存面积 ;水保坡面措施减洪减沙效益计算采 用“串联法”和“并联法”两种方法平行研究 ,注重了坡面与沟道 、洪水与泥沙的有机联系 ;在计算淤地坝 拦泥量的基础上 ,将淤地坝分为淤平坝地和正在拦洪时期坝地两部分 ,分别计算其减洪量 ,并计算了淤 地坝减蚀量 ;水库 、灌溉减水减沙量的计算分为减洪水与减常水 、减洪沙与减常沙两部分 。此外 ,还考虑 了河龙区间工业 、生活用水和人类活动增洪增沙对河流水沙变化的影响 ,尤其是人类活动增洪增沙计 算 ,绝大多数支流采用的是实际典型调查值 ,增洪增沙指标比较可靠 。“水保法”计算结果表明 :70 年代 河龙区间 21 条有控支流水利水保措施及人类活动等年均减洪 4. 177～4. 258 亿 m3 ,年均减洪沙 1. 720 ～1. 775 亿 t ;80 年代年均减洪 4. 148～4. 292 亿 m3 ,年均减洪沙 1. 644～1. 645 亿 t ;90 年代年均减洪 4. 805～5. 380 亿 m3 ,年均减洪沙 2. 000～2. 203 亿 t 。
1 计算方法
黄河中游河龙区间水系众多 ,地域广阔 ,自然条件十分复 杂 ,水土流失特别严重且南北 、东西差别又很大 。为了使计算 结果最大程度地切合实际 ,研究中将河龙区间分为三大片 :陕 北片 、晋西北片及南片 。南片又分为河东片和河西片 :河东片 包括属于山西省管辖的屈产河 、昕水河和州川河等 3 条支流及
2 计算结果的对比与分析
本次研究汇总结果见表 1 。
2. 1 已控区水保法计算结果 2. 1. 1 串联法计算结果 2. 1. 1. 1 减洪量及减洪效益
河龙区间 21 条有控支流 ,1959～1996 年 37 年间综合措施 减洪总量为 138. 42 亿 m3 (减少径流总量为 240. 94 亿 m3 ) 。 1970～1996 年综合措施减洪总量为 118. 32 亿 m3 (减少径流总 量为 199. 84 亿 m3) ,年均减洪 4. 38 亿 m3 。其中 ,坡面措施减 洪 39. 36 亿 m3 ,年均减洪 1. 46 亿 m3 ,占 33. 26 % ;淤地坝减洪 为 57. 32 亿 m3 ,年均减洪 2. 123 亿 m3 ,占 48. 44 % ;水利措施减 洪为 26. 44 亿 m3 ,年均减洪 0. 979 亿 m3 ,占 22. 35 % ;人为增洪 量为 4. 8 亿 m3 ,年均 0. 178 亿 m3 ,占 - 4. 05 %。综合措施减洪 效益为 24. 5 %(减水效益为 21. 0 %) ,其中坡面措施 、淤地坝 、 水利措施减洪效益分别为 8. 18 %、11. 89 %、5. 48 % ,人为增洪 的影响占 - 0. 997 %。
量分别减少了 2. 397 5 、6. 232 5 和 4. 767 5 亿 t ,但地处多沙粗 沙区的主要支流表现则有很大不同 。从 1988 年至 1995 年 ,先 后有诸多科研单位开展黄河中游多沙粗沙区水沙变化研究 ,取 得了许多可贵的成果 。但由于研究工作的复杂性 ,许多问题尚 未得到根本解决 。为此 ,水利部黄河水沙变化研究基金会于 1996 年又设立了第二期水沙基金课题《河龙区间水土保持措施 减水减沙效益分析》,对河龙区间水沙变化继续进行深化研究 。
1. 1 水文分析法
根据各支流水文站网布设情况 ,研究中对降雨资料均进行 了系列化处理和代表性分析 ,并分水文站进行了减水减沙效益 研究 。在水文分析中洪水与常水分开计算 ,再合并说明减水作 用 。对洪水与洪沙进行了重点研究 。具体计算方法有 5 种 : ① 不同系列对比法 ; ②双累积曲线相关法 ; ③经验公式法 (降雨产 流产沙模型) ; ④单位毫米有效降雨产洪产沙量对比法 ; ⑤径流 系数还原法 (计算减水效益) 。
