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Development of gullies and sediment production in the black soil region of northeastern China 总被引：11，自引：0，他引：11
Yongqiu Wu Qiuhong Zheng Yongguang Zhang Baoyuan Liu Hong Cheng Yanzai Wang 《Geomorphology》2008,101(4):683-691
Gully erosion is an important environmental hazard in the black soil region of northeastern China. It is a primary sediment source in the region which needs appropriate soil conservation practices. Gully incision in rolling hills typical of this region was monitored using real-time kinematic GPS to assess the rates of gully development and the resultant sediment production. From 2002 to 2005, gully heads in the study area retreated between 15.4 and 33.5 m, giving an average retreat rate of 8.4 m yr− 1. Field measurements showed that total sediment production due to gully erosion during the three years ranged between 257 and 1854 m3 yr− 1, which is equivalent to 326 to 2355 t yr− 1, with gully-head retreat accounting for 0 to 21.7% (4.4% in average). The sediment delivery ratio was especially high during the summer rainy season (56% in average). Sediment production by ephemeral gullies and permanent gullies was 1.5 times greater than that from surface erosion. Gully heads retreated faster in the spring freeze–thaw period than in the summer. The stage of gully development could be identified based on short-term changes in the gully erosion rate. 相似文献
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全球视野下崩岗侵蚀地貌及其研究进展 总被引：5，自引：1，他引：4
典型的崩岗具有“圆形露天剧场”般的沟头,发育在深厚的红色花岗岩风化壳上,通常包括集水坡面、崩壁、崩积体、沟道、洪积扇5个地貌组成部分;崩壁自上而下可分为表土层、风化红粘土层(红土层)、风化砂质红粘土层(砂土层)、风化粗碎屑层(碎屑层)。中国的崩岗与马达加斯加的lavaka属于同类地貌,两者具有地貌学上的可比性。崩岗群是劣地的表现形式之一,但与欧洲的badland有不同的侵蚀过程,也不同于意大利和巴西的两种沟谷侵蚀地貌calanchi和vocoroca。崩岗主要发育在华南和东南热带和亚热带湿润季风气候区中等偏缓的丘陵坡地上,由沟谷侵蚀发展而成,是沟谷侵蚀的高级阶段。崩岗沟道侵蚀产沙量占崩岗沟谷流域侵蚀产沙量的一半以上,其中沟道沟壁崩塌侵蚀产沙量与沟床下切侵蚀产沙量又各占崩岗沟道侵蚀产沙量的一半左右。野外人工模拟降雨试验是研究崩岗流域侵蚀、产流和产沙过程的有效手段。崩岗流域侵蚀产沙量可以通过崩岗沟谷和洪积扇地形测量加以估算。 相似文献
