40000字硕士毕业论文团尾河地区水土保持策略

论文类型：硕士毕业论文

论文字数：40000字

论点：径流,水土流失,水土保持

论文概述：

水土保持工程措施以及林草措施是小流域水土流失综合治理的主要手段，水保措施的保土效益评价是优化流域水保措施配置的关键。本文总结前人研究成果并在其基础上研究水土保持措施的保土

论文正文：

第一章导言

1.1研究的目的和意义
人类社会发展的历史就是理解和改造自然的历史。随着科学技术的进步和社会经济的发展，人类对自然的影响越来越深刻。人类社会在发展的同时，也给自然带来了巨大的压力。人口、粮食、能源、资源和环境问题越来越严重。其中，环境问题首当其冲，引起了各国政府和人民的极大关注。环境问题从成因上可以分为初级环境问题和次级环境问题，包括全球变暖、淡水资源危机、能源短缺、森林资源锐减、土地荒漠化、土壤侵蚀等诸多方面，其中土壤侵蚀是我国面临的突出环境问题之一。世界上许多国家和地区，如美国和欧盟，都面临着水土流失问题，特别是农田水土流失，严重影响了粮食生产。中国是世界上水土流失最严重的国家之一。
截至2005年，全国水土流失面积为356×104km2，占土地总面积的37.1%，其中水力侵蚀面积为165×104km2，风蚀面积为191×104km2。黄土高原是中国乃至世界水土流失最严重、生态环境最脆弱的地区。水土流失面积略大于1000吨/(km2·a)，为45.4×104km2，占该地区总面积的70.9%(乌普等人，2006年)。由于黄土高原长期过度开垦放牧、大规模毁林、毁草和不合理用地，土地退化、水土流失严重，洪水、干旱等灾害频繁发生，生态系统日益脆弱，环境问题日益严重。
历史上，黄河中下游频繁发生洪水、决口和改道，给黄河两岸的人民带来了严重的灾害。主要原因是黄河中游的水土流失。早在周朝，我国劳动人民就注意到了水土流失问题。《诗经》中有一句诗，“原河平坦，泉水清澈。”《左传》有展示土地利用方式的记载。《尚书》有治沟的记载(辛叔志等，1982)。鼓楼管理实际上是小流域综合管理的开始。
自20世纪70年代以来，为了改善生态环境和防止水土流失，中国在黄土高原地区开展了大规模的水土流失治理工作，包括修建梯田、带状田、鱼鳞坑、池塘和水坝等直接工程措施，以及种植森林和草植被等生物措施，以改变下垫面。40年来，水土保持工作取得了巨大成就。土壤侵蚀面积和侵蚀产沙量都大大减少了。然而，对流域产流产沙的基本理论问题、水土保持措施效益评价、流域水土保持措施规划与优化配置等理论问题的研究还不够深入。，都需要深入研究。在现有研究成果的基础上，结合团尾河流域实测数据，研究水土保持措施的效益，为更好地控制黄河中游水土流失提供支持。

1.2研究进展和存在的问题
水土保持措施是指土地利用调整、农业种植、造林种草的总称，以及为防治水土流失、保护、改善和合理利用水土资源而采取的工程措施。目前，评价水土保持措施效益的研究方法主要分为两类:对比分析和模拟分析。对比分析法以实测数据为基础，根据已处理和未处理流域(时段)实测水沙数据，分析流域综合治理对水沙输移的影响。该方法包括流域对比分析法和时间序列对比分析法。在模拟分析方法中，根据不同的模型，可以分为原因分析方法(水土保持法)、统计模型方法(水文法)和物理模型方法，其中最常用的是原因分析方法和统计模型方法，即水土保持法和水文法。

1.2.1比较分析法
比较分析法可分为流域比较分析法和时间序列比较分析法。集水区对比分析是指在同一区域内，选择集水区、地形、土壤和气候基本相同的集水区，同时对两个不同处理水平(措施)的集水区进行降水、径流、泥沙等因素的长期观测，以比较分析水土保持措施对径流变化和泥沙输移的影响。时间序列对比分析以同一流域为研究对象，根据同一水文站的实测数据，分析水土流失治理实施前后水文因素的变化，评价水土保持措施的效益。

第二章流域概述

2.1流域位置
吐圩河是黄河中游右岸的一级支流，位于库耶河和贾鲁河之间。土围河在《水经典笔记》和《土围河》中被称为“二次水”，因为上游支流稀少。土围河发源于神木县姚镇红碱淖镇，干流从西北流向东南。流经神木县姚镇、金街、高家堡和桥茶滩镇，在万镇镇河口茶村汇入黄河。团尾河流域位于陕西省北部，鄂尔多斯盆地东部，毛乌素沙漠边缘。行政上，该流域分别属于榆林神木县、郏县和榆阳区。其地理位置在东经109° 45′-110° 35′和北纬38° 10′-39° 10′之间。团尾河干流长139.6公里，流域面积3294平方公里，平均坡度为3.6‰。

