Hongshui River Basin in Southwestern China is the main sediment source of the Pearl River. In order to determine the features of sediment load and its influencing factors in the basin from 1955 to 2016, this study identified three periods of sediment load change by using rank order cluster analysis, and calculated the contribution of average precipitation, water yield capacity, and sediment concentrations to the change of sediment load by means of sediment source attribution. On this basis, the main factors affecting the change of sediment load were further analyzed. The results suggest that 1963 and 1991 were the two turning points of sediment load at the Qianjiang Station in the basin. Due to the variation of sediment concentration, sediment load changed greatly before and after these two points, and human activities were the main driving force of the change of sediment load in this basin. During 1955-1991, the increase of sediment load in the Hongshui River was mainly caused by the increase of soil erosion as a result of deforestation and reclamation in the basin. From 1964 to 2016, 83.49% of the total sediment load reduction was caused by reservoir construction, while the increase of vegetation coverage contributed 12.03% to the decrease of sediment load in the same period. Comparing the results of the WaTEM/SEDEM model with the above results, it is also found that reservoir construction accounted for the vast majority (81.03%) of the total reduction between 1964 and 2016, while the contribution of land-use change to the reduction of sediment load was relatively small (18.97%).
XUETianyi, WUXutong, ZHUChenyi, WANGHongya. Change of sediment load and its influencing factors in the Hongshui River Basin in Southwestern China[J]. Progress in Geography, 2019, 38(5): 772-782 https://doi.org/10.18306/dlkxjz.2019.05.012
河流向海洋的泥沙和颗粒物输送是全球地球化学循环的重要途径之一(Martin et al, 1979),针对大河入海泥沙的研究也是目前世界海洋地质学的热点研究领域之一(任美锷, 2006)。在国际地圈-生物圈计划(International Geosphere-Biosphere Program, IGBP)中,海岸带陆海相互作用(LOICZ)和全球海洋通量联合研究(JGOFS) 2个核心计划都将河流泥沙通量变化作为了重要议题(Chen et al, 2009)。据统计,受人类活动影响,全球145条代表性河流中,近50%的河流输沙量呈现下降趋势(Walling et al, 2003; Syvitski et al, 2005),而中国最主要的10条河流近10 a的年均输沙量均低于1950—2006年多年平均值的一半(刘成等, 2007)。为了更好地应对河流输沙量迅速变化带来的利与弊,需要对引发变化的机理作更深入的探索。在对黄河中部流域的研究中,Wang等(2015)将影响输沙量的诸多因素分为了降雨、径流系数和含沙量3大因子,并利用泥沙归因诊断分析定量描述了不同时期3个因子对输沙量变化的贡献程度,在此基础上具体讨论了人类活动(植被覆盖度、梯田、水库修建)在输沙量变化中起到的作用。这一方法使用简便,所需数据易于获取,适合定量分析影响流域输沙量变化的具体因素。但泥沙归因诊断分析是一种较新的研究方法,目前在不同地区水沙变化的研究中应用相对较少,因此在适用性方面仍有较大的发展空间。