坡面措施减沙量计算采用“以洪算沙”法 ,其特点是 : (1) 保证计算独立性 。 (2) 反映不同保证率条件下的差异 。从特定流域天然坡面 产沙关系稳定性概念出发 ,考虑坡面与沟道减沙的相互联系 , 即考虑因坡面减洪对沟道减沙的影响 。 (3) 采用迭代法逐步逼近还原 。当各计算减沙效益年份水 保措施状态无限接近天然状态时 ,高含沙水流的水力特性决定 了输沙率与流量有确定的关系 ,即在高含沙水流情况下 , Qs = KQn 关系式中 nБайду номын сангаас1. 0 ,与一般挟沙水流 n≈2 迥然不同 。此 时 ,坡面上洪量的变化不再对沙量变化产生影响 ,亦即坡面措 施减沙量趋于稳定 ,符合坡面水沙运动的机理 。 单项坡面措施减沙量根据流域洪沙线性关系分配确定 。 这种分析方法就洪水和泥沙的相对关系来讲可形象地称 为“串联法”。它以流域水沙规律为依据 ,以成因法分析为基
础 ,强调坡面系统与沟道系统 、洪水与泥沙的有机联系 。其分 析思路为 :频率分析 →减洪指标 →减洪 →减沙 →效益 。
1. 2. 2 并联法
首先 ,建立小区坡面措施的减洪减沙指标体系 ,梯 、林 、草 减洪减沙与对照区产洪产沙一一对应 ,采用自然相关法进行相 关分析 ,确定坡面措施最大 、最小拦蓄能力曲线 ,并把通过点群 中心的曲线称为措施拦洪拦沙能力曲线 。曲线因坡面措施质 量的不同 (如有无工程整地 、林草地覆盖度的大小 、梯田质量分 级等) 而有多种 。对于小区不同措施质量情况下的减洪减沙指 标 , 都有对应的减洪减沙指标曲线 ; 对于其他任何质量情况 下的减洪减沙指标曲线 ,都可以通过已绘曲线间的线性内插来 绘出 。
流域坡面措施减洪指标体系的建立过程 ,实质上是解决如 何把代表小区减洪指标应用于大面积流域上的过程 ,即小区推 大区的问题 。本次研究的基本思路是 :将分析流域的年平均雨 量 (面雨量) 和代表小区年平均雨量 (点雨量) 同频率对应 ,消除 时段差异 、地区差异和点面差异后 ,确定应用于分析流域的减 洪指标 。即先解决雨量的代表性问题 ,其次解决径流的差异 , 将“径流量同频率对应”改进为“同降雨量对应”。
其次 ,根据小区坡面措施减洪减沙指标体系和流域坡面措 施质量分级 (梯田质量分为 4 类 ,林 、草地按覆盖度和枯枝落叶 层质量分为 3 类) ,代入水沙平衡方程式 ,通过迭代法 ,即可计 算出流域坡面措施减水减沙量 ,在计算时 ,还用泥沙模数代换 法对小区减沙指标进行了修正 。
这种方法就洪水与泥沙的关系来讲 ,可形象地称为“并联 法”。它在传统成因分析法的基础上加以改进 ,侧重于过程机 理的研究 。
关键词 水土保持 减水减沙 效益 分析 河龙区间
黄河中游河口镇至龙门区间 (简称河龙区间) ,东部以吕梁 山为界 ,西邻北洛河 ,地处黄土高原干旱 、半干旱地区 ,涉及陕 西 、山西及内蒙古三省 (区) 50 个县 (市 、旗) ,近 500 个乡镇 ,截 至 1996 年总人口约 800 万人 。河龙区间黄土层深厚 、土质疏 松 、地形破碎 、沟壑纵横 、植被稀少 ,而且暴雨集中 、强度很大 , 水土流失特别严重 ,是黄河中游洪水及粗泥沙集中来源区 。河 龙区间流域面积在 1 000 km2 以上的较大支流共有 21 条 ,面积 11. 