一、流域侵蚀产沙模型述评(论文文献综述)
张鹏飞[1](2020)在《黄土丘陵沟壑区坝控流域侵蚀产沙及泥沙来源》文中研究表明黄土高原是我国乃至世界上水土流失最为严重的地区之一。黄土丘陵沟壑区作为黄土高原侵蚀产沙的主要发生部位,一直都是科学研究的热点区域。黄土丘陵沟壑区以黄土丘陵作为主要的地貌形态,依据地形地貌、侵蚀状况差异细分为5个副区,丘陵沟壑区地形破碎、沟壑纵横、植被稀疏、生态环境脆弱,水土流失极为严重,迫使黄土高原成为黄河泥沙主要来源区。为有效治理水土流失,改善生态环境,自上世纪50年代开始,黄土高原地区开展了一系列水土保持工作,尤其是1999年退耕还林(草)政策实施以来,黄土高原土壤侵蚀环境逐渐转好,土壤侵蚀强度不断降低,河流入黄泥沙锐减。探讨变化环境下的流域土壤侵蚀产沙特征及泥沙来源对黄土高原未来水土流失防控、黄河水沙调控具有重要意义。本研究通过以“黄土高原”、“Loess Plateau”、“淤地坝”和“Check dam”等为关键词检索并整理基于淤地坝沉积泥沙反演侵蚀产沙的相关历史文献,明晰黄土丘陵沟壑各副区在退耕还林(草)政策实施前后及不同时段流域产沙强度变化特征;经遥感解译及实地调研,在大理河和皇甫川流域各选4座具有一定淤积年限的“闷葫芦”坝,根据泥沙淤积特性划分旋廻层次并采集样品,通过大水对应大沙原则,将旋廻层次与次降雨事件对应,建立淤地坝侵蚀产沙时间序列,反演流域侵蚀产沙过程,明确不同时期流域侵蚀产沙强度变化特征;将典型坝控流域内不同土地利用方式划分潜在物源类型,同时依据土壤特性应用统计学方法筛选具有诊断能力的指纹因子的最优组合,通过多元混合模型求解各源地泥沙贡献,明确坝控流域主要侵蚀热点区域,为区域水土流失防控与水保措施精准配置提供科学依据。主要结论如下:(1)退耕还林(草)政策的实施有效降低黄土高原丘陵沟壑各副区侵蚀产沙强度。与退耕前相比,退耕后丘1区、丘2区、丘3区和丘5区流域产沙强度分别下降了48.4%、80.2%、60.6%和43%,退耕后各副区产沙强度大小关系为丘1区>丘2区>丘3区>丘5区;各副区侵蚀强度由退耕前的极强烈侵蚀、剧烈侵蚀、强烈侵蚀和中度侵蚀转变为退耕后的强烈侵蚀、中度侵蚀、轻度侵蚀和轻度侵蚀,但各副区侵蚀程度仍高于西北黄土高原地区的容许土壤流失量。(2)大理河流域和皇甫川流域典型淤地坝的侵蚀产沙强度差异显着。大理河流域各典型坝年均产沙强度关系为李家洼坝(14995t·km-2·a-1)>吉利坪坝(8899t·km-2·a-1)>红砂石畔坝(7792t·km-2·a-1)>杜家河坝(3963t·km-2·a-1),皇甫川流域各典型坝年均产沙强度表现为:忽鸡图坝(19630t·km-2·a-1)>小石拉塔(17216t·km-2·a-1)>杨家沟坝(10610t·km-2·a-1)>乌兰沟坝(10545t·km-2·a-1)。大理河典型流域退耕前年均产沙强度为8288t·km-2·a-1,退耕后年均产沙强度为5230t·km-2·a-1,退耕后流域产沙强度减少36.9%;皇甫川退耕前后典型坝控流域的年均产沙强度分别为17315t·km-2·a-1和13459t·km-2·a-1,退耕后流域产沙强度降低了22.3%。对比大理河和皇甫川典型坝控小流域年均侵蚀产沙强度发现,退耕还林(草)实施前后,皇甫川典型坝控流域产沙强度均远高于大理河流域。(3)在大理河和皇甫川流域选择杜家河坝和忽鸡图坝两个典型坝控小流域,将侵蚀物源均划分为三种类型,其中杜家河坝分为坡草地、耕地和陡坡沟壁,最终筛选出的指纹因子最优组合为SOC、Sr、Xfd和Eu,该组合正确的对85.2%的源地样点进行了分类,通过多元混合模型计算出各源地泥沙贡献关系为陡坡沟壁(54%)>耕地(26%)>坡草地(20%);忽鸡图坝物源类型分为坡草地、林地和陡坡沟壁,指纹因子最优组合为Na、TN、SOC、Xfd、Zr、P和K,该组合正确的对95.4%的源地样点进行了分类,各源地泥沙贡献关系为陡坡沟壁(47%)>坡草地(31%)>林地(22%)。
田小靖[2](2020)在《黄土高原流域侵蚀产沙变化及其驱动因素》文中研究说明土壤侵蚀和水土流失使得水土资源遭到破坏,土地生产力降低,流域侵蚀产沙过程加剧。近几十年来随着降雨量减小和人类活动的干扰,以及生态恢复政策的出台与贯彻落实,黄土高原流域侵蚀产沙环境得以改善,水土流失面积缩小,治理效益显着。因此,研究黄土高原环境要素的变化与流域侵蚀产沙的关系,可进一步明确未来黄土高原生态治理方向和方法。本研究收集并整理了黄土高原河流46个水文控制站1961-2016年输沙序列、231个雨量站1961-2014年日降雨资料、1981-2016年植被归一化指数(NDVI)序列、数字高程模型(DEM,90×90m)、1990/2000/2005/2010四期土地利用数据,以及4963座骨干淤地坝与研究区2017年的梯田空间分布数据,选用Mann-Kendall趋势检验法、累积距平法、Pettitt突变检验法和水文情势突变方法等定量分析了黄土高原流域侵蚀产沙时空变化特征和入黄沙量变化,辨析了侵蚀产沙的主要驱动因子:降雨、植被、地形水系、土地利用和水保措施的变化特征;利用皮尔逊相关系数法分析流域侵蚀产沙与各驱动因子的相关性,筛选出侵蚀产沙关键驱动因子;基于多元线性回归法(偏最小二乘回归)建立产沙与关键驱动因子的关系模型,探究流域侵蚀产沙对降雨、植被、土地利用等环境要素变化的响应,主要结论如下:(1)1961-2016年黄土高原黄河干流和支流年输沙量均呈极显着减小趋势(p<0.01),且发生两次突变,经历了高输沙阶段、稳定输沙阶段和低输沙阶段。干流兰州、头道拐、龙门和潼关站年输沙量多年均值分别为0.50、0.88、5.66和8.28亿t/a。主要支流洮河、皇甫川、窟野河、无定河和渭河等输沙量逐年代减小,且年代间差异显着,大部分支流突变发生在20世纪70年代和90年代;黄土高原各子流域区间产沙量呈显着减小趋势(p<0.01),且黄河中游部分区间产沙量为负值,输沙模数从早期的大于20000 t/km2/a减小至4000 t/km2/a以下。(2)1961-2016年期间黄土高原流域侵蚀产沙在逐年减少,干流不同区间入黄沙量也随之减少,其中头道拐-龙门区间来沙量对黄河泥沙含量变化影响最大。兰州-头道拐、头道拐-龙门和龙门-潼关区间入黄沙量多年平均值分别为0.38、4.77和2.62亿t,减小速率分别为0.0151、0.1848和0.0617亿t/a。(3)黄土高原降雨呈不显着减小趋势,而植被呈极显着上升趋势,在空间上两者分布特征一致,表现为由西北向东南递增。1981-2016年植被恢复向好,其中黄河中游渭河、泾河、北洛河和无定河,以及延河等植被恢复最明显;1990-2010年期间该区主要土地利用类型有林地、草地和耕地,约占区域总面积90%,且林地和草地占比在逐年增加,耕地在逐年减小。(4)影响黄土高原流域侵蚀产沙变化的关键驱动因子为年降雨量(P)、植被盖度(NDVI)、草地面积占比(GR)和河网密度(Rd),与输沙模数关系模型表达式为:Sm=0.0014P+0.4648NDVI-3.8468Rd+2.1555GR-0.5476,模型决定系数为0.848,且模型验证效果R2达到0.507,验证效果较好。