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Serious soil erosion has already resulted in degradation of the Loess Plateau of China. Soil erosion is commonly accompanied by extensive soil nutrient loss. Because of enrichment processes,sediment nutrient content is often higher than that of natural soil. The objective of this study is to determine the enrichments of organic matter and total nitrogen in sediment in hilly and gully loess areas on the Loess Plateau of China. Measurements of enrichment ratios (ER) of organic matter (EROM) and total nitrogen (ERTN) in sediment as affected by rainfall, slope gradient, tillage, and fertilization were made in the field under natural rainfall conditions. The results showed that the enrichment of clay in sediment resulted in the enrichment of organic matter (OM) and total nitrogen(TN) in sediment. The averages of sediment clay ER, EROM and ERTN for the various slope gradients were 1.77, 2.09 and 1.61, respectively. The soil erosive module was negatively correlated with EROM and ERTN. Our results indicate that measures to reduce soil erosion, i.e. reducing rainfall erosivity, decreasing soil slope gradient, decreasing fertilizer use, and using level trenches, may increase EROM and ERTN. Both quantity and quality of sediment yield should be considered when implementing erosion control measures. 相似文献
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Serious soil erosion has already resulted in degradation of the Loess Plateau of China. Soil erosion is commonly accompanied by extensive soil nutrient loss. Because of enrichment processes, sediment nutrient content is often higher than that of natural soil. The objective of this study is to determine the enrichments of organic matter and total nitrogen in sediment in hilly and gully loess areas on the Loess Plateau of China. Measurements of enrichment ratios (ER) of organic matter (EROM) and total nitrogen (ERTN) in sediment as affected by rainfall, slope gradient, tillage, and fertilization were made in the field under natural rainfall conditions. The results showed that the enrichment of clay in sediment resulted in the enrichment of organic matter (OM) and total nitrogen (TN) in sediment. The averages of sediment clay ER, EROM and ERTN for the various slope gradients were 1.77, 2.09 and 1.61, respectively. The soil erosive module was negatively correlated with EROM and ERTN. Our results indicate that measures to reduce soil erosion, i.e. reducing rainfall erosivity, decreasing soil slope gradient, decreasing fertilizer use, and using level trenches, may increase EROM and ERTN. Both quantity and quality of sediment yield should be considered when implementing erosion control measures. 相似文献
