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水土保持措施对水资源与水环境的影响研究

作　者: 王冉冉
导　师: 许士国
学　校: 大连理工大学
专　业: 水文学及水资源
关键词: 水土保持非点源污染水文法水保法
分类号: S157
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

我国是水土流失较为严重的国家,其中西北黄土高原地区是我国乃至世界上水土流失最严重的地区之一。韭园沟流域早在1953年就被列为黄土高原水土保持试验、示范流域,并开展了水土保持的单项措施和综合治理措施的试验、示范及综合治理。1983年列入国家重点流域,进一步开展治理,收到了显著的成效。50多年来,韭园沟流域通过水土保持试验研究、示范推广和综合治理,已基本形成了以沟道坝系为主要措施的小流域综合治理典型,到水土保持治理后期,该流域洪水泥沙基本得到全面控制。然而对于该流域治理效果的定量评价,尤其是水保措施对非点源污染物影响的定量研究却显不足,因此,本文以韭园沟流域的实测资料为基础,利用水文法与水保法分析计算水土保持措施对该流域水资源与水环境的影响。论文主要研究成果如下:(1)水土保持措施对流域水沙有很好的拦截作用。分别利用水文法(双积累曲线法、不同系列对比法、经验公式法)及水保法计算水保措施的水资源效益,其结果均显示水保措施能有效拦截水沙,且随着水保措施在韭园沟流域的逐步完善,拦截效益不断增大,在治理的后期该流域水保措施拦水效益达到85%以上,拦沙效益达到95%以上。(2)水土保持措施能有效拦截氮、磷及有机质等土壤营养物质。本研究在水保法计算拦沙量的基础上利用非点源污染模型,并考虑不同治理时段富集系数的变化及土壤营养物基础含量的变化,计算出水保措施对各项污染物的拦截效率,结果表明随着韭园沟流域水土保持措施的完善,土壤营养物质的拦截率也不断提高,1953～2005年间各项水土保持措施对3种营养物的历年平均拦截效率均达到了80%左右。(3)淤地坝在黄土高原的水土保持生态建设中发挥着重要的作用。通过对各项措施特征年拦截能力的计算发现,除了1977年(典型暴雨年,淤地坝大面积损毁)以外,其余年份各项水保措施对水、沙及土壤营养物质的拦截能力对比均为:坝地＞梯田＞草地＞林地,淤地坝对水沙及土壤营养物质的拦截能力较其他措施要大的多,淤地坝在韭园沟的水保建设中起着突出的对用。(4)韭园沟流域进行水土保持生态建设后,水保措施经受了多次的暴雨考验。选择水土保持措施不同发展阶段的五次有代表性暴雨进行分析发现,该流域水保措施在暴雨洪水中中有效拦截了水沙以土壤营养物质,为该流域的生态建设起了显著的保护作用。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
1 绪论  9-29
  1.1 研究背景  9-12
  1.2 研究意义  12-13
  1.3 研究现状  13-17
    1.3.1 黄河流域水沙变化研究进展  13-16
    1.3.2 水土保持效应研究现状  16-17
  1.4 研究思路与内容  17-21
  1.5 韭园沟流域概况  21-29
    1.5.1 流域概况  21-25
    1.5.2 水土保持概况  25-29
2 黄土高原水资源与水环境的演变特征  29-40
  2.1 水污染源分析  29-32
  2.2 黄土高原水资源与水环境的特点  32
  2.3 黄土高原水资源与水环境的影响因素  32-33
  2.4 黄土高原三大水保措施对水沙及非点源污染物影响机理  33-38
    2.4.1 水保措施对水资源影响机理  33-36
    2.4.2 水保措施措施对水环境影响机理  36-38
  2.5 黄土高原水土保持对水资源与水环境的正负影响分析  38-39
    2.5.1 水土保持对水资源与水环境的正面效应分析  38-39
    2.5.2 水土保持对水资源和水环境的负面影响分析  39
  2.6 小结  39-40
3 水资源效应水文水保法计算  40-62
  3.1 有资料整理分析  40-48
    3.1.1 数据统计  40-42
    3.1.2 趋势分析及变点检验  42-48
  3.2 水资源效应水文计算  48-55
    3.2.1 双积累曲线法  48-51
    3.2.2 不同系列对比法  51-52
    3.2.3 经验公式法  52-55
  3.3 水资源效应成因计算  55-60
    3.3.1 衡量指标  55-57
    3.3.3 计算结果  57-60
  3.4 水文法与水保法结果对比分析  60-61
    3.4.1 共同结论  60
    3.4.2 误差分析  60-61
  3.5 小结  61-62
4 水环境效应计算  62-69
  4.1 衡量指标  62-64
    4.1.1 拦截效率  63
    4.1.2 拦截比例  63-64
    4.1.3 拦截能力  64
  4.2 相关系数的取值  64-65
  4.3 计算结果  65-68
    4.3.1 各时段产生量、流失量及拦截效率  65
    4.3.2 坝地拦截比例  65-66
    4.3.3 特征年拦截能力  66-68
  4.4 小结  68-69
5 典型暴雨洪水分析  69-72
  5.1 计算原理  69
  5.2 计算结果  69-71
  5.3 小结  71-72
6 结论与展望  72-75
  6.1 结论  72-73
  6.2 展望  73-75
参考文献  75-79
攻读硕士学位期间发表学术论文情况  79-80
致谢  80-81

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