相比泥沙归因诊断分析,水文模型在探究河流输沙量变化中的应用则较为广泛。徐夏楠等(2015)采用集总式HydroTrend水文模型定量评估了影响鄱阳湖流域输沙量变化的具体因素,并发现水库淤积和植被覆盖度变化对流域输沙量变化起了决定作用,而气候变化的影响较小。Ranzi等(2012)利用RUSLE(Revised Universal Soil Loss Equation)模型模拟了越南Lo River流域的土壤侵蚀量,并通过泥沙转换函数计算了河流输沙量,结合研究区8个水文站1959—2007年的实测数据,对比了水库修建和土地利用变化前后实测与模拟输沙量的数量关系,认为水库修建贡献了输沙量减少的75%以上,而林地的削减则导致输沙量增加了28%。Boix-Fayos等(2008)在计算了水库拦截效率后,通过WaTEM/SEDEM模型模拟了西班牙Rogative流域1956—1997年土地利用变化和水库建设对河流输沙量的影响,结果表明,水库的作用在短期内表现得更为明显。同样,在利用WaTEM/SEDEM模型对西班牙Taibilla流域的模拟过程中,Quiñonero-Rubio等(2016)发现土地利用变化单独作用时,输沙量只减少了14%,而当水库与土地利用变化共同作用时,输沙量的减少可以达到 。在河流输沙量变化的研究过程中,模型方法虽然使用方便,但对输入数据的精度要求较高,一般需要以实测数据加以检验,而将泥沙归因诊断分析结果和模型模拟结果进行对比,更能提高研究结果的可靠性。
迁江站位于红水河下游尾端,完整控制了红水河的流域范围,并监测着流域的水沙特征。本文所使用的红水河迁江站1955—2003年径流和泥沙数据提取自2003年中国河流泥沙公报中的迁江水文站历年径流量和输沙量变化图,2004—2016年径流和泥沙数据分别来自各年份中国河流泥沙公报迁江水文站统计结果。岩滩水库泥沙淤积数据及出库站输沙数据来自岩滩水力发电厂工程师覃杰等(2003)的研究成果。研究所用1955—2016年降雨数据来自中国气象数据网61个气象站点的实测数据,其中具有连续观测数据的站点共有42个。研究使用了美国国家航空和航天局(National Aeronautics and Space Administration, NASA)公布的GIMMS NDVI数据,数据时间分辨率为15 d,空间分辨率为8 km。
WaTEM/SEDEM中DEM使用的是NASA公布的SRTM1数据,空间分辨率为30 m;红水河流域土地利用数据来自国家地球系统科学数据共享服务平台全球土地覆盖遥感制图数据集(30 m)(2010年);2001、2005、2007、2011年大渡口流域和2011、2013年马别河流域土地利用分类数据来自Landsat遥感影像的监督分类,Landsat影像均取自美国地质勘探局(United States Geological Survey, USGS)网站,分辨率为30 m;土壤数据使用的是第二次全国土地调查中南京土壤所提供的1∶100万土壤数据;降雨数据同样取自中国气象数据网。
泥沙归因诊断分析是以模型Kaya恒等式为基础建立起来的,并最早被运用于黄河流域水沙变化的研究中(Wang et al, 2015)。而在泥沙归因诊断分析之前,Kaya恒等式被广泛运用在了气候变化研究领域,其通过一个简单的数学公式将CO2排放量的变化归结为人口变化、地区经济发展和地区能源消费结构变化共同作用的结果(Raupach et al, 2007)。依据同样的原理,在泥沙归因诊断分析中,河流输沙量的变化被认为是由降雨量(p)、径流系数(f, 径流量与降雨量比值)和含沙量(s, 输沙量与径流量比值)3个因子共同导致的,利用该公式可分别计算出各因子对河流输沙量比例变化率的贡献程度,从而准确判断各因子对输沙量的影响情况。除黄河流域之外,武旭同等(2018)已成功将泥沙归因诊断分析引入长江流域水沙变化研究中,其在计算了降雨量、径流系数和含沙量对长江流域近60 a输沙量变化的贡献程度之后,还进一步评价了人类活动对输沙量的影响情况,并取得了不错的效果。泥沙归因诊断分析的具体计算公式如下:
根据泥沙归因诊断分析结果,1955—2016年间红水河输沙量存在1991和1963年2个突变点,并先后经历了从P1—P2的输沙量上升期和P2—P3的输沙量下降期,而不论在哪一时期,含沙量(s)的变化都是决定红水河输沙量变化的最主要原因。而在影响含沙量的诸多因素中,植被覆盖度对土壤侵蚀的调节作用以及水库的淤积作用通常十分突出(Oost et al, 2000; Rompaey et al, 2001; Vanacker et al, 2005; Fiener et al, 2011),并且受人类活动影响,两者在不同时期往往有着较大的变化,可以用于探究人类活动对红水河输沙量的具体作用。
根据大型水库对下游河流输沙量的作用规律,当水库蓄水拦沙后,水库建设所引发的河道形态变化会加剧下游河道的清水冲刷作用,使得下游河段泥沙得到部分补充(Hooke et al, 2000; Castillo et al, 2007; Yang et al, 2007)。但随着时间的推移,河床逐渐趋于稳定,坝下河床补给泥沙量也将减少,清水冲刷对水库下游河段输沙量的影响将会弱化(张信宝等, 2011)。通过比较1992—2001年岩滩水库出库泥沙与迁江水文站输沙量的关系,发现在1992—1994年间,迁江水文站平均年输沙量几乎是岩滩水库平均出库泥沙的4倍,这一现象首先说明岩滩水库在蓄水拦沙初期坝下河段的清水冲刷作用十分显著;其次岩滩水库虽然于1991年建成,但到1993年前后仍存在人为施工,这在一定程度上增加了下游泥沙量;最后,岩滩水库出库站泥沙数据于1994年才开始进行监测,1992和1993年数据为岩滩水力发电站工程师推算得到,因此可能存在一定误差。而在1995—2001年期间2个站点的监测数据准确,同时迁江站与岩滩出库站平均年输沙量的差距仅为迁江站的5%左右,可以认为这一时期水库下游河床已基本稳定,河道冲蚀对迁江站输沙量影响不大。
综上所述,水库修建和植被覆盖度变化等人类活动是红水河流域输沙量变化的主导因素。但值得注意的是,在实际情况中,包括气候变化、人类利用水资源的程度、人类耕作方式的转变等因素都是影响河流输沙量的重要组成部分,这些因素共同的作用才最终造成了流域的水沙变化(Poesen et al, 2003; Wang et al, 2006; Nyssen et al, 2010)。在今后的研究中可以尝试综合考虑更多的因素,以期对河流水沙变化进行更充分的讨论。