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1IntroductionResearch results have shown that overland flow firstly removes fine particles of topsoil because the fine soil particles can be easily transported in runoff (Burwell etal., 1975; Alberts etal., 1983; Gregory 1991). The component differences of fine soil particles between the sediment resulting from soil erosion and the original soil were studied (Meyer etal., 1975; Loch etal., 1982; Cogo, 1983). Sediment was normally composed of soil aggregates and particles of different diamet… 相似文献
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风力侵蚀对无定河流域产沙作用定量分析 总被引：8，自引：2，他引：6
本文利用无定河的水文泥沙观测日值资料和该流域内及周围气象站气象观测月值资料,通过流域的水沙关系与各年风蚀气候因子,估计了风力作用对无定河流域产沙的贡献量。结果揭示出:在风沙区,由于水力的搬运作用仍然决定了流域输沙量的大小,所以风力作用产生的输沙模数很小,在总输沙量中只占约1/4;风力作用增加输沙量比例最大的地区是穿过风沙区和丘陵沟壑区交界区,既有活跃的风沙活动又有强烈的黄土水蚀,风力和水力形成强耦合侵蚀搬运作用的干流上游,占输沙量的1/3以上;位于靠近风沙区并有片沙分布的黄土丘陵沟壑区的流域,风蚀产沙占流域输沙量的比例约为1/10;在黄土丘陵沟壑区,相对强烈的水力侵蚀,风力作用对产沙影响较小。整个无定河流域风力作用产生的输沙量包括入河风沙、降尘以及风力与水力的耦合侵蚀搬运作用可能增加的泥沙,接近流域总输沙量的1/6。 相似文献
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黄土高原沟道流域产沙过程的初步分析 总被引：21，自引：6，他引：21
黄土高原的主要产沙地区是河口镇至龙门黄河干流两侧和泾、洛、渭河中上游,产沙时间集中7—9月或一、二次暴雨期。流域产沙量与河道断面输沙量基本一致。产沙最与降雨量加径流深组合因子成正比相关,并随坡度增大而增加,坡度超过25—28度水流面蚀强度减弱。砂黄土的可蚀性最大,黄土其次,粘黄土最小。灌木林的防蚀效果最好。近三十年来黄土高原的产沙量进一步增加,其中由人类活动而增加的沙量约占黄河平均输沙量的23～35%。沟道流域的产沙过程具有垂直分带规律。沟间地以细沟侵蚀产沙为主,沟谷地是水力、重力和洞穴侵蚀综合作用的场所。黄土丘陵区沟谷地的产沙量此沟间地大59.0%左右;黄土塬区产生的泥沙绝大部来自沟谷地。 相似文献
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不同坡面植被空间布局对坡沟系统产流产沙影响的实验 总被引：5，自引：0，他引：5
植被在有效控制水土流失、改善生态环境中具有重要作用。为探讨坡面不同植被覆盖度、不同植被空间布局对坡沟系统侵蚀产沙的影响,以4 m长坡面(坡度为20°)和3 m长沟坡(坡度为50°)组成的坡沟系统为研究对象,采用不同放水流量(3.2 L/min、5.2 L/min)的放水冲刷实验,研究了不同放水流量、不同植被覆盖度、不同植被布设部位对坡-沟系统及沟坡侵蚀产沙的影响。结果表明,在实验条件下,不同植被布设部位在相同放水流量、相同植被覆盖度条件下对坡沟系统侵蚀产沙有明显影响,而对产流量无明显影响;沟坡部分侵蚀产沙量不随坡面植被覆盖度的增大而减小,相反呈增大趋势。说明在实验条件下,对坡沟系统而言,仅在坡面部分布设植被,尽管能在一定程度上减少坡沟系统侵蚀产沙,但并不能有效减小沟坡部分的侵蚀产沙,甚至引起沟坡部分侵蚀产沙的增大。因此,水土流失治理过程中采取有效措施进行坡沟兼治将是减少水土流失的有效手段。 相似文献