黄萱[3](2019)在《植被覆盖和降雨变化对流域水沙过程的影响机制 ——以堵河流域为例》文中指出流域侵蚀产沙和水文过程影响因素众多,短时间内地形、土壤等因素相对稳定,而植被覆盖和降雨易变。上世纪80年代,我国农村施行的“家庭联产承包责任制”政策大大调动了农民的生产积极性,垦殖面积与规模持续快速扩大,但由此也导致了大量植被破坏,水土流失等生态环境问题。为此,在90年代后期,我国政府实施了天然林保护工程、退耕还林、长治工程以及小流域治理等一系列生态恢复建设工程,使得植被覆盖显着提高,土地利用发生较大变化。在全球气候变化的大背景下,暴雨事件频发加重了区域水土流失防治的难度。为了深入理解植被覆盖和降雨变化对流域水沙过程的影响机制,本文以南水北调中线水源地丹江口库区典型流域——堵河流域为研究对象,基于流域水文、气象长期监测数据,结合流域地形、土壤、土地利用及植被覆盖等资料,系统研究了土地利用/植被覆盖变化在不同时间尺度上对流域产流产沙的影响,阐明了暴雨时空格局和流域产流产沙过程的关系,在此基础上建立了流域气候-植被-水沙过程复杂系统的解耦方法,定量分离了气候和植被覆盖对流域水文过程直接和间接影响。主要结论如下:1)通过分析比较不同时期堵河流域及其子流域径流量、径流泥沙浓度和产沙量,揭示不同时间尺度上土地利用对流域侵蚀产沙的影响机制。通过双累积曲线将研究时段1975-2009年划分为三个阶段:1975-1984年(P1)、1985-1999年(P2)和2000-2009年(P3)。堵河流域年均径流深呈先下降后保持稳定的趋势,年均产沙量在三个时期不断下降。子流域年均径流深呈先下降后上升趋势,年均产沙量则不断下降。通过分析不同时期径流和泥沙浓度年内变化,发现P1-P2时期,堵河流域及其子流域年均产沙量减少主要是由于径流量和泥沙浓度减少共同导致,而P2-P3期间,堵河流域及其子流域年均产沙量的减少是由于“退耕还林”造成流域泥沙浓度减少引起。2)土地利用变化影响堵河流域及其子流域次降雨尺度上的水沙关系。相同径流量下堵河流域的泥沙浓度较子流域更稳定,但随着植被覆盖的增加,子流域的径流-泥沙关系也趋于稳定。堵河流域不同时期泥沙浓度仅在高流量中观察到显着差异,P3期间泥沙浓度显着低于P1和P2时期,在低流量或中流量情况下,堵河流域不同时期泥沙浓度之间没有显着差异。子流域的泥沙浓度在中流量情况下,P3时期显着低于P1和P2时期,在高流量的情况下,P3时期显着低于P1和P2时期,在低流量情况下泥沙浓度之间没有显着差异。3)阐明了暴雨时空格局对流域产流产沙的影响。通过聚类分析,根据降雨量、暴雨空间变异系数和最大日降雨量将堵河流域1979-2010年间184场暴雨分成:空间分布不均的暴雨(Ⅰ)、空间分布均匀的暴雨(Ⅱ)、空间分布不均的强暴雨(Ⅲ)和空间分布均匀的强暴雨(Ⅳ)四类。比较不同暴雨类型下流域水文响应特征,研究发现,不同暴雨类型引起的径流和泥沙差异很大:暴雨类型Ⅳ产流产沙总量和其他三种暴雨类型存在数量级差异,32年间12场暴雨类型Ⅳ贡献了研究期总泥沙产量的30%;暴雨类型Ⅱ和暴雨类型Ⅲ降雨量类似,尽管产流产沙量不存在显着差异,但暴雨类型Ⅲ最大泥沙浓度显着高于暴雨类型Ⅱ。4)揭示了不同暴雨类型下水沙过程对植被覆盖变化的响应规律。研究发现“退耕还林”的减沙效应主要来自暴雨类型Ⅳ下径流泥沙的减少。暴雨类型Ⅳ下减水减沙效果显着,对退耕还林及土地利用格局改变敏感,暴雨类型Ⅱ下减沙效果明显。“退耕还林”前,暴雨类型Ⅰ和暴雨类型ⅡⅠ下径流-泥沙滞后关系曲线多呈顺时针滞后,暴雨类型Ⅱ下呈8字型滞后,暴雨类型Ⅳ则表现出复式滞后;“退耕还林”后,所有暴雨类型下均以顺时针滞后为主。降雨和植被覆盖变化会导致流域“源汇”的功能转化,滞后关系越复杂,泥沙来源越广泛,“侵蚀源”的连通性越好。特大暴雨发生时,流域水文连通性增强,流域“侵蚀源”增多,植被覆盖有效减少了流域内部“侵蚀源”分布。5)利用偏最小二乘-结构方程模型量化了植被和气候变化对流域水文特征直接和间接影响。通过建立的模型,发现降雨和温度相关变量可以解释88%的植被变化,植被和气候变化可以解释67%的径流变异特征,气候、植被和径流特征综合解释了62%的泥沙变异。通过分解变量间直接和间接效应,揭示了气候与植被对流域水沙过程的影响机制。降雨和温度直接影响径流,同时还通过其对植被的影响间接影响径流变化。植被与径流泥沙均呈负相关,植被的减沙效果(总效应=-0.20)大于其减流效果(总效应=-0.12)。植被主要通过减少径流来减少产沙量,其对泥沙的直接影响(直接影响=-0.09)小于其通过减流对泥沙的间接影响(间接影响=-0.11)。
秦伟,曹文洪,左长清,朱清科,张晓明[4](2015)在《考虑沟-坡分异的黄土高原大中流域侵蚀产沙模型》文中认为针对黄土高原坡面沟缘线上、下侵蚀产沙分异显着的特点,以及机理模型在大中流域不易应用的现状,利用基于Hc-DEM的沟缘线自动提取技术,划分流域沟间地和沟谷地地貌单元.在改进坡长因子算法和改造沟坡侵蚀模型的基础上,提出沟间地运用通用土壤流失方程为模型框架评估面蚀为主的坡地侵蚀,沟谷地运用改造沟坡侵蚀模型评估冲蚀为主的沟谷侵蚀,并与泥沙输移比分布模型集成确定流域侵蚀产沙分布的模型体系.经在北洛河上游流域检验,模型体系能良好模拟流域多年平均侵蚀产沙,在年际尺度也具有较好可靠性,可为黄土高原大中流域水土保持效益评价和水土流失防治规划提供技术支撑.
