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皇甫川流域水土保持综合治理的水沙响应及治理方略研究

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摘要

Abstract

1 绪论

1.1 选题的依据与意义

1.2 国内外研究综述

1.2.1 对皇甫川流域粗泥沙及治理对策研究开始较早

1.2.2 水利部黄河水沙变化研究基金会研究工作综述

1.2.3 黄河流域水土保持科研基金研究工作综述

1.2.4 国家自然科学基金研究工作综述

1.2.5 国家“八五”重点科技攻关项目研究概况

1.2.6 黄河上中游管理局“八五”重点课题研究综述

1.2.7 水利部第二期黄河水沙变化研究综述

1.2.8 黄河联合研究基金重点项目研究成果综述

1.2.9 其他研究概述

1.2.10 已有研究成果一览

1.2.11 研究存在的不足

1.3 工程硕士论文的总体框架

1.4 研究内容、方法与技术路线

1.4.1 研究内容与方法

1.4.2 技术路线

2 水土流失环境特征及水沙变化趋势

2.1 流域概况及水土流失特点

2.2 降雨、径流、泥沙特性

2.2.1 雨量站及水文站布设概况

2.2.2 降雨特性

2.2.3 径流特性

2.2.4 泥沙特性

2.2.5 下垫面对暴雨产流产沙的影响

2.3 不同地貌类型径流泥沙来源分析

2.3.1 全流域径流泥沙来源分析

2.3.2 坡面与沟道径流泥沙来源分析

2.3.3 不同出露岩层产粗沙量估算

2.4 流域水沙变化趋势分析

2.4.1 降雨变化趋势

2.4.2 径流变化趋势

2.4.3 泥沙变化趋势

2.4.4 各年代7~8月粗沙所占百分比变化分析

2.4.5 对河龙区间水沙变化的影响分析

3 基本水文断面冲淤变化分析

3.1 引言

3.2 河流断面冲淤面积计算方法

3.3 对几个问题的说明

3.3.1 “标准水位”的确定

3.3.2 A_i~*计算方法

3.3.3 关于 Z_i~*

3.3.4 关于同流量水位

3.4 皇甫川基本断面冲淤变化分析

3.4.1 水文泥沙特性

3.4.2 断面冲淤面积计算及分析

3.4.3 六年冲淤变化综述

3.5 小结

4 水土保持措施的水沙响应研究及其影响分析

4.1 “水文法”和“水保法”

4.2 降雨产流产沙模型

4.3 已有研究成果一览

4.4 减水减沙效益分析

4.4.1 “水文法”减洪减沙效益分析

4.4.2 “水保法”减洪减沙效益分析

4.4.3 现状水资源利用率估算

4.4.4 不同降雨条件下水利水土保持措施减水减沙效益分析

4.4.5 植被覆盖度与侵蚀产沙关系

4.5 水土保持措施的减沙减淤作用分析

4.5.1 对三门峡库区淤积的影响

4.5.2 对减轻黄河下游河道淤积的影响

5 多沙粗沙区淤地坝拦减粗泥沙分析

5.1 河龙区间淤地坝拦减粗泥沙分析

5.1.1 淤地坝拦减粗泥沙量计算方法

5.1.2 淤地坝拦减粗泥沙总体结果分析

5.1.3 淤地坝配置比例与减沙比例变化情况分析

5.2 典型支流粗泥沙来量及粒径变化情况

5.3 典型支流淤地坝配置比例及减沙比例计算成果

5.4 黄河中游支流及干流水文站长时段粒径变化情况

5.5 减少黄河粗泥沙的重点支流应首选窟野河和皇甫川

5.6 小结

6 生态建设用水分析及治理对策

6.1 流域生态建设用水分析

6.2 近期治理方略及治理重点

7 结论

参考文献

致谢

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摘要

本论文从皇甫川流域水土流失环境特征及水沙变化趋势(包括径流泥沙来源、水沙特性、水沙变化趋势)、基本水文断面冲淤变化、流域水土保持措施的水沙响应及其影响、黄河中游多沙粗沙区淤地坝拦减粗泥沙、流域生态建设用水及治理对策等方面综合分析了皇甫川流域水土保持措施的减水减沙效益;估算了皇甫川流域的水资源利用率,并进一步分析了其对三门峡库区和黄河下游河道淤积的影响。根据黄河中游水土保持生态建设的新形势,分析了该流域的生态建设用水,提出了近期治理方略,凸现了皇甫川流域在黄河中游水土保持生态工程建设中的重要地位和作用。主要研究成果如下: 1、皇甫川流域的径流主要来自沙圪堵、长滩至皇甫区间,泥沙主要来自沙圪堵以上。流域主要产沙地层为砒砂岩。沟谷地是径流、泥沙的主要来源区。沟谷地产流量占流域总产流量的61.4%,沟谷地产沙量占流域总产沙量的66.2%。 2、皇甫川流域降雨、径流、泥沙依时序递减,生态工程建设水资源形势严峻。流域内水土保持措施大量实施后,泥沙粒径细化趋势明显;水土保持措施减沙及减淤作用十分显著。流域水沙变化对河府区间水沙变化影响很大,泥沙尤甚;流域泥沙减少的速率慢于河府区间及河龙区间其它支流。 3、提出了根据“标准水位”进行相邻流量测次间冲淤面积计算的新方法,以皇甫川流域1971~1976年资料为例进行了应用。研究结果表明,汛期的高含沙水流是造成皇甫川基本断面冲淤变化剧烈的主要原因;当含沙量S>600kg/m~3时,一般都发生强烈冲刷。皇甫川流域受高含沙水流和一般挟沙水流的复合及交叉作用,基本断面的冲淤强烈而且频繁。 4、综合以往各家研究成果,推荐提出了皇甫川流域20世纪70、80、90年代(1990~1996年)水土保持措施减水减沙效益研究成果。在延长水文及水土保持资料系列至1999年的基础上,突出了水土保持措施减水减沙的本质——减洪减沙,区分了降雨影响和人类活动影响所占比例,提出了1970~1999年皇甫川流域水土保持措施减洪减沙效益新的研究成果。

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