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典型黑土区小流域浅沟侵蚀季节差异分析 总被引：8，自引：0，他引：8
通过2005年对黑龙江鹤山农场两个小流域进行定位观测,研究了典型黑土区浅沟侵蚀特征及其季节差异,并对作物类型和耕作措施对浅沟侵蚀的影响进行了分析。结果表明,两流域年浅沟侵蚀量达285.9 m3 km-2和290.8 m3 km-2,仅浅沟侵蚀量就超过了黑土区的土壤允许侵蚀量。浅沟侵蚀量呈现出沿坡面波动的变化,沿坡面向下存在浅沟侵蚀的强弱交替带。春夏浅沟侵蚀在侵蚀强度、浅沟形态及主要影响因素3个方面存在差异,春季浅沟侵蚀受融雪、冻融影响显著,侵蚀较夏季严重;与春季相比,夏季浅沟长度变短、宽度变大、深度变浅,浅沟体积与长度的相关性较春季差,这与夏季暴雨历时短、雨强大以及植被盖度大有关。耕作措施和作物类型影响浅沟侵蚀深度和浅沟分布,尤其在夏季比较明显。 相似文献
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插钎法是研究侵蚀的常用方法,但精度不高且易受人为因素影响。文章探讨以虚拟插钎点代替实物插钎的可行性,并对黑龙江鹤北小流域的一条切沟沟底高程的年际变化进行研究。对研究所需的DEM精度进行检验,其能达到cm级,满足研究需求。研究发现,切沟头部为沟底下切最剧烈的区域,而在降雨偏少的年份,主要的堆积区域在切沟的中上部和中下部,沟尾部无论降雨强弱,变化最细微。 相似文献
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中国三峡库区土壤侵蚀及泥沙控制 总被引：2，自引：0，他引：2
三峡库区严重的土壤侵蚀与泥沙输移是三峡库区泥沙重要的来源之一,威胁三峡工程安全。坡耕地是三峡库区泥沙主要源地,占入库泥沙的46%;大规模的库区后靠移民工程引起的土地利用变化与山区开发及三峡工程建设过程的工程扰动加剧了土壤侵蚀与产沙。三峡工程建设及运行后引发的滑坡、泥石流等地质灾害将进一步增加入库泥沙量。为了有效控制三峡库区土壤侵蚀,减少水土流失,保护库区环境,从1989年开始以小流域综合治理为典型模式的水土保持工程在三峡库区广泛开展,有效控制了库区土壤侵蚀与泥沙输移。宜昌市夷陵区太平溪小流域综合治理模式是三峡库区小流域综合治理的成功模式,文章分析了其治理模式与水土保持及泥沙控制效益。应用水保法评价了三峡库区水土保持与小流域综合治理的减沙效益,并把评价结果与遥感监测分析法进行了对比分析,认为两种评价结果均在可接受范围。结果表明经过16年的水土保持与小流域综合治理,截至2005年三峡库区年均减少土壤侵蚀43.75–45.94×106 t ,减少入库泥沙12.25–12.86×106 t 。 相似文献
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谷坊坝是泥石流治理的重要工程措施之一。化石板沟泥石流治理工程共设13座谷坊坝,组成梯级谷坊坝群;坝体主要分布在泥石流形成区和流通区,混凝土结构,轴向两端嵌入沟道两侧基岩0.5～1 m。通过对比化石板沟谷坊工程修建前后沟床纵坡比降、沟道两侧斜坡稳定性及泥石流侵蚀速率等方面的差异,证明谷坊工程能够有效拦蓄松散固体物质、稳固沟床和岸坡、降低沟道纵坡比降、降低泥石流流速和耗散流体能量、抬高沟道上游泥石流侵蚀基准面。研究发现,化石板沟谷坊坝群共拦截固体物质2.76×104 m3,仅占流域物源总量574.9×104 m3的0.5%,占近期可供给泥石流活动的物源量85×104 m3的3.3%;稳固沟床松散物质4.37×104 m3,仅占流域物源总量的0.76%,占近期可供给泥石流活动的物源量的5.2%;稳固沟道两侧坡体松散物质134.07×104 m3,占流域物源总量的23.3%,泥石流物源减少;回淤的沟道比降为原比降的60%～75%,相同频率下泥石流流速、峰值流量降低,沟道侵蚀速率下降,泥石流输沙量减少35%～57%;上游泥石流支沟侵蚀基准面抬升0.3～0.5 m。泥石流呈现从粘性到稀性,再到含沙水流的趋势发展。 相似文献
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沙漠沟谷暴雨洪水侵蚀产沙特征 总被引：1，自引：1，他引：0
在半干旱区的季节性沙漠沟谷,暴雨引发的洪水过程侵蚀产沙强度大,水土流失严重,对区域及下游河道生态造成严重威胁。以毛布拉孔兑的支沟苏达尔沟为研究对象,以苏达尔沟2011—2015年6次暴雨洪水事件的观测数据为基础,分析洪水流量、泥沙浓度及地表沉积物粒度特征,给出暴雨洪水侵蚀产沙输沙特征。结果表明:观测期间暴雨洪水侵蚀产沙量平均每次约37.69×10~4t,产沙模数为0.57×10~4t·km-2;其中最大的洪水事件130721号暴雨洪水过程侵蚀产沙量高达90.47×10~4t,产沙模数达1.36×10~4t·km-2。流域总侵蚀产沙以0.25～0.063 mm泥沙为主,约占总侵蚀量74%。洪水总侵蚀产沙量随暴雨产流强度增强而增加,同时下游沙漠沙地段产沙贡献比重也随之增加,风沙贡献也相应增大。坡面侵蚀约占暴雨洪水总侵蚀的4.37%,且主要集中在上游砒砂岩坡面。 相似文献