崔普伟[5](2010)在《基于单元流域的黄土丘陵沟壑区岔巴沟流域次暴雨产沙经验模型研究》文中提出黄土丘陵沟壑区具有极高的土壤侵蚀强度,该地区是黄河泥沙的主要来源,是黄土高原水土流失最严重的地区。有关该地区的产流产沙模型比较丰富,但是在产流产沙因子指标的研究上仍是个尚未完全解决的问题。泥沙输移比模型的研究是揭示黄河泥沙输移状况的重要手段,目前我国泥沙输移比的研究还处于探索性阶段,距离实际应用还有较长一段路。鉴于此,论文以位于陕北黄土丘陵沟壑区的子洲岔巴沟径流实验站观测资料为基础,以蛇家沟和团山沟为研究对象,开展了次暴雨产流与降雨、土壤含水量、植被覆盖、地形地貌的作用关系研究,次暴雨产沙与径流深、洪峰流量的关系研究,以及泥沙输移比与降雨、径流、含沙量、河道泥沙因子作用关系研究,建立了一个完整的蛇家沟次暴雨侵蚀产沙模型理论框架,最后还探讨了岔巴沟侵蚀产沙模型计算方法。具体得到如下一些结论:(1)对于无水保措施的单元流域(流域面积<1km2),影响次暴雨产流的主要因子是降雨、前期影响雨量,植被覆盖和地形地貌对产流的影响不明显。降雨指标中,次降雨量和10分钟雨强乘积的复合因子与径流深相关性最高,10分钟雨强与径流系数的相关性最强,复合因子和10分钟雨强是最优的降雨指标。前期降雨指标中,前期第11~15天影响雨量与产流的相关性最好,且差异性不明显,前11天影响雨量即可满足产流建模要求。由此构建的单元流域次暴雨产流模型具有较好的模拟精度和推广应用价值。岔巴沟单元流域侵蚀性降雨雨量标准为12mm,可以把这个作为模型的输入条件,减少模拟计算量。(2)对次洪含沙量的影响因素研究发现,次洪洪峰流量和次洪最大含沙量是其重要的影响因子。根据次洪输沙量的定义,可知径流深与流域产沙成正比关系,研究选取径流深、洪峰流量和径流深、最大含沙量,经检验、验证及与其产沙模型的比较说明,论文构建的两个流域产沙模型具有很好的模拟。次暴雨产沙模型的研究中发现,受高含沙水流的影响,对于不同产沙水平的洪水事件,流量-含沙量间的相互作用关系发生了很大的变化,对产沙模数小于300t/km2次暴雨事件,流量的对数函数拟合效果明显优于幂函数拟合;对产沙模数大于1000t/km2次暴雨事件,流量的幂函数拟合效果好于对数函数拟合。(3)蛇家沟多年平均泥沙输移比小于1,次暴雨泥沙输移比变化范围在0.483~1.111。泥沙输移比模型最重要因子是最大水流含沙量,其次是径流系数、泥沙存储天数(相邻两次洪水事件间的时间)、降雨历时,且泥沙存储天数指标对次暴雨泥沙输移比的作用大于降雨量、降雨历时、平均雨强。由此构建的模型具有很好的实用性。(4)比较研究了岔巴沟侵蚀产沙计算的嵌套外推模型法和降雨-产流-产沙法,表明嵌套外推法是较好的一种计算方法,并且通过参数的灵敏度分析和因子贡献性分析,检验了嵌套模型的各模拟因子的重要性。其次阐述了岔巴沟流域的半分布式侵蚀产沙理论模型。
张建波[6](2009)在《基于DEM的流域地貌形态特征量化及侵蚀产沙模型研究》文中提出流域地貌形态与流域降雨侵蚀产沙共同形成一个相互作用而又彼此制约的复杂动态系统。流域地貌形态特征的科学量化表达是界定和揭示该动态系统的定量作用机制和规律的关键科学问题。近年来,随着分形理论在地理学领域的应用及计量地理学与分形地貌学的兴起和GIS技术的深入应用,流域地貌分形学研究也日益深入。结合流域地貌形态特征量化指标研究流域侵蚀产沙的尺度效应,可以为流域侵蚀产沙尺度转换研究提供很好的基础。本研究对基于分形理论和DEM计算流域地貌三维分形信息盒维数的方法进行了改进,利用改进的计算方法对岔巴沟流域及其子流域进行了不同像元尺度DEM的地貌三维分形信息盒维数进行了测算,分析了流域地貌三维分形信息盒维数计算值与DEM像元尺度间的关系,并将测算结果与对应子流域的其它地貌形态量化指标进行了比较研究。最后,以三维分形信息盒维数作为地貌指标,建立了流域次暴雨侵蚀输沙与模型,经验证,该模型有较好的预测精度和可靠性。通过以上研究,得到如下结论:(1)流域地貌三维分形信息盒维数作为刻画地形地貌的指标,其计算值随着所采用的DEM像元尺度的变化而变化,在不同的DEM像元尺度下与三维分形信息盒维数真值的接近程度也不同。对于同一流域地貌,三维分形信息盒维数与像元尺度间有着非常密切的关系。利用DEM研究不同流域地貌,将三维分形信息盒维数作为地形地貌指标进行比较研究时,应考虑DEM像元尺度,只有像元尺度相同的情况,包含的微小地貌信息量处于同一水平时,三维分形信息盒维数计算值才具有可比性。利用流域地貌三维分形信息盒维数与DEM像元尺度间的回归关系可以对同一流域无标度区内任意像元尺度的DEM进行三维分形信息盒维数计算,从而提高回归方程的通用性和分维计算值的可比性。(2)对于同一流域,各地貌因子并不是彼此孤立的,在一定程度上是相互联系、相互制约的,各地貌指标所表达的地貌信息也是相互包含和相互重叠的,而这种关系的密切程度,各地貌因子之间是不一样的。基于DEM数据提取的诸多地貌指标间,有的呈明显的函数关系,有的相关性不显着却有间接的相关关系。总的来看,流域地貌三维分形信息盒维数作为刻画流域地形地貌的因子,反映了流域地貌三维表面的复杂程度,在一定程度上包含了流域沟道总长度、流域面积、流域长度、流域高差、流域平均高差、流域侵蚀积分值、流域沟道密度等流域地貌因子的部分信息。(3)影响岔巴沟流域侵蚀产沙的因子主要是降雨、径流、地貌因素。不同流域次暴雨输沙模数Ms与径流深h、洪峰流量模数Qs相关性极显着,与流域地貌三维分形信息盒维数Di显着相关。对影响流域次暴雨输沙模数Ms的主要因素径流深h、洪峰流量模数Qs和流域地貌形态特征三维分形信息盒维数进行了回归分析,通过机理分析与数理统计方法,建立了岔巴沟流域次暴雨输沙的回归方程,经验证,该方程能较好地进行次暴雨输沙量的预测。
秦伟[7](2009)在《北洛河上游土壤侵蚀特征及其对植被重建的响应》文中指出土壤侵蚀是危及人类生存与发展的重要环境问题。黄土高原地区水资源短缺、生态环境脆弱,已成为我国乃至世界上水土流失最严重的地区之一。20世纪50年代以来,该区相继开展了一系列大规模的水土保持工程和林业生态工程。尤其是20世纪末开始大规模实施的退耕还林(草)工程,在控制水土流失、改善生态环境方面取得了显着成效。研究该区土壤侵蚀特征及其对植被重建的响应,能够为黄土高原林业生态建设和水土流失治理提供重要的理论依据与决策参考。本文以黄土高原腹地和林业生态工程的典型示范区北洛河上游为研究区,运用统计学分析方法、数字流域技术、水文学和景观生态学理论,结合多年水文气象观测数据、不同分辨率遥感影像及数字高程模型等基础资料,分析了流域降雨时空分布特征和土地利用/覆盖变化(LUCC):建立了基于数字高程模型和水流路径的沟缘线提取方法,据此探讨了流域地貌特征,进行了面向地貌特征的侵蚀风险评估;在研究流域径流、输沙变化趋势、特征时段及变化驱动因素的基础上,确定了植被重建对流域水沙的调控效应;基于高分辨率遥感影像,提取了坡面浅沟及其地形参数,分析了浅沟侵蚀的地形临界特征;在划分流域地貌单元、改进坡长因子算法、改造次降雨沟坡侵蚀模型的基础上,分别运用修正通用土壤流失方程(RUSLE)、沟坡侵蚀模型和泥沙输移分布模型(SEDD),评估了不同特征时段坡面与沟坡的侵蚀强度;通过集总侵蚀评估结果、模拟流域产沙,研究了不同地貌部位的侵蚀、产沙对植被重建的响应,建立了流域侵蚀空间分布模型,确定了不同环境因素在植被重建前后对侵蚀空间分异的相对贡献。