在Wang等(2015)和武旭同等(2018)的研究过程中,黄河流域与长江流域从20世纪50年代—21世纪10年代的河流输沙量均表现为一个不断递减的过程,相比之下,红水河流域1955—2016年河流输沙量则表现为在1963年前后的突然升高和1991年前后的突然降低。虽然在输沙量变化趋势上与黄河和长江流域存在差异,但结合中国西南喀斯特流域的已有研究结果可以发现,受人类毁林开荒影响,20世纪60年代中国西南喀斯特流域普遍存在侵蚀加剧的情况,这也与泥沙归因诊断分析的结果相符合。此外,红水河流域和长江流域(武旭同等, 2018)的研究结果都表明,含沙量因子对于河流输沙量起着决定性作用,而水库的修建是这2个流域输沙量减少的主要原因。相比之下,黄河流域输沙量变化(Wang et al, 2015)则由径流系数因子控制,而该流域水库等工程拦沙措施由于受泥沙淤积的影响更大,水库对于河流输沙量的调节作用在近年来已经明显减弱,维持可持续的植被生态系统在黄河流域显得更为重要和紧迫。
在红水河流域中,虽然水库对于输沙量的减少作用明显,但与黄河流域一样,水库中过量的泥沙淤积必然会导致严重的库容损失,并一定程度上降低水库原有作用和使用年限。而相比工程拦沙这类短期有效的控制方法,优化土地利用则是一个可持续性的泥沙控制手段(Wang et al, 2007; Boix-Fayos et al, 2008),合理的土地利用方式能有效减弱流域土壤侵蚀强度,从源头上减少入河泥沙量,为流域提供长期的生态价值。因此,对于河流输沙量的控制应当结合2种手段,既要认识到短期内水库对于输沙量减少的巨大作用,也要长期坚持土地利用方式的优化,减少人类对土地资源的过度开发,从本质上解决流域的土壤侵蚀问题。
<p>黄河于150 ka BP切穿三门峡,东流入海。黄河泥沙90%来自黄土高原。黄土高原土地利用和植被的变化对黄河输沙有决定性的影响。15万年以来,黄河进入华北平原的泥沙约70 000×10<sup>8</sup> t,其中10 ka BP以前占80%。10 ka BP以后的输沙量中,最后1040年黄土高原滥垦时期占60%。黄河泥沙的归宿,建造华北大平原占73%,流入海洋占26%。现在,黄河每年流入北黄海的泥沙不足0.2×10<sup>8 </sup> t,其输运主要受海洋环流系统的影响。现在黄海每年向东海输运悬浮沉积物0.2×10<sup>8</sup>~0.3×10<sup>8</sup> t,主要为废黄河三角洲及水下三角洲受侵蚀再悬浮的黄河泥沙。1996—2000年黄河下游连年断流,利津站的年径流量和输沙量只有1950—1979年30年平均的19%左右。今后20~30年内,由于气候变暖、工业、城市等引黄水量增加,黄河的入海泥沙量仍将偏少。</p>
[Ren ME.2006.
Sediment discharge of the Yellow River, China: Past, present and future: A synthesis
<p>黄河于150 ka BP切穿三门峡,东流入海。黄河泥沙90%来自黄土高原。黄土高原土地利用和植被的变化对黄河输沙有决定性的影响。15万年以来,黄河进入华北平原的泥沙约70 000×10<sup>8</sup> t,其中10 ka BP以前占80%。10 ka BP以后的输沙量中,最后1040年黄土高原滥垦时期占60%。黄河泥沙的归宿,建造华北大平原占73%,流入海洋占26%。现在,黄河每年流入北黄海的泥沙不足0.2×10<sup>8 </sup> t,其输运主要受海洋环流系统的影响。现在黄海每年向东海输运悬浮沉积物0.2×10<sup>8</sup>~0.3×10<sup>8</sup> t,主要为废黄河三角洲及水下三角洲受侵蚀再悬浮的黄河泥沙。1996—2000年黄河下游连年断流,利津站的年径流量和输沙量只有1950—1979年30年平均的19%左右。今后20~30年内,由于气候变暖、工业、城市等引黄水量增加,黄河的入海泥沙量仍将偏少。</p>
Mineral magnetic characteristics of sediments from Xiaohe reservoir in Karst hilly plain, central Guizhou Province and their implications on soil erosion
Reconciling opposing views on carbon cycling in the coastal ocean: Continental shelves as sinks and near-shore ecosystems as sources of atmospheric CO2
Interannual and seasonal variation of the Huanghe (Yellow River) water discharge over the past 50 years: Connections to impacts from ENSO events and dams
... 迁江站位于红水河下游尾端,完整控制了红水河的流域范围,并监测着流域的水沙特征.本文所使用的红水河迁江站1955—2003年径流和泥沙数据提取自2003年中国河流泥沙公报中的迁江水文站历年径流量和输沙量变化图,2004—2016年径流和泥沙数据分别来自各年份中国河流泥沙公报迁江水文站统计结果.岩滩水库泥沙淤积数据及出库站输沙数据来自岩滩水力发电厂工程师覃杰等(2003)的研究成果.研究所用1955—2016年降雨数据来自中国气象数据网61个气象站点的实测数据,其中具有连续观测数据的站点共有42个.研究使用了美国国家航空和航天局(National Aeronautics and Space Administration, NASA)公布的GIMMS NDVI数据,数据时间分辨率为15 d,空间分辨率为8 km. ...