3 万 km2 ,占黄河流域总面积的 15 % ,其 中 侵 蚀 模 数 大于 5 000 t/ (km2·a) 的面积 6. 93 万 km2 ,每年输入黄河的泥沙占三 门峡以上总输沙量的 90 %以上 。新中国成立以来 ,黄河中游开 展了大规模的水土保持工作 ,河龙区间水沙来量自 70 年代以 来开始减少 ,80 年代大幅度减少 ,90 年代继续减少 。与 1950～ 1969 年平均值相比 ,70 、80 、90 年代 (1990～1996 年) 河龙区间 年均径流量分别减少了 19. 35 、36. 15 和 15. 15 亿 m3 ,年均输沙
5 种方法计算结果相互印证对照 ,其中经验公式法为“水文 法”基本计算方法 。
1. 2 成因分析法
成因分析法又称为“水保法”。在“水保法”坡面措施减洪 减沙效益计算中 ,采用了“串联法”和“并联法”平行计算 。
1. 2. 1 串联法
在坡面措施减洪指标体系建立中 ,首先对小区资料进行整 理分析 ,最后确定绥德 、西峰 、延安 、离石四站径流小区为代表 小区 。在措施区与对照区系列的确定上 ,根据分析计算要求 , 结合小区观测与分析流域坡面措施的布设情况 ,最后采用的措 施区与对照区系列为 :梯田 —农耕地 ,人工林地 —荒草坡 ,人工 牧草地 —宜牧坡耕地 ( > 20 °) 对比系列 。小区梯田减洪指标按 “两步到位法”转换 。
·2 ·
人民黄河 1999 年 第 21 卷 第 9 期
未控区 ,河西片包括属于陕西省管辖的延河 、汾川河及仕望川 等 3 条支流及未控区 。在每个分片计算区内 ,按支流 、水土流 失类型区和水文站布设情况 ,又划分为若干小计算区 。在计算 步骤上 ,先以小区及支流计算取得结果 ,再以大区 (片) 为单元 进行整体分析 ,最后汇总 、分析 ,提出河龙区间水土保持措施减 水减沙效益总体结果 (包括未控区) 。计算采用了“水文法”和 “水保法”两种方法 ,目的在于使计算结果能够互相验证 。
在本次研究中 ,对淤地坝减洪量计算方法进行了改进 。在 计算出淤地坝减沙量 (包括拦泥量和减蚀量两部分) 后 ,将淤地 坝减洪量计算分为两步 : ①计算未淤平坝地即正在拦洪时期的 淤地坝拦洪量ΔW 1 ,其拦洪量根据淤地坝拦泥量 (不包括减蚀 量) 依淤地坝拦洪时的洪沙比反推 ; ②计算已淤平坝地的减洪 量ΔW 2 。淤地坝的减洪总量为Δ W 总 =ΔW 1 +ΔW 2
·1 ·
编者按 黄河中游河口镇至龙门区间是黄河流域水土流失最为严重的地区 ,是黄河泥沙及粗泥沙的主要 来源区。多年平均 (1950～1969 年) 径流量 73. 25 亿 m3 ,占三门峡以上对应的多年平均径流量 438 亿 m3 的 16. 7 % ;多年平均输沙量 9. 940 5 亿 t ,占三门峡以上对应的多年平均输沙量 14. 416 亿 t 的 69. 0 %。分 析黄河中游水沙变化情况及成因 ,不仅对黄河治理具有重要意义 ,而且对多沙粗沙区水土流失的防治和 生态环境的改善 、指导这一地区的开发建设和人类活动也是极其重要的 。《河龙区间水土保持措施减水 减沙效益分析》属水利部第二期黄河水沙变化研究基金项目 ,由黄委会黄河上中游管理局主持完成 。该 研究在总结以往研究成果的基础上 ,采用了“水文法”和“水保法”两种方法相互验证 ,对河龙区间水土保 持措施减水减沙效益进行了分析计算 。研究中 ,注意把握黄河中游近期水沙变化特点 ,将泥沙研究与径 流变化研究并重 ,尤其重视了对水保措施保存面积的核实 、减水减沙指标的确定等关键问题的研究 。此 外还考虑了河龙区间工业 、生活用水和人为活动增洪增沙对河流水沙变化的影响 。本刊将其主要研究 成果以专栏形式发表 ,以飨读者 。