主要获得如下结论:(1)北洛河上游年降雨量自西北向东南递增,但空间差异不显着。近十余年来,降雨量略有增加,干旱年份和极端降雨天气的发生机率略有减少。以1999年大规模开展植被重建为界,年均降雨量和降雨侵蚀力分别提高5.07%和8.64%,植被重建后气候背景具有增加径流、输沙的潜在条件。(2)研究区河网临界支撑面积介于0.5~1.0 km2,不同级别的沟谷密度均大于0.91 km/km2,沟间地和沟谷地分别占该区总面积的68.29%和31.7l%,表现出沟壑纵横、支离破碎的地貌特征。流域88.05%的区域存在中度以上的侵蚀风险,大部分地方具备发生较强土壤侵蚀的地形条件。(3)1986-2004间,流域植被覆盖率由56.74%提高为76.76%。其中,林地增加趋势最为明显,变化速率较快、变化程度较剧烈。不同土地利用类型中,林地和高覆盖度草地的重心向东南转移,农地和中、低覆盖度草地的重心向西北转移。景观格局呈现斑块数量增加、镶嵌度提高、同类斑块联通性下降,从而造成景观多样性显着增加、破碎度明显增大的变化特征。(4)1980-2004年间,流域径流、输沙变化分为3个阶段。其中,2001-2004年为植被重建的水沙调控效应期。4年共减少径流13 808.0万m3、输沙14 250.8万t。单位面积新增林地年均理水、减少能力分别达2.67万m3/km2和2.75万t/km2。(5)浅沟侵蚀主要受坡面坡度、长度、坡向和上坡长度等地形因素影响,其上限与下限临界坡度分别介于26~27°和15~20°,临界坡长介于50~80 m。(6)植被重建后,流域侵蚀强度由12 652.06 t/(km2·a)下降为6 036.72 t/(km2·a);产沙强度由3 896.99万t/a减少为1 795.50万t/a。其中,坡面侵蚀、产沙强度分别由5 770.46 t/(km2·a)和1 308.81万t/a减少为1 437.93 t/(km2·a)和322.46万t/a;沟坡侵蚀、产沙强度分别由28 093.92 t/(km2·a)和2588.18万t/a减少为16 196.91 t/(km2·a)和1473.04万t/a。坡面内,单位面积新增林地年均减少侵蚀11 752.10 t/(km2·a)、产沙1.14万t/a。沟坡产沙比例由66.41%提高为82.04%,成为目前流域内最主要的侵蚀、产沙源。(7)植被重建前,地形、植被和降雨对流域侵蚀强度空间分异的相对贡献分别为17.30%、20.79%和61.91%;植被重建后,各类侵蚀影响因素的相对贡献率分别为15.73%、57.67%和26.60%。植被重建使得植被对流域侵蚀强度空间分异的相对贡献提高36.88%,从影响最小的因素转变为影响最大的因素。
肖飞鹏,程根伟,鲁旭阳[8](2009)在《流域降雨侵蚀模型研究进展》文中指出流域降雨侵蚀模型是预报水土流失、评价水土保持措施、指导流域生态与环境建设的重要工具。回顾了国内外流域降雨侵蚀模型的研究历程,按其研究方法将模型分为经验相关模型、物理过程模型和概念性模型3类,阐述了流域降雨侵蚀模型研究现状和存在的问题,并进一步对模型的未来研究方向与趋势作出了分析与展望。
廖义善[9](2008)在《基于GIS黄土丘陵沟壑区流域侵蚀产沙模拟及尺度研究》文中认为土壤侵蚀产沙模型是进行水土资源管理、定量评价水土保持措施和进行土壤侵蚀灾害评价的有效工具。分布式土壤侵蚀模型即将流域划分为很多更小的单元(小流域、地块、栅格),其目的是使每个划分单元内下垫面条件(土壤、植被覆盖度、坡度、土地利用方式)尽可能一致,避免模型参数的过度均一化,造成与实际自然状况的不符。在被划分的流域单元格上进行参数的输入,然后依据一定的数学表达式,计算出流域每个单元格的产流量、产沙量,最后根据一定的汇流、汇沙算法,演算出流域出口处的径流总量与产沙总量。目前,国内外已经建立了很多成熟的分布式水文模型、土壤侵蚀模型,这些模型的建立对本论文分布式侵蚀产沙模型的研究起到了非常好的借鉴作用。但利用黄土丘陵沟壑区特殊的水沙关系建立的分布式模型还不多见。本文根据国内外的研究现状,借鉴前人研究成果,并对研究区域进行实地考察,利用黄土丘陵沟壑区产流、产沙的特点,在分析研究黄土丘陵沟壑区地形、地貌、降雨等对流域侵蚀产沙影响;流域侵蚀产沙的时空尺度效应;流域侵蚀产沙强度变化趋势的基础上,运用计算机科学与GIS技术,采用VB.NET+SQL SERVER2000+ARC Engine9.2开发出具有空间数据的编辑、浏览,属性数据的编辑、浏览、管理,模型的运算等3个模块的蛇家沟侵蚀产沙分布式模型。所做的工作主要分为以下几方面:(1)初步分析了黄土丘陵沟壑区坡面侵蚀产沙的特点。分析、讨论降雨、坡度、坡长对坡面侵蚀产沙的影响程度大小,认为降雨特性对坡面侵蚀产沙的作用最大,坡度次之,坡长最小。回答了临界坡度、临界坡长是否为定值,当坡度、坡长、降雨变化时,坡面侵蚀产沙量增大或减小的原因。(2)初步分析了黄土丘陵沟壑区地貌的现状及其特征、地貌对流域侵蚀产沙的影响以及流域侵蚀产沙的趋势。着重讨论沟壑密度在不同时空尺度下对流域侵蚀产沙的影响:沟壑密度并不是简单的随着流域面积的增大而减小,沟壑密度的空间尺度效应与所提取沟壑的级别有关:沟壑密度与产沙模数不是简单的成正相关关系,沟壑对流域侵蚀产沙的影响与沟壑的级别以及沟壑的部位有关;在不同的时间尺度下,不同级别的沟壑对侵蚀产沙的影响也不一样。(3)初步分析了黄土丘陵沟壑区峁坡、全坡面、毛沟、支沟、干沟等不同空间尺度下,在次暴雨、月、年等不同时间尺度下的侵蚀产沙情况。分析随着时间尺度与空间尺度的变化流域侵蚀产沙的变化情况,以及流域侵蚀产沙受时间尺度与空间尺度的影响程度。研究表明,在小的时间尺度下,时间变化比空间变化更能引起产沙模数的变化,产沙尺度效应不明显。但在大的时间尺度上,产沙量是小时间尺度上产沙量之和,产沙模数随时间变化的波动通过累加被平滑,空间尺度变化对侵蚀产沙的影响加强。(4)分别分析和探讨黄土丘陵沟壑区典型小流域产流、汇流、侵蚀产沙的一系列过程。基于流域DEM、土地利用图、地貌图和降雨资料,结合该区域流域产流、产沙的特点,运用GIS技术与计算机技术建立蛇家沟流域侵蚀产沙分布式模型。模型的建立是基于黄土丘陵沟壑区普遍的产流、产沙规律,模型参数简单,通过校正CN可在其它相似的小流域内使用。该研究可为黄土丘陵沟壑区水土保持治理提供借鉴作用。
蔡强国,刘纪根,郑明国[10](2007)在《黄土丘陵沟壑区中大流域侵蚀产沙模型与尺度转换研究》文中研究表明由于侵蚀产沙因子时间和空间上的变异性,中大流域的侵蚀产沙过程模拟相对于小流域更为复杂化,目前已存在的物理模型和经验模型均难以很好地运用在中大流域。分析了中大流域的侵蚀产沙特点及已有的模型,认为尺度转换技术是实现大中流域侵蚀产沙模拟研究重要的途径,并对尺度转换的方法进行了探讨。