岩滩水库泥沙淤积分析
1
2003
... 迁江站位于红水河下游尾端,完整控制了红水河的流域范围,并监测着流域的水沙特征.本文所使用的红水河迁江站1955—2003年径流和泥沙数据提取自2003年中国河流泥沙公报中的迁江水文站历年径流量和输沙量变化图,2004—2016年径流和泥沙数据分别来自各年份中国河流泥沙公报迁江水文站统计结果.岩滩水库泥沙淤积数据及出库站输沙数据来自岩滩水力发电厂工程师覃杰等(2003)的研究成果.研究所用1955—2016年降雨数据来自中国气象数据网61个气象站点的实测数据,其中具有连续观测数据的站点共有42个.研究使用了美国国家航空和航天局(National Aeronautics and Space Administration, NASA)公布的GIMMS NDVI数据,数据时间分辨率为15 d,空间分辨率为8 km. ...
黄河的输沙量: 过去、现在和将来: 距今15万年以来的黄河泥沙收支表
1
2006
... 河流向海洋的泥沙和颗粒物输送是全球地球化学循环的重要途径之一(Martin et al, 1979),针对大河入海泥沙的研究也是目前世界海洋地质学的热点研究领域之一(任美锷, 2006).在国际地圈-生物圈计划(International Geosphere-Biosphere Program, IGBP)中,海岸带陆海相互作用(LOICZ)和全球海洋通量联合研究(JGOFS) 2个核心计划都将河流泥沙通量变化作为了重要议题(Chen et al, 2009).据统计,受人类活动影响,全球145条代表性河流中,近50%的河流输沙量呈现下降趋势(Walling et al, 2003; Syvitski et al, 2005),而中国最主要的10条河流近10 a的年均输沙量均低于1950—2006年多年平均值的一半(刘成等, 2007).为了更好地应对河流输沙量迅速变化带来的利与弊,需要对引发变化的机理作更深入的探索.在对黄河中部流域的研究中,Wang等(2015)将影响输沙量的诸多因素分为了降雨、径流系数和含沙量3大因子,并利用泥沙归因诊断分析定量描述了不同时期3个因子对输沙量变化的贡献程度,在此基础上具体讨论了人类活动(植被覆盖度、梯田、水库修建)在输沙量变化中起到的作用.这一方法使用简便,所需数据易于获取,适合定量分析影响流域输沙量变化的具体因素.但泥沙归因诊断分析是一种较新的研究方法,目前在不同地区水沙变化的研究中应用相对较少,因此在适用性方面仍有较大的发展空间. ...
黄河的输沙量: 过去、现在和将来: 距今15万年以来的黄河泥沙收支表
1
2006
... 河流向海洋的泥沙和颗粒物输送是全球地球化学循环的重要途径之一(Martin et al, 1979),针对大河入海泥沙的研究也是目前世界海洋地质学的热点研究领域之一(任美锷, 2006).在国际地圈-生物圈计划(International Geosphere-Biosphere Program, IGBP)中,海岸带陆海相互作用(LOICZ)和全球海洋通量联合研究(JGOFS) 2个核心计划都将河流泥沙通量变化作为了重要议题(Chen et al, 2009).据统计,受人类活动影响,全球145条代表性河流中,近50%的河流输沙量呈现下降趋势(Walling et al, 2003; Syvitski et al, 2005),而中国最主要的10条河流近10 a的年均输沙量均低于1950—2006年多年平均值的一半(刘成等, 2007).为了更好地应对河流输沙量迅速变化带来的利与弊,需要对引发变化的机理作更深入的探索.在对黄河中部流域的研究中,Wang等(2015)将影响输沙量的诸多因素分为了降雨、径流系数和含沙量3大因子,并利用泥沙归因诊断分析定量描述了不同时期3个因子对输沙量变化的贡献程度,在此基础上具体讨论了人类活动(植被覆盖度、梯田、水库修建)在输沙量变化中起到的作用.这一方法使用简便,所需数据易于获取,适合定量分析影响流域输沙量变化的具体因素.但泥沙归因诊断分析是一种较新的研究方法,目前在不同地区水沙变化的研究中应用相对较少,因此在适用性方面仍有较大的发展空间. ...
... (3) 土壤可蚀性因子K.土壤可蚀性因子K是评价土壤被降雨侵蚀力分离、冲蚀和搬运难易程度的一项指标,其数值大小主要受土壤自身物理性质的影响(Parysow et al, 2003; Fu et al, 2005; 张金池等, 2008).对于不同土壤类型的K值,张科利等(2007)和吴昌广等(2010)的研究成果相比国外现有的K值计算方法更加适用于中国土壤.因此本文直接引用其结果对流域不同土壤类型的K因子进行了划分(表1). ...
三峡库区土壤可蚀性K值研究
1
2010
... (3) 土壤可蚀性因子K.土壤可蚀性因子K是评价土壤被降雨侵蚀力分离、冲蚀和搬运难易程度的一项指标,其数值大小主要受土壤自身物理性质的影响(Parysow et al, 2003; Fu et al, 2005; 张金池等, 2008).对于不同土壤类型的K值,张科利等(2007)和吴昌广等(2010)的研究成果相比国外现有的K值计算方法更加适用于中国土壤.因此本文直接引用其结果对流域不同土壤类型的K因子进行了划分(表1). ...