其次根据小区坡面措施减洪减沙指标体系和流域坡面措施质量分级梯田质量分为4类林草地按覆盖度和枯枝落叶层质量分为3代入水沙平衡方程式通过迭代法即可计算出流域坡面措施减水减沙量在计算时还用泥沙模数代换法对小区减沙指标进行了修正
人民黄河 1999 年 第 21 卷 第 9 期 YELLOW R IV ER 1999 Vol. 21 No. 9
2. 1. 1. 2 减沙量及减沙效益
1959～1996 年 37 年间综合措施减洪沙总量为 53. 07 亿 t (减少年沙总量为 54. 54 亿 t) 。1970～1996 年综合措施减洪沙 总量为 47. 63 亿 t (减少年沙总量为 48. 81 亿 t) 。其中 ,坡面措 施减洪沙 14. 23 亿 t ,年均减洪沙 0. 527 亿 t ,占 29. 88 % ;淤地 坝减洪沙 26. 14 亿 t ,年均减洪沙 0. 968 亿 t ,占 54. 88 % ;水利 措施减洪沙 11. 21 亿 t ,年均减洪沙 0. 415 亿 t ,占 23. 52 % ;河
河龙区间水土保持措施减水减沙效益分析
冉大川 柳林旺 赵力仪 于德广
(黄河上中游管理局 西安 710043)
摘 要 河龙区间水土保持措施减水减沙效益分析研究采用了“水文法”和“水保法”两种分析计算方 法 。“水保法”是分析研究的重点 。在分析计算中 ,采用了 1996 年土地变更资料和 1990 年土地详查资 料 ,并采用二阶等距抽样调查方法核实河龙区间水保措施保存面积 ;水保坡面措施减洪减沙效益计算采 用“串联法”和“并联法”两种方法平行研究 ,注重了坡面与沟道 、洪水与泥沙的有机联系 ;在计算淤地坝 拦泥量的基础上 ,将淤地坝分为淤平坝地和正在拦洪时期坝地两部分 ,分别计算其减洪量 ,并计算了淤 地坝减蚀量 ;水库 、灌溉减水减沙量的计算分为减洪水与减常水 、减洪沙与减常沙两部分 。此外 ,还考虑 了河龙区间工业 、生活用水和人类活动增洪增沙对河流水沙变化的影响 ,尤其是人类活动增洪增沙计 算 ,绝大多数支流采用的是实际典型调查值 ,增洪增沙指标比较可靠 。“水保法”计算结果表明 :70 年代 河龙区间 21 条有控支流水利水保措施及人类活动等年均减洪 4. 177～4. 258 亿 m3 ,年均减洪沙 1. 720 ～1. 775 亿 t ;80 年代年均减洪 4. 148～4. 292 亿 m3 ,年均减洪沙 1. 644～1. 645 亿 t ;90 年代年均减洪 4. 805～5. 380 亿 m3 ,年均减洪沙 2. 000～2. 203 亿 t 。
1 计算方法
黄河中游河龙区间水系众多 ,地域广阔 ,自然条件十分复 杂 ,水土流失特别严重且南北 、东西差别又很大 。为了使计算 结果最大程度地切合实际 ,研究中将河龙区间分为三大片 :陕 北片 、晋西北片及南片 。南片又分为河东片和河西片 :河东片 包括属于山西省管辖的屈产河 、昕水河和州川河等 3 条支流及
2 计算结果的对比与分析
本次研究汇总结果见表 1 。
2. 1 已控区水保法计算结果 2. 1. 1 串联法计算结果 2. 1. 1. 1 减洪量及减洪效益