二、流域侵蚀产沙模型述评(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、流域侵蚀产沙模型述评(论文提纲范文)
(1)黄土丘陵沟壑区坝控流域侵蚀产沙及泥沙来源(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究进展 |
1.2.1 淤地坝发展概况 |
1.2.2 坝控流域侵蚀产沙研究 |
1.2.3 泥沙来源研究 |
1.3 研究目标及内容 |
1.3.1 研究目标 |
1.3.2 研究内容 |
1.4 技术路线 |
第二章 黄土丘陵区坝控流域土壤侵蚀产沙特征 |
2.1 研究区概况 |
2.2 研究方法 |
2.2.1 数据来源 |
2.2.2 不同时段划分 |
2.2.3 水力侵蚀强度分级 |
2.3 结果与分析 |
2.3.1 退耕还林(草)前后流域产沙强度特征 |
2.3.2 退耕还林(草)前不同时段流域产沙强度特征 |
2.3.3 退耕还林(草)后不同时段流域产沙强度特征 |
2.4 小结 |
第三章 典型坝控流域侵蚀产沙特征反演 |
3.1 研究区概况 |
3.1.1 大理河流域 |
3.1.2 皇甫川流域 |
3.2 研究方法 |
3.2.1 典型淤地坝选取及特征 |
3.2.2 流域地形及坝控面积的获取 |
3.2.3 旋廻层次划分及对应降雨事件 |
3.2.4 旋廻层样品采集及泥沙粒度测定 |
3.2.5 淤地坝淤积量的计算 |
3.3 结果与分析 |
3.3.1 典型淤地坝泥沙淤积特征 |
3.3.2 坝控流域侵蚀产沙强度 |
3.3.3 退耕前后流域产沙强度特征 |
3.4 小结 |
第四章 典型坝控流域泥沙来源 |
4.1 研究方法 |
4.1.1 样品采集 |
4.1.2 样品处理与测定 |
4.1.3 指纹因子筛选 |
4.1.4 多元混合模型 |
4.2 结果与分析 |
4.2.1 坝控流域概况及源地样点筛选 |
4.2.2 指纹因子识别 |
4.2.3 源地泥沙贡献 |
4.3 小结 |
第五章 主要结论与不足 |
5.1 主要结论 |
5.1.1 黄土丘陵区坝控流域侵蚀产沙特征 |
5.1.2 典型坝控流域侵蚀产沙 |
5.1.3 典型坝控流域泥沙来源 |
5.2 研究中的不足 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介 |
(2)黄土高原流域侵蚀产沙变化及其驱动因素(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景和意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 河流水沙变化 |
1.2.2 河流水沙变化驱动因素 |
1.2.3 水土保持措施减沙效应 |
1.2.4 流域侵蚀产沙环境变化 |
1.3 研究目标和研究内容 |
1.3.1 研究目标 |
1.3.2 研究内容 |
第二章 研究区域和研究方法 |
2.1 研究区概况 |
2.1.1 地理位置与地形地貌 |
2.1.2 气象与水文 |
2.1.3 植被与土壤 |
2.1.4 水土流失现状 |
2.1.5 社会经济条件 |
2.2 研究资料 |
2.3 研究方法 |
2.3.1 时间序列分析方法 |
2.3.2 皮尔逊相关系数法 |
2.3.3 偏最小二乘回归法 |
2.4 技术路线 |
第三章 黄土高原流域侵蚀产沙时空演变特征 |
3.1 黄土高原河流输沙量时间演变特征 |
3.1.1 输沙量年际、年代和趋势变化 |
3.1.2 输沙量突变及阶段性特征 |
3.2 黄土高原流域侵蚀产沙时空变化特征 |
3.2.1 黄土高原子流域分区 |
3.2.2 不同子流域侵蚀产沙趋势性变化及差异性 |
3.2.3 输沙模数时空演变特征 |
3.3 黄土高原河流入黄沙量变化 |
3.3.1 黄土高原河流不同区间入黄沙量变化 |
3.3.2 黄土高原河流不同区间不同时间段入黄泥沙量变化 |
3.4 本章小结 |
第四章 黄土高原流域侵蚀产沙驱动因素变化特征 |
4.1 降水指标变化特征 |
4.1.1 降水指标选取 |
4.1.2 降水指标时间变化特征 |
4.1.3 降水指标空间分布特征 |
4.2 植被覆盖时空变化 |
4.2.1 植被覆盖时间变化特征 |
4.2.2 植被覆盖空间分布特征 |
4.3 地形与水系特征空间差异分析 |
4.3.1 地形和水系指标选取 |
4.3.2 子流域区间地形指标特征 |
4.3.3 子流域区间水系指标特征 |
4.4 土地利用与水保措施变化 |
4.4.1 黄土高原土地利用变化 |
4.4.2 黄土高原水保措施变化 |
4.5 本章小结 |
第五章 黄土高原流域侵蚀产沙与驱动因子关系模型建立及评估 |
5.1 黄土高原流域侵蚀产沙与驱动因子相关性分析 |
5.2 黄土高原流域侵蚀产沙与驱动因子的关系模型及评估 |
5.3 本章小结 |
第六章 结论和不足 |
6.1 主要结论 |
6.2 研究中的不足与展望 |
参考文献 |
致谢 |
个人简介 |
(3)植被覆盖和降雨变化对流域水沙过程的影响机制 ——以堵河流域为例(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
1 选题背景及意义 |
2 文献综述 |
2.1 植被覆盖/土地利用对流域土壤侵蚀产沙的影响 |
2.2 气候对流域土壤侵蚀与产沙影响 |
2.3 分离气候与植被变化对流域土壤侵蚀与产沙的影响 |
2.3.1 时间序列对比分析法 |
2.3.2 成因分析法 |
2.3.3 实测—还原法 |
2.4 流域土壤侵蚀与产沙主要研究方法 |
2.4.1 土壤侵蚀模型 |
2.4.2 泥沙来源分析 |
2.4.3 水文连通性 |
2.5 流域土壤侵蚀与产沙文献计量学分析 |
2.5.1 研究规模演变 |
2.5.2 国际合作现状 |
2.5.3 研究热点分析 |
2.5.4 研究前沿分析 |
2.6 当前研究存在问题与不足 |
3 研究目标、研究内容与技术路线 |
3.1 研究目标 |
3.2 研究思路 |
3.3 研究内容 |
3.4 技术路线 |
4 研究区概况与资料处理 |
4.1 研究区概况 |
4.2 数据收集与处理 |
4.2.1 水文 |
4.2.2 气象 |
4.2.3 土地利用 |
4.2.4 植被 |
4.2.5 地形和土壤 |
5 土地利用变化对不同时间尺度上流域水沙的影响 |
5.1 概述 |
5.2 研究方法 |
5.2.1 双累积曲线 |
5.2.2 水沙关系模型 |
5.3 结果 |
5.3.1 时期划分 |
5.3.2 不同时期土地利用变化 |
5.3.3 不同时期产流产沙年际变化 |
5.3.4 不同时期径流和泥沙浓度年内变化 |
5.3.5 不同时期次降雨过程水沙关系比较 |
5.4 讨论 |
5.5 本章小结 |
6 流域水沙对暴雨时空格局和植被变化的耦合响应 |