近60 a来长江干流输沙量变化及其原因分析
3
2018
... 泥沙归因诊断分析是以模型Kaya恒等式为基础建立起来的,并最早被运用于黄河流域水沙变化的研究中(Wang et al, 2015).而在泥沙归因诊断分析之前,Kaya恒等式被广泛运用在了气候变化研究领域,其通过一个简单的数学公式将CO2排放量的变化归结为人口变化、地区经济发展和地区能源消费结构变化共同作用的结果(Raupach et al, 2007).依据同样的原理,在泥沙归因诊断分析中,河流输沙量的变化被认为是由降雨量(p)、径流系数(f, 径流量与降雨量比值)和含沙量(s, 输沙量与径流量比值)3个因子共同导致的,利用该公式可分别计算出各因子对河流输沙量比例变化率的贡献程度,从而准确判断各因子对输沙量的影响情况.除黄河流域之外,武旭同等(2018)已成功将泥沙归因诊断分析引入长江流域水沙变化研究中,其在计算了降雨量、径流系数和含沙量对长江流域近60 a输沙量变化的贡献程度之后,还进一步评价了人类活动对输沙量的影响情况,并取得了不错的效果.泥沙归因诊断分析的具体计算公式如下: ...
... 在Wang等(2015)和武旭同等(2018)的研究过程中,黄河流域与长江流域从20世纪50年代—21世纪10年代的河流输沙量均表现为一个不断递减的过程,相比之下,红水河流域1955—2016年河流输沙量则表现为在1963年前后的突然升高和1991年前后的突然降低.虽然在输沙量变化趋势上与黄河和长江流域存在差异,但结合中国西南喀斯特流域的已有研究结果可以发现,受人类毁林开荒影响,20世纪60年代中国西南喀斯特流域普遍存在侵蚀加剧的情况,这也与泥沙归因诊断分析的结果相符合.此外,红水河流域和长江流域(武旭同等, 2018)的研究结果都表明,含沙量因子对于河流输沙量起着决定性作用,而水库的修建是这2个流域输沙量减少的主要原因.相比之下,黄河流域输沙量变化(Wang et al, 2015)则由径流系数因子控制,而该流域水库等工程拦沙措施由于受泥沙淤积的影响更大,水库对于河流输沙量的调节作用在近年来已经明显减弱,维持可持续的植被生态系统在黄河流域显得更为重要和紧迫. ...
... 的研究过程中,黄河流域与长江流域从20世纪50年代—21世纪10年代的河流输沙量均表现为一个不断递减的过程,相比之下,红水河流域1955—2016年河流输沙量则表现为在1963年前后的突然升高和1991年前后的突然降低.虽然在输沙量变化趋势上与黄河和长江流域存在差异,但结合中国西南喀斯特流域的已有研究结果可以发现,受人类毁林开荒影响,20世纪60年代中国西南喀斯特流域普遍存在侵蚀加剧的情况,这也与泥沙归因诊断分析的结果相符合.此外,红水河流域和长江流域(武旭同等, 2018)的研究结果都表明,含沙量因子对于河流输沙量起着决定性作用,而水库的修建是这2个流域输沙量减少的主要原因.相比之下,黄河流域输沙量变化(Wang et al, 2015)则由径流系数因子控制,而该流域水库等工程拦沙措施由于受泥沙淤积的影响更大,水库对于河流输沙量的调节作用在近年来已经明显减弱,维持可持续的植被生态系统在黄河流域显得更为重要和紧迫. ...
近60 a来长江干流输沙量变化及其原因分析
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2018
... 泥沙归因诊断分析是以模型Kaya恒等式为基础建立起来的,并最早被运用于黄河流域水沙变化的研究中(Wang et al, 2015).而在泥沙归因诊断分析之前,Kaya恒等式被广泛运用在了气候变化研究领域,其通过一个简单的数学公式将CO2排放量的变化归结为人口变化、地区经济发展和地区能源消费结构变化共同作用的结果(Raupach et al, 2007).依据同样的原理,在泥沙归因诊断分析中,河流输沙量的变化被认为是由降雨量(p)、径流系数(f, 径流量与降雨量比值)和含沙量(s, 输沙量与径流量比值)3个因子共同导致的,利用该公式可分别计算出各因子对河流输沙量比例变化率的贡献程度,从而准确判断各因子对输沙量的影响情况.除黄河流域之外,武旭同等(2018)已成功将泥沙归因诊断分析引入长江流域水沙变化研究中,其在计算了降雨量、径流系数和含沙量对长江流域近60 a输沙量变化的贡献程度之后,还进一步评价了人类活动对输沙量的影响情况,并取得了不错的效果.泥沙归因诊断分析的具体计算公式如下: ...
... 在Wang等(2015)和武旭同等(2018)的研究过程中,黄河流域与长江流域从20世纪50年代—21世纪10年代的河流输沙量均表现为一个不断递减的过程,相比之下,红水河流域1955—2016年河流输沙量则表现为在1963年前后的突然升高和1991年前后的突然降低.虽然在输沙量变化趋势上与黄河和长江流域存在差异,但结合中国西南喀斯特流域的已有研究结果可以发现,受人类毁林开荒影响,20世纪60年代中国西南喀斯特流域普遍存在侵蚀加剧的情况,这也与泥沙归因诊断分析的结果相符合.此外,红水河流域和长江流域(武旭同等, 2018)的研究结果都表明,含沙量因子对于河流输沙量起着决定性作用,而水库的修建是这2个流域输沙量减少的主要原因.相比之下,黄河流域输沙量变化(Wang et al, 2015)则由径流系数因子控制,而该流域水库等工程拦沙措施由于受泥沙淤积的影响更大,水库对于河流输沙量的调节作用在近年来已经明显减弱,维持可持续的植被生态系统在黄河流域显得更为重要和紧迫. ...