河龙区间 21 条有控支流 ,1959～1996 年 37 年间综合措施 减洪总量为 138. 42 亿 m3 (减少径流总量为 240. 94 亿 m3 ) 。 1970～1996 年综合措施减洪总量为 118. 32 亿 m3 (减少径流总 量为 199. 84 亿 m3) ,年均减洪 4. 38 亿 m3 。其中 ,坡面措施减 洪 39. 36 亿 m3 ,年均减洪 1. 46 亿 m3 ,占 33. 26 % ;淤地坝减洪 为 57. 32 亿 m3 ,年均减洪 2. 123 亿 m3 ,占 48. 44 % ;水利措施减 洪为 26. 44 亿 m3 ,年均减洪 0. 979 亿 m3 ,占 22. 35 % ;人为增洪 量为 4. 8 亿 m3 ,年均 0. 178 亿 m3 ,占 - 4. 05 %。综合措施减洪 效益为 24. 5 %(减水效益为 21. 0 %) ,其中坡面措施 、淤地坝 、 水利措施减洪效益分别为 8. 18 %、11. 89 %、5. 48 % ,人为增洪 的影响占 - 0. 997 %。
量分别减少了 2. 397 5 、6. 232 5 和 4. 767 5 亿 t ,但地处多沙粗 沙区的主要支流表现则有很大不同 。从 1988 年至 1995 年 ,先 后有诸多科研单位开展黄河中游多沙粗沙区水沙变化研究 ,取 得了许多可贵的成果 。但由于研究工作的复杂性 ,许多问题尚 未得到根本解决 。为此 ,水利部黄河水沙变化研究基金会于 1996 年又设立了第二期水沙基金课题《河龙区间水土保持措施 减水减沙效益分析》,对河龙区间水沙变化继续进行深化研究 。
1. 1 水文分析法
根据各支流水文站网布设情况 ,研究中对降雨资料均进行 了系列化处理和代表性分析 ,并分水文站进行了减水减沙效益 研究 。在水文分析中洪水与常水分开计算 ,再合并说明减水作 用 。对洪水与洪沙进行了重点研究 。具体计算方法有 5 种 : ① 不同系列对比法 ; ②双累积曲线相关法 ; ③经验公式法 (降雨产 流产沙模型) ; ④单位毫米有效降雨产洪产沙量对比法 ; ⑤径流 系数还原法 (计算减水效益) 。
坡面措施减沙量计算采用“以洪算沙”法 ,其特点是 : (1) 保证计算独立性 。 (2) 反映不同保证率条件下的差异 。从特定流域天然坡面 产沙关系稳定性概念出发 ,考虑坡面与沟道减沙的相互联系 , 即考虑因坡面减洪对沟道减沙的影响 。 (3) 采用迭代法逐步逼近还原 。当各计算减沙效益年份水 保措施状态无限接近天然状态时 ,高含沙水流的水力特性决定 了输沙率与流量有确定的关系 ,即在高含沙水流情况下 , Qs = KQn 关系式中 nБайду номын сангаас1. 0 ,与一般挟沙水流 n≈2 迥然不同 。此 时 ,坡面上洪量的变化不再对沙量变化产生影响 ,亦即坡面措 施减沙量趋于稳定 ,符合坡面水沙运动的机理 。 单项坡面措施减沙量根据流域洪沙线性关系分配确定 。 这种分析方法就洪水和泥沙的相对关系来讲可形象地称 为“串联法”。它以流域水沙规律为依据 ,以成因法分析为基
础 ,强调坡面系统与沟道系统 、洪水与泥沙的有机联系 。其分 析思路为 :频率分析 →减洪指标 →减洪 →减沙 →效益 。
1. 2. 2 并联法
首先 ,建立小区坡面措施的减洪减沙指标体系 ,梯 、林 、草 减洪减沙与对照区产洪产沙一一对应 ,采用自然相关法进行相 关分析 ,确定坡面措施最大 、最小拦蓄能力曲线 ,并把通过点群 中心的曲线称为措施拦洪拦沙能力曲线 。曲线因坡面措施质 量的不同 (如有无工程整地 、林草地覆盖度的大小 、梯田质量分 级等) 而有多种 。对于小区不同措施质量情况下的减洪减沙指 标 , 都有对应的减洪减沙指标曲线 ; 对于其他任何质量情况 下的减洪减沙指标曲线 ,都可以通过已绘曲线间的线性内插来 绘出 。