6.1 概述 |
6.2 研究方法 |
6.2.1 暴雨聚类分析 |
6.2.2 径流-泥沙滞后关系曲线 |
6.3 结果 |
6.3.1 不同类型暴雨格局特征 |
6.3.2 不同暴雨类型下产流产沙特征 |
6.3.3 不同暴雨类型下产流产沙对植被覆盖变化响应规律 |
6.3.4 径流-泥沙滞后关系研究 |
6.4 讨论 |
6.5 本章小结 |
7 气候与植被变化对水沙影响的解耦与归因分析 |
7.1 概述 |
7.2 研究方法 |
7.2.1 时滞分析 |
7.2.2 解耦分析 |
7.3 结果 |
7.3.1 气候、植被和水文时间变化特征 |
7.3.2 植被指数对气候的滞后响应规律 |
7.3.3 水沙演变的解耦与归因分析 |
7.4 讨论 |
7.5 本章小结 |
8 结语 |
8.1 主要结论 |
8.2 展望 |
参考文献 |
攻读博士期间论文成果 |
致谢 |
(4)考虑沟-坡分异的黄土高原大中流域侵蚀产沙模型(论文提纲范文)
1 模型结构 |
1. 1 输入层与中间层 |
1. 2 模型层 |
1. 2. 1 沟间地单元侵蚀子模型沟间地单元主要发生面蚀,适用通用土壤流失方程模型结构 |
1. 2. 3 泥沙输移比分布子模型为确定流域泥沙输移比分布,选用 SEDD 模型 |
1. 3 输出层 |
1. 4 模型参数 |
2 模型应用检验 |
2. 1 流域概况 |
2. 2 基础数据 |
2. 3 模拟时段 |
2. 4 因子计算与参数率定 |
2. 5 模拟结果分析 |
3 结论与展望 |
(5)基于单元流域的黄土丘陵沟壑区岔巴沟流域次暴雨产沙经验模型研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 选题依据 |
1.2 研究综述 |
1.2.1 国内外经典土壤侵蚀模型介绍 |
1.2.2 流域侵蚀产沙模型研究进展 |
1.2.3 泥沙输移比模型研究进展 |
1.3 流域侵蚀产沙模型研究展望及研究设想 |
第二章 研究区概况及研究方案 |
2.1 岔巴沟流域 |
2.1.1 流域概况 |
2.1.2 地质 |
2.1.3 气候、水文 |
2.1.4 土壤及植被情况 |
2.2 研究内容、方法、技术路线 |
2.2.1 单元流域概念 |
2.2.2 研究内容、研究方法 |
2.2.3 技术路线图 |
2.3 数据来源 |
2.4 野外考察 |
第三章 单元流域次暴雨产流模型及影响因素研究 |
3.1 降雨、前期影响雨量对产流的影响 |
3.1.1 资料和方法 |
3.1.2 各降雨指标与产流的关系 |
3.1.3 不同天数前期影响雨量(P_(an))与土壤含水量的相关分析 |
3.1.4 团山沟次暴雨产流模型的建立 |
3.1.5 结论 |
3.2 植被覆盖对产流的影响 |
3.2.1 资料与方法 |
3.2.2 模型的建立与分析 |
3.2.3 结论 |
3.3 地貌特征对产流的影响 |
3.3.1 资料与方法 |
3.3.2 流域面积(A)与产流关系 |
3.3.3 主沟比降(J)对单元流域产流的影响 |
3.3.4 结论 |
3.4 单元流域次暴雨产流统计模型的建立 |
3.5 年内最大一次降雨侵蚀对全年侵蚀贡献的分析 |
3.6 岔巴沟侵蚀性降雨标准的分析 |
3.7 本章小结 |
第四章 单元流域次暴雨侵蚀产沙模型研究 |
4.1 资料与方法 |
4.2 次洪含沙量影响因素分析 |
4.3 团山沟次暴雨产沙模型的建立 |
4.4 模型模拟分析 |
4.4.1 不同模型模拟精度 |
4.4.2 各模型的绝对误差与相对误差分布变化规律 |
4.4.3 模型的选择及其适用条件分析 |
4.5 模型推广应用 |
4.5.1 模型在水旺沟上的应用 |
4.5.2 同其他模型在水旺沟上应用的比较 |
4.6 无资料地区单元流域产沙模型的建立 |
4.7 本章小结 |
第五章 泥沙输移比的计算及模型研究 |
5.1 资料与方法 |
5.2 泥沙输移比的计算 |
5.3 影响泥沙输移比的因素分析 |
5.4 次暴雨泥沙输移比模型的建立 |
5.5 蛇家沟流域次暴雨产沙模型理论框架 |
5.6 本章小结 |
第六章 岔巴沟流域次暴雨侵蚀产沙计算模型 |
6.1 岔巴沟产沙与蛇家沟产沙关系研究 |
6.1.1 资料与方法 |
6.1.2 岔巴沟与蛇家沟间的产沙关系 |
6.2 岔巴沟流域次暴雨产流、产沙计算 |
6.2.1 资料与方法 |
6.2.2 岔巴沟产流模型建立 |
6.2.3 岔巴沟产沙计算 |
6.3 岔巴沟次暴雨侵蚀产沙计算方法比较 |
6.4 岔巴沟嵌套模型参数的灵敏度分析、贡献性分析 |
6.4.1 灵敏度分析 |
6.4.2 贡献性分析 |
6.4.3 结论 |
6.5 岔巴沟次暴雨侵蚀产沙半分布式计算方案探讨 |
6.6 本章小结 |
第七章 主要结论与展望 |
7.1 主要结论 |
7.2 主要新意之处 |
7.3 有待进一步研究的问题 |
参考文献 |
致谢 |
附录 |
附1 时段雨强的宏计算 |
附2 团山沟1963-1969年72场降雨、径流数据 |
附3 团山沟1961-1969年95次洪水文泥沙数据 |
附4 蛇家沟1960-1969年34次暴雨降雨、径流、泥沙数据 |
附5 岔巴沟次暴雨产沙嵌套外推模型基础数据 |
作者简历 |
论文发表/完成情况 |
(6)基于DEM的流域地貌形态特征量化及侵蚀产沙模型研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 前言 |
1.1 选题依据 |
1.2 基本概念分析 |
1.2.1 土壤侵蚀与水土流失 |
1.2.2 尺度(scale)与尺度转换(scaling) |
1.2.3 分形与分形维数 |
1.3 流域地貌形态特征量化表达与侵蚀产沙的关系研究综述 |
1.3.1 以数理统计、相关分析为特征的流域地貌形态特征定量研究 |
1.3.2 侵蚀产沙模型中的地貌形态定量表达与流域侵蚀关系研究 |
1.3.3 流域地貌形态特征分形研究 |
1.3.4 DEM及流域地貌形态特征指标提取研究 |
1.4 不同空间尺度侵蚀产沙模型研究综述 |
1.4.1 坡面模型 |
1.4.2 流域模型 |
1.4.3 区域模型 |
1.5 土壤侵蚀尺度效应与尺度转换的研究 |
1.6 小结 |
第二章 研究区概况及研究方法 |
2.1 研究区概况 |
2.1.1 地理位置及其基本地貌信息 |
2.1.2 气候、水文 |
2.1.3 土壤及植被情况 |
2.1.4 地质 |
2.1.5 侵蚀情况 |
2.2 研究内容、方法及技术路线 |
2.2.1 研究内容 |
2.2.2 研究方法及技术路线 |
2.2.3 数据来源 |
2.3 野外考察 |
2.3.1 考察路线 |
2.3.2 考察内容 |
第三章 基于DEM的流域地貌形态量化指标计算方法研究 |
3.1 DEM数据说明 |
3.2 DEM精度验证 |
3.2.1 验证原理 |
3.2.2 验证过程 |