... 的研究过程中,黄河流域与长江流域从20世纪50年代—21世纪10年代的河流输沙量均表现为一个不断递减的过程,相比之下,红水河流域1955—2016年河流输沙量则表现为在1963年前后的突然升高和1991年前后的突然降低.虽然在输沙量变化趋势上与黄河和长江流域存在差异,但结合中国西南喀斯特流域的已有研究结果可以发现,受人类毁林开荒影响,20世纪60年代中国西南喀斯特流域普遍存在侵蚀加剧的情况,这也与泥沙归因诊断分析的结果相符合.此外,红水河流域和长江流域(武旭同等, 2018)的研究结果都表明,含沙量因子对于河流输沙量起着决定性作用,而水库的修建是这2个流域输沙量减少的主要原因.相比之下,黄河流域输沙量变化(Wang et al, 2015)则由径流系数因子控制,而该流域水库等工程拦沙措施由于受泥沙淤积的影响更大,水库对于河流输沙量的调节作用在近年来已经明显减弱,维持可持续的植被生态系统在黄河流域显得更为重要和紧迫. ...
... (3) 土壤可蚀性因子K.土壤可蚀性因子K是评价土壤被降雨侵蚀力分离、冲蚀和搬运难易程度的一项指标,其数值大小主要受土壤自身物理性质的影响(Parysow et al, 2003; Fu et al, 2005; 张金池等, 2008).对于不同土壤类型的K值,张科利等(2007)和吴昌广等(2010)的研究成果相比国外现有的K值计算方法更加适用于中国土壤.因此本文直接引用其结果对流域不同土壤类型的K因子进行了划分(表1). ...
基于小流域尺度的土壤可蚀性K值空间变异
1
2008
... (3) 土壤可蚀性因子K.土壤可蚀性因子K是评价土壤被降雨侵蚀力分离、冲蚀和搬运难易程度的一项指标,其数值大小主要受土壤自身物理性质的影响(Parysow et al, 2003; Fu et al, 2005; 张金池等, 2008).对于不同土壤类型的K值,张科利等(2007)和吴昌广等(2010)的研究成果相比国外现有的K值计算方法更加适用于中国土壤.因此本文直接引用其结果对流域不同土壤类型的K因子进行了划分(表1). ...
中国土壤可蚀性值及其估算
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2007
... (3) 土壤可蚀性因子K.土壤可蚀性因子K是评价土壤被降雨侵蚀力分离、冲蚀和搬运难易程度的一项指标,其数值大小主要受土壤自身物理性质的影响(Parysow et al, 2003; Fu et al, 2005; 张金池等, 2008).对于不同土壤类型的K值,张科利等(2007)和吴昌广等(2010)的研究成果相比国外现有的K值计算方法更加适用于中国土壤.因此本文直接引用其结果对流域不同土壤类型的K因子进行了划分(表1). ...
中国土壤可蚀性值及其估算
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2007
... (3) 土壤可蚀性因子K.土壤可蚀性因子K是评价土壤被降雨侵蚀力分离、冲蚀和搬运难易程度的一项指标,其数值大小主要受土壤自身物理性质的影响(Parysow et al, 2003; Fu et al, 2005; 张金池等, 2008).对于不同土壤类型的K值,张科利等(2007)和吴昌广等(2010)的研究成果相比国外现有的K值计算方法更加适用于中国土壤.因此本文直接引用其结果对流域不同土壤类型的K因子进行了划分(表1). ...
... 根据大型水库对下游河流输沙量的作用规律,当水库蓄水拦沙后,水库建设所引发的河道形态变化会加剧下游河道的清水冲刷作用,使得下游河段泥沙得到部分补充(Hooke et al, 2000; Castillo et al, 2007; Yang et al, 2007).但随着时间的推移,河床逐渐趋于稳定,坝下河床补给泥沙量也将减少,清水冲刷对水库下游河段输沙量的影响将会弱化(张信宝等, 2011).通过比较1992—2001年岩滩水库出库泥沙与迁江水文站输沙量的关系,发现在1992—1994年间,迁江水文站平均年输沙量几乎是岩滩水库平均出库泥沙的4倍,这一现象首先说明岩滩水库在蓄水拦沙初期坝下河段的清水冲刷作用十分显著;其次岩滩水库虽然于1991年建成,但到1993年前后仍存在人为施工,这在一定程度上增加了下游泥沙量;最后,岩滩水库出库站泥沙数据于1994年才开始进行监测,1992和1993年数据为岩滩水力发电站工程师推算得到,因此可能存在一定误差.而在1995—2001年期间2个站点的监测数据准确,同时迁江站与岩滩出库站平均年输沙量的差距仅为迁江站的5%左右,可以认为这一时期水库下游河床已基本稳定,河道冲蚀对迁江站输沙量影响不大. ...