流域坡面措施减洪指标体系的建立过程 ,实质上是解决如 何把代表小区减洪指标应用于大面积流域上的过程 ,即小区推 大区的问题 。本次研究的基本思路是 :将分析流域的年平均雨 量 (面雨量) 和代表小区年平均雨量 (点雨量) 同频率对应 ,消除 时段差异 、地区差异和点面差异后 ,确定应用于分析流域的减 洪指标 。即先解决雨量的代表性问题 ,其次解决径流的差异 , 将“径流量同频率对应”改进为“同降雨量对应”。
其次 ,根据小区坡面措施减洪减沙指标体系和流域坡面措 施质量分级 (梯田质量分为 4 类 ,林 、草地按覆盖度和枯枝落叶 层质量分为 3 类) ,代入水沙平衡方程式 ,通过迭代法 ,即可计 算出流域坡面措施减水减沙量 ,在计算时 ,还用泥沙模数代换 法对小区减沙指标进行了修正 。
这种方法就洪水与泥沙的关系来讲 ,可形象地称为“并联 法”。它在传统成因分析法的基础上加以改进 ,侧重于过程机 理的研究 。
关键词 水土保持 减水减沙 效益 分析 河龙区间
黄河中游河口镇至龙门区间 (简称河龙区间) ,东部以吕梁 山为界 ,西邻北洛河 ,地处黄土高原干旱 、半干旱地区 ,涉及陕 西 、山西及内蒙古三省 (区) 50 个县 (市 、旗) ,近 500 个乡镇 ,截 至 1996 年总人口约 800 万人 。河龙区间黄土层深厚 、土质疏 松 、地形破碎 、沟壑纵横 、植被稀少 ,而且暴雨集中 、强度很大 , 水土流失特别严重 ,是黄河中游洪水及粗泥沙集中来源区 。河 龙区间流域面积在 1 000 km2 以上的较大支流共有 21 条 ,面积 11. 3 万 km2 ,占黄河流域总面积的 15 % ,其 中 侵 蚀 模 数 大于 5 000 t/ (km2·a) 的面积 6. 93 万 km2 ,每年输入黄河的泥沙占三 门峡以上总输沙量的 90 %以上 。新中国成立以来 ,黄河中游开 展了大规模的水土保持工作 ,河龙区间水沙来量自 70 年代以 来开始减少 ,80 年代大幅度减少 ,90 年代继续减少 。与 1950～ 1969 年平均值相比 ,70 、80 、90 年代 (1990～1996 年) 河龙区间 年均径流量分别减少了 19. 35 、36. 15 和 15. 15 亿 m3 ,年均输沙
5 种方法计算结果相互印证对照 ,其中经验公式法为“水文 法”基本计算方法 。
1. 2 成因分析法
成因分析法又称为“水保法”。在“水保法”坡面措施减洪 减沙效益计算中 ,采用了“串联法”和“并联法”平行计算 。
1. 2. 1 串联法
在坡面措施减洪指标体系建立中 ,首先对小区资料进行整 理分析 ,最后确定绥德 、西峰 、延安 、离石四站径流小区为代表 小区 。在措施区与对照区系列的确定上 ,根据分析计算要求 , 结合小区观测与分析流域坡面措施的布设情况 ,最后采用的措 施区与对照区系列为 :梯田 —农耕地 ,人工林地 —荒草坡 ,人工 牧草地 —宜牧坡耕地 ( > 20 °) 对比系列 。小区梯田减洪指标按 “两步到位法”转换 。
·2 ·
人民黄河 1999 年 第 21 卷 第 9 期
未控区 ,河西片包括属于陕西省管辖的延河 、汾川河及仕望川 等 3 条支流及未控区 。在每个分片计算区内 ,按支流 、水土流 失类型区和水文站布设情况 ,又划分为若干小计算区 。在计算 步骤上 ,先以小区及支流计算取得结果 ,再以大区 (片) 为单元 进行整体分析 ,最后汇总 、分析 ,提出河龙区间水土保持措施减 水减沙效益总体结果 (包括未控区) 。计算采用了“水文法”和 “水保法”两种方法 ,目的在于使计算结果能够互相验证 。