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基于下游河流健康的黄土高原土壤容许流失量

作　者: 张世杰
导　师: 焦菊英
学　校: 西北农林科技大学
专　业: 水土保持与荒漠化防治
关键词: 冲淤平衡非点源污染临界输沙量土壤容许流失量黄土高原
分类号: S157
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

黄土高原水土流失十分严重,大量泥沙淤积在下游河道,形成著名的“地上悬河”。而且降雨在冲刷表层土壤的同时,也带走了大量的营养物,成为非点源污染的重要来源,对下游河道水体水质产生影响。因此,本研究根据黄委会提出的“健康黄河”中“安全通畅的水沙通道”和“良好的水质”两个重要标志,以下游花园口至高村河段为代表性河段,参考前人研究成果,分析了下游河道达到冲淤平衡及达到Ⅲ和Ⅱ水质标准时的临界输沙量,并在结合水利水保拦沙量、黄土高原泥沙输移比和头道拐水文站多年平均输沙量,得出可满足下游河道达到冲淤平衡与达到Ⅲ和Ⅱ水质标准时中游黄土高原土壤容许流失总量的基础上,进一步确定了黄土高原不同侵蚀类型区土壤容许流失量。取得了以下主要研究结果:(1)在总结分析前人有关黄河下游达到冲淤平衡时的不同含沙量的临界流量研究成果的基础上,利用花园口、高村水文站逐日水沙资料,统计了各水文年汛期和非汛期不同流量级流量出现频次,推算出不同水文年黄河下游达到冲淤平衡的临界输沙量为平水年6.54亿t、丰水年8.83亿t、枯水年3.95亿t,平均6.44亿t。(2)三门峡、花园口和高村断面因水土流失引起的氨氮非点源污染负荷占总污染负荷的比例平均值依次为52.8%、52.7%和53.5%,而全磷分别达85.9%、76.8%和73.6%。参照地表水环境质量标准,三门峡断面非点源污染非常严重,达到或劣于Ⅳ类水质的比例达到92.5%,而花园口和高村断面达到或优于Ⅲ类的比例分别达到70.4%和59.2%。下游河道在不同水沙组合下达到Ⅲ类和Ⅱ类水质标准的临界输沙量分别平均为7.93亿t和5.20亿t。(3)结合黄土高原水利水保措施拦沙量、头道拐水文站多年平均输沙量和泥沙输移比等的研究成果,推算出下游河道冲淤平衡且分别达到Ⅲ类、Ⅱ类水质标准时,河口镇至花园口区间的容许流失量为9.41亿t和8.41亿t,河口镇至河龙华状区间土壤容许流失量为8.43亿t和7.19亿t。(4)选取土壤侵蚀产沙量、人口密度、治理期的减沙效益以及人均纯收入作为中游黄土高原不同侵蚀类型区土壤容许流失量的分配指标,并参考各类型区退耕后(1998～2007年)土壤侵蚀强度及较退耕前(1970～1989年)的减沙效益增幅,确定中游黄土高原不同侵蚀类型区的土壤容许流失量变化在50.0～5 000.0t/(km2·a),其中高原土石山区最小,而黄土残塬沟壑区最大。

全文目录

摘要  6-7
ABSTRACT  7-11
第一章绪论  11-25
  1.1 研究背景及意义  11-13
    1.1.1 研究背景  11-12
    1.1.2 研究意义  12-13
  1.2 相关研究进展  13-23
    1.2.1 T 值的研究进展  13-20
    1.2.2 黄河下游的泥沙输移与水质健康  20-23
  1.3 研究内容  23
  1.4 小结  23-25
第二章研究区概况及研究方法  25-30
  2.1 研究区概况  25-26
  2.2 资料来源  26-27
    2.2.1 水文泥沙资料  26
    2.2.2 干流污染物含量资料  26-27
    2.2.3 侵蚀类型区社会经济资料  27
  2.3 研究方法与技术路线  27-29
    2.3.1 研究方法  27-29
    2.3.2 技术路线  29
  2.4 小结  29-30
第三章黄河下游河道冲淤平衡时的临界输沙量研究  30-42
  3.1 黄河下游的冲淤特征  30-32
    3.1.1 三门峡水库不同运用时期的冲淤特征  30-31
    3.1.2 小浪底水库运用初期下游冲淤特征  31-32
  3.2 黄河下游冲淤平衡的临界含沙量的确定  32-38
    3.2.1 不同量级流量临界含沙量界定  32-33
    3.2.2 花园口断面不同水文年临界含沙量分析  33-37
    3.2.3 高村站临界含沙量分析  37-38
  3.3 不同水文年河道冲淤平衡的临界输沙量  38-41
    3.3.1 花园口至高村河段的临界输沙量的确定  38-39
    3.3.2 黄河下游临界输沙量分析  39-41
  3.4 小结  41-42
第四章黄河下游水质达标的临界输沙量估算  42-57
  4.1 水土流失引起非点源污染估算方法  42-43
  4.2 污染物指标与浓度的选择  43-44
  4.3 黄河下游不同断面水体的非点源污染程度  44-50
    4.3.1 下游水体现实污染状况  44-45
    4.3.2 下游不同断面非点源污染负荷的比重  45
    4.3.3 水土流失带来黄河下游非点源污染分析  45-50
  4.4 基于水质标准的黄河下游的容许输沙量估算  50-56
    4.4.1 水土流失引起的黄河下游水质类别分析  50-51
    4.4.2 达到不同水质类别的临界输沙量估算  51-56
  4.5 小结  56-57
第五章黄土高原土壤容许流失量  57-61
  5.1 黄河下游河道健康的临界输沙量确定  57
  5.2 基于下游健康的黄土高原土壤容许流失量  57-60
    5.2.1 黄土高原泥沙输移比选取  57-58
    5.2.2 河道排沙比选取  58
    5.2.3 黄河中游水利水保措施拦沙量  58-59
    5.2.4 黄土高原土壤容许流失总量的推算  59-60
  5.3 小结  60-61
第六章黄土高原不同侵蚀类型区土壤容许流失量  61-70
  6.1 土壤侵蚀类型区及其总土壤容许流失量的确定  61-64
  6.2 影响土壤容许流失量指标的选取  64
  6.3 土壤侵蚀类型区的侵蚀强度变化  64-65
  6.4 土壤侵蚀类型区土壤容许流失量的确定  65-69
  6.5 小结  69-70
第七章结论  70-72
  7.1 黄河下游河道冲淤平衡时的临界输沙量  70
  7.2 黄河下游水质达标时的临界输沙量  70
  7.3 中游黄土高原的土壤容许流失量  70-71
  7.4 土壤侵蚀类型区的土壤容许流失量  71
  7.5 存在问题  71-72
参考文献  72-78
致谢  78-79
作者简介  79

基于下游河流健康的黄土高原土壤容许流失量

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