... 根据大型水库对下游河流输沙量的作用规律,当水库蓄水拦沙后,水库建设所引发的河道形态变化会加剧下游河道的清水冲刷作用,使得下游河段泥沙得到部分补充(Hooke et al, 2000; Castillo et al, 2007; Yang et al, 2007).但随着时间的推移,河床逐渐趋于稳定,坝下河床补给泥沙量也将减少,清水冲刷对水库下游河段输沙量的影响将会弱化(张信宝等, 2011).通过比较1992—2001年岩滩水库出库泥沙与迁江水文站输沙量的关系,发现在1992—1994年间,迁江水文站平均年输沙量几乎是岩滩水库平均出库泥沙的4倍,这一现象首先说明岩滩水库在蓄水拦沙初期坝下河段的清水冲刷作用十分显著;其次岩滩水库虽然于1991年建成,但到1993年前后仍存在人为施工,这在一定程度上增加了下游泥沙量;最后,岩滩水库出库站泥沙数据于1994年才开始进行监测,1992和1993年数据为岩滩水力发电站工程师推算得到,因此可能存在一定误差.而在1995—2001年期间2个站点的监测数据准确,同时迁江站与岩滩出库站平均年输沙量的差距仅为迁江站的5%左右,可以认为这一时期水库下游河床已基本稳定,河道冲蚀对迁江站输沙量影响不大. ...
The impact of land use change and check-dams on catchment sediment yield
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2008
... 相比泥沙归因诊断分析,水文模型在探究河流输沙量变化中的应用则较为广泛.徐夏楠等(2015)采用集总式HydroTrend水文模型定量评估了影响鄱阳湖流域输沙量变化的具体因素,并发现水库淤积和植被覆盖度变化对流域输沙量变化起了决定作用,而气候变化的影响较小.Ranzi等(2012)利用RUSLE(Revised Universal Soil Loss Equation)模型模拟了越南Lo River流域的土壤侵蚀量,并通过泥沙转换函数计算了河流输沙量,结合研究区8个水文站1959—2007年的实测数据,对比了水库修建和土地利用变化前后实测与模拟输沙量的数量关系,认为水库修建贡献了输沙量减少的75%以上,而林地的削减则导致输沙量增加了28%.Boix-Fayos等(2008)在计算了水库拦截效率后,通过WaTEM/SEDEM模型模拟了西班牙Rogative流域1956—1997年土地利用变化和水库建设对河流输沙量的影响,结果表明,水库的作用在短期内表现得更为明显.同样,在利用WaTEM/SEDEM模型对西班牙Taibilla流域的模拟过程中,Quiñonero-Rubio等(2016)发现土地利用变化单独作用时,输沙量只减少了14%,而当水库与土地利用变化共同作用时,输沙量的减少可以达到 .在河流输沙量变化的研究过程中,模型方法虽然使用方便,但对输入数据的精度要求较高,一般需要以实测数据加以检验,而将泥沙归因诊断分析结果和模型模拟结果进行对比,更能提高研究结果的可靠性. ...
... 在红水河流域中,虽然水库对于输沙量的减少作用明显,但与黄河流域一样,水库中过量的泥沙淤积必然会导致严重的库容损失,并一定程度上降低水库原有作用和使用年限.而相比工程拦沙这类短期有效的控制方法,优化土地利用则是一个可持续性的泥沙控制手段(Wang et al, 2007; Boix-Fayos et al, 2008),合理的土地利用方式能有效减弱流域土壤侵蚀强度,从源头上减少入河泥沙量,为流域提供长期的生态价值.因此,对于河流输沙量的控制应当结合2种手段,既要认识到短期内水库对于输沙量减少的巨大作用,也要长期坚持土地利用方式的优化,减少人类对土地资源的过度开发,从本质上解决流域的土壤侵蚀问题. ...
Effectiveness and geomorphological impacts of check dams for soil erosion control in a semiarid Mediterranean catchment: El Cárcavo (Murcia, Spain)
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2007
... 根据大型水库对下游河流输沙量的作用规律,当水库蓄水拦沙后,水库建设所引发的河道形态变化会加剧下游河道的清水冲刷作用,使得下游河段泥沙得到部分补充(Hooke et al, 2000; Castillo et al, 2007; Yang et al, 2007).但随着时间的推移,河床逐渐趋于稳定,坝下河床补给泥沙量也将减少,清水冲刷对水库下游河段输沙量的影响将会弱化(张信宝等, 2011).通过比较1992—2001年岩滩水库出库泥沙与迁江水文站输沙量的关系,发现在1992—1994年间,迁江水文站平均年输沙量几乎是岩滩水库平均出库泥沙的4倍,这一现象首先说明岩滩水库在蓄水拦沙初期坝下河段的清水冲刷作用十分显著;其次岩滩水库虽然于1991年建成,但到1993年前后仍存在人为施工,这在一定程度上增加了下游泥沙量;最后,岩滩水库出库站泥沙数据于1994年才开始进行监测,1992和1993年数据为岩滩水力发电站工程师推算得到,因此可能存在一定误差.而在1995—2001年期间2个站点的监测数据准确,同时迁江站与岩滩出库站平均年输沙量的差距仅为迁江站的5%左右,可以认为这一时期水库下游河床已基本稳定,河道冲蚀对迁江站输沙量影响不大. ...