3.3 流域地貌三维分形信息盒维数计算 |
3.3.1 DEM的分维特征 |
3.3.2 三维分形信息盒维数计算原理 |
3.3.3 三维分形信息盒维数计算过程 |
3.4 其它基于DEM的地貌指标提取 |
3.4.1 沟壑特征信息提取 |
3.4.2 DEM子流域划分 |
3.4.3 流域面积、流域面积比和平均高差的提取 |
3.4.4 沟壑密度提取 |
3.4.5 最大高差、平均坡度、侵蚀积分值提取 |
3.5 小结 |
第四章 流域地貌形态指标提取结果及其相互关系分析 |
4.1 流域地貌形态量化单因子要素相关关系计算结果 |
4.2 流域地貌形态量化单因子要素关系分析 |
4.2.1 三维分形信息盒维数与地貌量化单因子的关系 |
4.2.2 其它地貌量化单因子间的关系 |
4.3 小结 |
第五章 基于DEM的流域地貌三维信息盒维数尺度效应与产沙模型研究 |
5.1 流域地貌三维分形信息盒维数与像元尺度关系研究 |
5.2 岔巴沟流域次暴雨统计产沙模型研究 |
5.2.1 模型因子的选取 |
5.2.2 模型建立 |
5.2.3 模型检验 |
5.3 小结 |
第六章 主要结论与研究展望 |
6.1 主要结论与创新点 |
6.2 需要进一步研究的问题 |
参考文献 |
致谢 |
作者简历 |
(7)北洛河上游土壤侵蚀特征及其对植被重建的响应(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
引言 |
1 土壤侵蚀特征及其对植被重建的响应研究进展 |
1.1 土壤侵蚀影响因素研究进展 |
1.1.1 降雨与侵蚀 |
1.1.2 地形与侵蚀 |
1.1.3 土壤与侵蚀 |
1.1.4 植被与侵蚀 |
1.2 土壤侵蚀定量评估研究进展 |
1.2.1 试验观测研究 |
1.2.2 元素示踪研究 |
1.2.3 侵蚀模型研究 |
1.3 土壤侵蚀对植被重建的响应研究进展 |
1.4 主要问题和发展趋势 |
2 研究区概况 |
2.1 吴起县概况 |
2.1.1 地理位置 |
2.1.2 地质地貌 |
2.1.3 气候 |
2.1.4 土壤 |
2.1.5 植被 |
2.1.6 水文 |
2.1.7 社会经济概况 |
2.2 定边县概况 |
2.2.1 地理位置 |
2.2.2 地质地貌 |
2.2.3 气候 |
2.2.4 土壤 |
2.2.5 植被 |
2.2.6 水文 |
2.2.7 社会经济概况 |
2.3 研究流域概况 |
2.3.1 地理位置 |
2.3.2 地质地貌 |
2.3.3 气候 |
2.3.4 土壤 |
2.3.5 植被 |
2.3.6 水文 |
2.3.7 生态建设概况 |
2.3.8 社会经济概况 |
3 研究方法和技术路线 |
3.1 研究思路 |
3.2 研究方法 |
3.2.1 基础资料收集 |
3.2.2 GIS数据库构建 |
3.2.3 降雨时空特征研究方法 |
3.2.4 地貌特征及侵蚀风险研究方法 |
3.2.5 土地利用/覆盖格局演变研究方法 |
3.2.6 径流和输沙变化特征研究方法 |
3.2.7 坡面浅沟侵蚀特征研究方法 |
3.2.8 坡面侵蚀特征研究方法 |
3.2.9 沟坡侵蚀特征研究方法 |
3.2.10 侵蚀与产沙模拟及其对生态建设的响应研究方法 |
3.3 技术路线 |
4 流域降雨时空特征研究 |
4.1 流域降雨空间特征分析 |
4.1.1 年降雨量确定 |
4.1.2 降雨空间插值 |
4.1.3 降雨空间不均匀性分析 |
4.1.4 流域把口站年降雨量代表性分析 |
4.2 流域降雨时间特征分析 |
4.2.1 降雨年际变化分析 |
4.2.2 降雨年内分布分析 |
4.2.3 侵蚀性降雨分析 |
4.3 小结 |
5 流域地貌特征及侵蚀风险研究 |
5.1 基于DEM的流域分割 |
5.1.1 DEM的生成 |
5.1.2 河网提取 |
5.1.3 流域分割 |
5.2 沟谷特征分析 |
5.3 基于DEM的坡面沟缘线提取 |
5.3.1 沟缘线提取算法及其实现 |
5.3.2 基于沟缘线的沟坡特征分析 |
5.4 坡度特征分析 |
5.5 坡向特征分析 |
5.6 基于地貌特征的侵蚀风险研究 |
5.6.1 侵蚀地貌单元划分及其特征值提取 |
5.6.2 侵蚀风险度评估 |
5.7 小结 |
6 流域土地利用/覆盖格局演变及驱动力分析 |
6.1 土地利用/覆盖动态演变分析 |
6.1.1 土地利用动态监测方法 |
6.1.2 土地利用/覆盖动态变化 |
6.1.3 土地利用/覆盖变化速率分析 |
6.1.4 土地利用/覆盖程度变化分析 |
6.1.5 土地利用/覆盖重心变化分析 |
6.1.6 土地利用/覆盖变化过程分析 |
6.2 土地利用/覆盖景观格局动态变化分析 |
6.2.1 土地利用/覆盖景观格局特征指数提取 |
6.2.2 土地利用/覆盖景观格局动态变化分析 |
6.3 土地利用/覆盖动态演变驱动力分析 |
6.3.1 自然因素 |
6.3.2 人口因素 |
6.3.3 政策因素 |
6.3.4 经济因素 |
6.4 小结 |
7 流域径流和输沙变化特征研究 |
7.1 流域生态建设概况 |
7.2 研究方法与数据处理 |
7.2.1 研究方法 |
7.2.2 数据处理 |
7.3 径流和输沙变化时段确定 |
7.4 径流和输沙变化量确定 |
7.5 径流和输沙沙变化驱动因素分析 |
7.6 生态建设水沙调控效应分析 |
7.6.1 减水和减沙效应计算 |
7.6.2 减水和减沙效应分析 |
7.7 小结 |
8 流域坡面浅沟侵蚀特征研究 |
8.1 浅沟及其地形特征值监测方法 |
8.1.1 遥感数据信息及处理 |
8.1.2 数据覆盖区概况 |
8.1.3 浅沟采集及其地形参数提取 |
8.2 浅沟及其地形特征值分析 |
8.2.1 浅沟分布特征 |
8.2.2 浅沟地形参数特征 |
8.2.3 浅沟侵蚀坡长特征 |
8.2.4 浅沟侵蚀坡度特征 |
8.2.5 浅沟侵蚀汇流面积特征 |
8.2.6 浅沟侵蚀坡向特征 |
8.3 小结 |
9 流域坡面侵蚀特征研究 |
9.1 坡面侵蚀地貌单元划分 |
9.2 模型因子算法修正与选定 |
9.2.1 R因子估算 |
9.2.2 K因子估算 |
9.2.3 S因子估算 |
9.2.4 L因子估算 |
9.2.5 C因子估算 |
9.2.6 P因子估算 |
9.2.7 坡面侵蚀强度评估 |
9.3 坡面土壤侵蚀特征及空间分析 |
9.3.1 不同坡度的坡面侵蚀 |
9.3.2 不同坡向的坡面侵蚀 |
9.3.3 不同土地利用/覆盖的坡面侵蚀 |
9.4 小结 |
10 流域沟坡侵蚀特征研究 |
10.1 模型改造及可行性分析 |
10.1.1 模型改造 |
10.1.2 可行性分析 |
10.2 流域泥沙输移比厘定 |
10.3 流域沟坡侵蚀强度评估 |
10.3.1 沟坡侵蚀地貌单元划分 |
10.3.2 沟坡侵蚀模型参数厘定 |
10.3.3 沟坡侵蚀强度评估 |
10.4 小结 |