2.2气候水文
图威河流域属于中温带寒冷大陆性气候区，光热资源丰富。根据神木县气象资料，该流域多年平均气温为8℃，最高月(7月)平均气温为23.9℃，最低月(1月)平均气温为-9.8℃，多年平均日照为2871小时，平均风速为2 ~ 3.6米/秒，多年平均最大风速为19米/秒，多年平均无霜期为175天，多年平均冰冻期为84天，最大积雪深度为120米流域多年平均水面蒸发量为1120毫米，多年平均年降水量为393毫米，年降水量变异系数约为0.4，降水量从东南向西北递减。流域年降水量分布不均，6月至9月的降水量占年降水量的60%以上。根据高家川站径流资料，多年平均流量为11.1m3/s，多年平均径流量为3.4×108m3，多年平均输沙量为1653×104t

第三章流域水文要素特征分析...........................................19-42
3.1水文时间序列分析方法...........................................19-24
3.2降水变化特征分析...........................................24-27
3.3径流变化特征分析...........................................27-32
3.4输沙变化特征分析...........................................32-37
3.5水土保持措施变化分析...........................................37-39
3.6洪水和泥沙输移特征...........................................39-41
3.7摘要...........................................41-42
第四章水土保持措施的蓄水效益...........................................42-53
4.1蓄水效益统计模型...........................................42-51
4.2节水措施与蓄水效益的关系...........................................51-52
4.3概述...........................................52-53
第五章水土保持措施的水土保持效益...........................................53-59
5.1水土保持效益统计模型...........................................53-56
5.1.1双累积曲线法...........................................53-54
5.1.2降水和泥沙输移关系法...........................................54-55
5.1.3遗传分割方法...........................................55
5.1.4汛期划分方法...........................................55-56
5.1.5水土保持效益分析结果...........................................56
5.2水土保持措施与水土保持效益的关系...........................................56-58
5.3概述...........................................58-59

结论

本文以黄河中游的团委河流域为研究对象。通过分析年降水量、年径流量和年输沙量的水文时间序列的趋势突变规律和水土保持措施的变化特征，研究了土围河流域的水文变化情况，运用多种方法分析评价了水土保持措施对土围河流域水沙输移的影响，比较分析了各种方法得到的计算结果，研究了各种方法的计算特点，得出以下结论。
团委河流域年降水量和年输沙量逐年变化很大，具有周期性特征。团尾河流域年降水量基本没有明显的减少或增加趋势，而径流和泥沙输移有明显的减少趋势。利用基尼系数等分析，年内降水和泥沙输移分布非常不均匀。降水和泥沙输移主要集中在7月和8月，浓度较高。径流年变化不大，年内分布相对均匀。综合分析表明，高家堡站年径流量在1978年发生突变，年输沙量在1971年发生突变。洪水输沙特性分析表明，从20世纪50年代到70年代末，高含沙水流频率很高，单位洪量携带的泥沙较多。从20世纪70年代末到80年代末，大规模的水土保持措施降低了高含沙水流的频率和单位洪量携带的泥沙。20世纪80年代后期，高含沙水流的频率和单位洪量携带的泥沙量再次增加。
采用不同方法评价水土保持措施的蓄水效益。双累积曲线法计算结果为蓄水效益21.21×108m3，占总径流量减少的61.4%。用遗传分割法计算的蓄水效益为20.15×108m3，占总径流量减少的58.3%。汛期分段法计算的蓄水效益为23.56×108m3，占总径流量减少的68.2%。双累积曲线法需要两个因素之间的比例关系和关系的稳定性。团尾河流域径流补给主要是地下水补给，降雨径流比例关系相对较差，计算结果误差较大。遗传分割法和汛期分割法的基本思想是相似的。两者都将径流分成两部分，分别计算它们的效益，然后将它们相加。然而，遗传分割法的计算结果较小，汛期分割法的计算结果较大。遗传分割法基于径流循环特性的分割计算，而汛期分割法根据经验将径流分为汛期和非汛期径流，具有一定的局限性。此外，汛期分割方法中的回归分析方法误差较大，综合考虑遗传分割方法的结果是合理的。由于水土保持措施的影响，1972-2005年土圩河流域径流量减少约20×108m3，水土保持措施蓄水效益约为60%。
通过分析水土保持措施与水土保持效益的关系，可以看出水土保持效益波动很大。通过回归分析公式可以看出，梯田系数为负，即随着梯田面积的增加，水土保持效益呈下降趋势，这与大多数研究不一致，需要进一步深入研究。林地、草地和坝地系数为正，草地系数最大，坝地系数次之，表明草地和坝地对水土保持效益贡献较大。