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黄土陡坡裸露坡耕地浅沟发育过程研究 总被引：30，自引：8，他引：22
根据黄土陡坡地浅沟地形特征参数,在室内人工建筑浅沟发育初期的雏形模型,研究浅沟发育不同阶段沟头溯源侵蚀、沟壁扩张和沟槽下切变化规律,分析浅沟侵蚀对坡面侵蚀产沙的贡献。结果表明,浅沟发育不同阶段对应于不同的浅沟侵蚀过程。浅沟发育初期,沟头溯源侵蚀、沟壁扩展和沟床下切均相对活跃,且溯源侵蚀速率大于沟壁扩张速率和沟床下切速率;浅沟发育中期,以沟槽下切和沟壁扩张为主;浅沟发育后期,以沟壁扩张为主,但沟壁扩张速率明显小于浅沟发育的初期和中期阶段。浅沟发育初期和中期阶段,浅沟侵蚀量占总坡面侵蚀产沙的58%;浅沟发育后期,浅沟侵蚀量占总坡面侵蚀产沙的26%~59%。 相似文献
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为了明确土壤性质对坡面侵蚀方式作用机制的影响,本研究采用室内模拟降雨试验,选取黄土高原典型暴雨强度,在不同坡度条件下,对两种黄土的坡面侵蚀方式、形态特征、产流产沙过程及其相应径流流速的变化规律进行了研究。结果表明,绥德土径流量明显高于安塞土,10º、15º和20º时前者的平均径流量分别比后者高出51.1%、55.5%和63.0%,且前者更易形成细沟,使得其平均含沙量和平均产沙率分别是后者的1.14~3.59倍和2.50~8.48倍。在片蚀阶段,与绥德土相比,安塞土的含沙量较高,后者的平均含沙量是前者的1.24~1.73倍,但两种土壤的含沙量和产沙规律相同,均表现为先快速增加到最大值,然后逐渐降低到相对稳定状态,该现象证明片蚀的初期阶段主要受控于径流输沙能力,后期受径流的剥蚀能力控制。在细沟侵蚀阶段,绥德土细沟发育以沟头溯源侵蚀为主,崩塌作用频繁,该侵蚀形式不仅控制着细沟形态的总体特征,也导致含沙量和产沙率均急剧增加,该阶段平均含沙量是相应片蚀阶段的3.25~4.34倍。细沟沟口下方坡面存在明显的泥沙沉积带,表明细沟集中水流的搬运能力远高于坡面漫流,细沟侵蚀主要受径流输沙能力控制。两种土壤的径流流速均表现为坡面下部高于坡面上部,径流稳定后高于径流稳定前,总体来看,绥德土和安塞土上坡和径流稳定后的平均流速分别是下坡和径流稳定前的1.4倍、1.25倍和1.75倍、1.29倍,此外细沟侵蚀或侵蚀强度与微地貌形态之间的互馈作用对径流流速也有较大影响。 相似文献
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基于土壤侵蚀控制度的黄土高原水土流失治理潜力研究 总被引：11，自引：1，他引：10
以整个黄土高原为研究对象,首先将水土保持措施容量定义为某一区域能容纳的最大适宜水土保持措施量。根据梯田、林地和草地的适宜布设区域,在地理信息系统（GIS）软件的支持下,确定了黄土高原的水土保持措施容量。使用修正通用土壤流失方程（RUSLE）,计算了最小可能土壤侵蚀模数和2010年现状土壤侵蚀模数,并将水土保持措施容量下的最小可能土壤侵蚀模数与现状土壤侵蚀模数之比定义为土壤侵蚀控制度。随后使用土壤侵蚀控制度,对黄土高原水土流失治理潜力进行了研究。结果显示：黄土高原2010年现状土壤侵蚀模数为3355 t·km-2·a-1,最小可能土壤侵蚀模数为1921 t·km-2·a-1,土壤侵蚀控制度为0.57,属于中等水平。相比于现状条件,在水土保持措施容量条件下,微度侵蚀区比例从50.48%提高至57.71%,林草覆盖率从56.74%增加至69.15%,梯田所占比例由4.36%增加到19.03%,人均粮食产量可从418 kg·a-1提高至459 kg·a-1。研究成果对于黄土高原生态文明建设具有一定的指导意义。 相似文献
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红水河流域输沙量变化及其影响因素 总被引：2，自引：2，他引：0
红水河是珠江流域的主要泥沙来源,为了确定1955-2016年红水河流域输沙量变化特征及其影响因素,论文尝试采用有序聚类分析确定了流域输沙量变化的3个时期,并利用泥沙归因诊断分析计算了含沙量、径流系数和降雨因子在不同时期对输沙量变化的贡献程度,在此基础上进一步对影响输沙量变化的主要因素进行了分析。研究表明:1955-2016年间红水河流域输沙量存在1963和1991年2个突变点,在突变点前后输沙量存在明显变化,且这一变化主要受含沙量因子控制,人类活动是造成流域输沙量变化的根本原因。其中在1955-1991年间,红水河输沙量的上升主要由毁林开荒引起的流域水土流失面积增加所导致;而在1964-2016年间,水库修建使红水河流域输沙量减少了83.49%,而同时期植被覆盖度的增长贡献了输沙量减少的12.03%。将Wa TEM/SEDEM模型模拟结果与实测结果进行对比,同样发现1964-2016年输沙量变化的绝大部分(81.03%)由修建水库所贡献,而土地利用变化对输沙量减少的贡献相对较小(18.97%)。 相似文献