11 流域侵蚀与产沙模拟及其对植被重建的响应 |
11.1 流域产沙模拟与检验 |
11.1.1 特征时段流域产沙模拟与检验 |
11.1.2 逐年流域产沙模拟与检验 |
11.2 流域侵蚀与产沙对植被重建的响应 |
11.2.1 流域侵蚀与产沙强度对植被重建的响应 |
11.2.2 流域侵蚀与产沙分布对植被重建的响应 |
11.3 小结 |
12 结论与建议 |
12.1 结论 |
12.1.1 降雨时空特征 |
12.1.2 地貌特征及侵蚀风险特征 |
12.1.3 土地利用/覆盖格局演变特征 |
12.1.4 径流和输沙变化特征 |
12.1.5 浅沟侵蚀特征 |
12.1.6 坡面侵蚀特征 |
12.1.7 沟坡侵蚀特征 |
12.1.8 流域侵蚀与产沙特征及其对植被重建的响应 |
12.2 建议 |
参考文献 |
个人简介 |
导师简介 |
博士在读期间成果清单 |
致谢 |
(9)基于GIS黄土丘陵沟壑区流域侵蚀产沙模拟及尺度研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 文献综述 |
1.1 选题依据 |
1.2.文献综述 |
1.2.1 侵蚀产沙模型国外研究进展 |
1.2.2 侵蚀产沙模型国内研究进展 |
1.2.3 当前国内外侵蚀产沙模型研究的发展趋势 |
1.2.4 国内外对尺度效应及其尺度转换的研究 |
1.2.5 小结 |
第二章 研究区概况及研究方法 |
2.1 岔巴沟流域概况 |
2.1.1 地理位置及其基本地貌信息 |
2.1.2 气候、水文 |
2.1.3 土壤及植被情况 |
2.1.4 地质 |
2.1.5 侵蚀情况 |
2.2 研究内容、方案、技术路线 |
2.2.1 研究内容 |
2.2.2 研究方法、技术路线图 |
2.2.3 数据来源、野外考察及相关说明 |
2.3 文章总体结构 |
第三章 流域地形、地貌对侵蚀产沙的影响 |
第一节 地形因子对坡面水蚀的影响 |
3.1.1 地形因子对坡面侵蚀产沙的研究概况 |
3.1.2 研究资料与研究方法 |
3.1.3 地形因子临界条件的探讨与理论分析 |
3.1.3.1 坡度对坡面侵蚀产沙的影响 |
3.1.3.2 坡长对坡面侵蚀产沙影响 |
3.1.4 降雨、坡度与坡长综合作用对临界坡度与临界坡长的影响分析 |
3.1.4.1 降雨变化对临界坡度、临界坡长的影响 |
3.1.4.1.1 降雨变化对临界坡度大小的影响 |
3.1.4.1.2 降雨变化对临界坡长大小的影响 |
3.1.4.1.3 降雨、坡度、坡长变化对坡面侵蚀产沙的影响大小 |
3.1.4.2 坡度、坡长、降雨共同作用下的临界坡长、临界坡度 |
3.1.4.2.1 三维状态下坡面侵蚀产沙研究 |
3.1.4.2.2 降雨、坡度、坡长关系的分析 |
3.1.5 小结 |
第二节 流域地貌现状及侵蚀产沙趋势研究 |
3.2.1.流域不同部位的地貌现状及侵蚀产沙情况 |
3.2.1.1 流域地貌演化阶段的定量分析方法 |
3.2.1.2 流域地貌变化 |
3.2.1.2.1 蛇家沟区域地貌变化情况 |
3.2.1.2.2 岔巴沟流域地貌变化情况 |
3.2.1.2.3 流域地貌差异的探讨 |
3.2.2.流域地貌及其侵蚀产沙尺度研究 |
3.2.2.1 流域沟壑密度对侵蚀产沙的影响 |
3.2.2.2 流域地貌的尺度效应研究 |
3.2.2.3 流域侵蚀产沙尺度效应探讨 |
3.2.3.小结 |
第三节 不同时空尺度下沟壑对流域侵蚀产沙的影响 |
3.3.1 不同沟壑对流域不同时空尺度下侵蚀产沙的影响 |
3.3.1.1 不同级别沟壑的提取 |
3.3.1.2 次暴雨尺度下不同沟壑对流域侵蚀产沙的影响 |
3.3.1.3 年尺度下不同沟壑对流域侵蚀产沙的影响 |
3.3.1.4 不同级别沟壑与流域侵蚀产沙关系的探讨 |
3.3.1.5 在不同时间尺度下不同级别沟壑侵蚀产沙探讨 |
3.3.2 小结 |
第四节 本章小结 |
第四章 流域侵蚀产沙尺度研究 |
第一节 探讨流域尺度侵蚀产沙的影响因素 |
第二节 流域不同时空尺度的侵蚀产沙情况 |
4.2.1 不同时空尺度下侵蚀产沙情况 |
4.2.1.1 不同空间尺度次暴雨的侵蚀产沙 |
4.2.1.2 不同空间尺度月侵蚀产沙情况 |
4.2.1.3 不同空间尺度年侵蚀产沙情况 |
4.2.2 探讨不同时间尺度与空间尺度的侵蚀产沙情况 |
4.2.3 小结 |
第三节 流域侵蚀产沙的尺度效应分析 |
第四节 本章小结 |
第五章 蛇家沟小流域分布式侵蚀产沙模型的建立 |
5.1 产流、汇流的算法 |
5.1.1 基于DEM地表径流流向的确定算法 |
5.1.2 基于DEM地表汇流算法 |
5.2 基于DEM地表产流及汇流的计算 |
5.2.1 horton产流模型 |
5.2.2 SCS模型 |
5.3 蛇家沟分布式侵蚀产沙模型的构建方法 |
5.4 蛇家沟分布式侵蚀产沙模型的开发 |
5.5 蛇家沟分布式侵蚀产沙模型的验证与精度分析 |
5.6 本章小结 |
第六章 主要结论及研究展望 |
第一节 主要结论 |
第二节 主要创新点 |
第三节 研究展望 |
参考文献 |
作者在攻读硕士学位期间(2005-2008)发表及投稿学术论文 |
致谢 |
(10)黄土丘陵沟壑区中大流域侵蚀产沙模型与尺度转换研究(论文提纲范文)
1 中大流域侵蚀产沙特点 |
2 中大流域侵蚀产沙模型研究 |
3 侵蚀产沙模型的空间尺度转换 |
(1) 分形。 |
(2) 变异函数。 |
(3) 自相似性。 |
(4) 代表单元面积 (REA) 。 |
(5) 灰色系统方法。 |
4 展 望 |
四、流域侵蚀产沙模型述评(论文参考文献)
- [1]黄土丘陵沟壑区坝控流域侵蚀产沙及泥沙来源[D]. 张鹏飞. 西北农林科技大学, 2020
- [2]黄土高原流域侵蚀产沙变化及其驱动因素[D]. 田小靖. 西北农林科技大学, 2020
- [3]植被覆盖和降雨变化对流域水沙过程的影响机制 ——以堵河流域为例[D]. 黄萱. 华中农业大学, 2019
- [4]考虑沟-坡分异的黄土高原大中流域侵蚀产沙模型[J]. 秦伟,曹文洪,左长清,朱清科,张晓明. 应用基础与工程科学学报, 2015(01)
- [5]基于单元流域的黄土丘陵沟壑区岔巴沟流域次暴雨产沙经验模型研究[D]. 崔普伟. 华中农业大学, 2010(06)
- [6]基于DEM的流域地貌形态特征量化及侵蚀产沙模型研究[D]. 张建波. 华中农业大学, 2009(07)
- [7]北洛河上游土壤侵蚀特征及其对植被重建的响应[D]. 秦伟. 北京林业大学, 2009(10)
- [8]流域降雨侵蚀模型研究进展[J]. 肖飞鹏,程根伟,鲁旭阳. 水土保持研究, 2009(01)
- [9]基于GIS黄土丘陵沟壑区流域侵蚀产沙模拟及尺度研究[D]. 廖义善. 华中农业大学, 2008(03)
- [10]黄土丘陵沟壑区中大流域侵蚀产沙模型与尺度转换研究[J]. 蔡强国,刘纪根,郑明国. 水土保持通报, 2007(04)