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基于TETIS模型的黑土区乌裕尔河流域径流与侵蚀产沙模拟研究 总被引：1，自引：0，他引：1
为科学地认识中国东北黑土区流域土壤侵蚀特征,探讨TETIS模型在该区的适用性,本文以乌裕尔河流域为例,利用1971-1987年日径流与泥沙实测数据对TETIS模型进行了校正与验证,进而分析了流域土壤侵蚀强度特征及其与坡度、土地利用方式的关系。研究结果表明：TETIS模型在乌裕尔河流域适用性好,日径流与日输沙量的纳什效率系数在0.52~0.70之间,决定系数在0.60~0.71之间,体积误差均不超过15%。流域平均侵蚀模数为397.2 t/(km2·a),流域以微度和轻度侵蚀为主,约90%的产沙来自于坡面。平均土壤侵蚀模数随坡度的增大而增大,流域侵蚀量主要来自于0°~5°坡面。不同土地利用方式具不同的土壤侵蚀模数,耕地土壤侵蚀模数最大,达556.3 t/(km2·a)。坡度较大的耕地和植被覆盖度较低的区域是水土流失治理的重点。研究表明,TETIS模型在黑土区模拟土壤侵蚀产沙应用前景好,可为研究区制定水土保持措施提供科学依据。 相似文献
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By scouring experiments, the changeable process and characteristics of sediment yield in the hillslope-gully side erosion system with different coverage degrees and spatial locations of grass were studied. Five grass coverage degrees of 0, 30%, 50%, 70%, 90%, three spatial locations of grass (upslope, mid-slope, low-slope) and two water inflow rates of 3.2 L/min, 5.2 L/min were applied to a 0.5 by 7 m soil bed in scouring experiments. Results showed that the sediment yield decreased with the increase of grass coverage degree at 3.2 L/min water inflow rate in scouring experiments and the sediment yield with different grass locations on the sloping surface was in the order of upper > middle > lower. At 5.2 L/min water inflow rate, the differences of sediment yield among various grass coverage degrees were increased, whereas the changeable tendency of sediment yield with different grass locations on the whole sloping surface was not very obvious. The proportion of sediment yield from the gully side increased in an exponential relationship with the increase of grass coverage degree. When the grass was located on the lower position of hillslope, the influence for accelerating gully erosion is the greatest. 相似文献
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无定河流域不同地貌区水沙过程对比 总被引：8，自引：5，他引：3
为了查明人为影响程度较低时期无定河流域内不同地貌区的水沙过程及其变化规律,选取1970年以前一段时期该流域内风沙区和黄土丘陵沟壑区河流的有关水文站的水文泥沙实测数据进行对比分析。结果表明,风沙区河流的流量变率较黄土丘陵沟壑区的小;风沙区河流的含沙量远小于黄土丘陵沟壑区河流的含沙量。黄土丘陵沟壑区河流具有极高的输沙率,而风沙区河流的输沙率微不足道。风沙区和黄土丘陵沟壑区河流的产流模数基本相近,但产沙模数非常悬殊,前者的产沙模数很小,为118.58~725.38t /km2 · a,而后者的达到1879.36~25112.15t /km2 · a。显然,无定河流域黄土丘陵沟壑区的河流是侵蚀产沙的主要来源区,因而是水土保持工作的重点区域。 相似文献