Reconciling opposing views on carbon cycling in the coastal ocean: Continental shelves as sinks and near-shore ecosystems as sources of atmospheric CO2
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2009
... 河流向海洋的泥沙和颗粒物输送是全球地球化学循环的重要途径之一(Martin et al, 1979),针对大河入海泥沙的研究也是目前世界海洋地质学的热点研究领域之一(任美锷, 2006).在国际地圈-生物圈计划(International Geosphere-Biosphere Program, IGBP)中,海岸带陆海相互作用(LOICZ)和全球海洋通量联合研究(JGOFS) 2个核心计划都将河流泥沙通量变化作为了重要议题(Chen et al, 2009).据统计,受人类活动影响,全球145条代表性河流中,近50%的河流输沙量呈现下降趋势(Walling et al, 2003; Syvitski et al, 2005),而中国最主要的10条河流近10 a的年均输沙量均低于1950—2006年多年平均值的一半(刘成等, 2007).为了更好地应对河流输沙量迅速变化带来的利与弊,需要对引发变化的机理作更深入的探索.在对黄河中部流域的研究中,Wang等(2015)将影响输沙量的诸多因素分为了降雨、径流系数和含沙量3大因子,并利用泥沙归因诊断分析定量描述了不同时期3个因子对输沙量变化的贡献程度,在此基础上具体讨论了人类活动(植被覆盖度、梯田、水库修建)在输沙量变化中起到的作用.这一方法使用简便,所需数据易于获取,适合定量分析影响流域输沙量变化的具体因素.但泥沙归因诊断分析是一种较新的研究方法,目前在不同地区水沙变化的研究中应用相对较少,因此在适用性方面仍有较大的发展空间. ...
A GIS procedure for automatically calculating the USLE LS factor on topographically complex landscape units
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1996
... WaTEM/SEDEM是以RUSLE模型为基础的分布式模型,可以用于模拟流域内土壤侵蚀量、估算输沙能力和确定泥沙沉积路线.其中对于土壤侵蚀量的模拟实际上是对RUSLE模型的部分修正(Desmet et al, 1996),其计算公式为: ...
Spatio-temporal patterns in land use and management affecting surface runoff response of agricultural catchments: A review
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2011
... 根据泥沙归因诊断分析结果,1955—2016年间红水河输沙量存在1991和1963年2个突变点,并先后经历了从P1—P2的输沙量上升期和P2—P3的输沙量下降期,而不论在哪一时期,含沙量(s)的变化都是决定红水河输沙量变化的最主要原因.而在影响含沙量的诸多因素中,植被覆盖度对土壤侵蚀的调节作用以及水库的淤积作用通常十分突出(Oost et al, 2000; Rompaey et al, 2001; Vanacker et al, 2005; Fiener et al, 2011),并且受人类活动影响,两者在不同时期往往有着较大的变化,可以用于探究人类活动对红水河输沙量的具体作用. ...
Assessment of soil erosion at large watershed scale using RUSLE and GIS: A case study in the Loess Plateau of China
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2005
... (3) 土壤可蚀性因子K.土壤可蚀性因子K是评价土壤被降雨侵蚀力分离、冲蚀和搬运难易程度的一项指标,其数值大小主要受土壤自身物理性质的影响(Parysow et al, 2003; Fu et al, 2005; 张金池等, 2008).对于不同土壤类型的K值,张科利等(2007)和吴昌广等(2010)的研究成果相比国外现有的K值计算方法更加适用于中国土壤.因此本文直接引用其结果对流域不同土壤类型的K因子进行了划分(表1). ...
Geomorphological impacts of a flood event on ephemeral channels in SE Spain
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2000
... 根据大型水库对下游河流输沙量的作用规律,当水库蓄水拦沙后,水库建设所引发的河道形态变化会加剧下游河道的清水冲刷作用,使得下游河段泥沙得到部分补充(Hooke et al, 2000; Castillo et al, 2007; Yang et al, 2007).但随着时间的推移,河床逐渐趋于稳定,坝下河床补给泥沙量也将减少,清水冲刷对水库下游河段输沙量的影响将会弱化(张信宝等, 2011).通过比较1992—2001年岩滩水库出库泥沙与迁江水文站输沙量的关系,发现在1992—1994年间,迁江水文站平均年输沙量几乎是岩滩水库平均出库泥沙的4倍,这一现象首先说明岩滩水库在蓄水拦沙初期坝下河段的清水冲刷作用十分显著;其次岩滩水库虽然于1991年建成,但到1993年前后仍存在人为施工,这在一定程度上增加了下游泥沙量;最后,岩滩水库出库站泥沙数据于1994年才开始进行监测,1992和1993年数据为岩滩水力发电站工程师推算得到,因此可能存在一定误差.而在1995—2001年期间2个站点的监测数据准确,同时迁江站与岩滩出库站平均年输沙量的差距仅为迁江站的5%左右,可以认为这一时期水库下游河床已基本稳定,河道冲蚀对迁江站输沙量影响不大. ...
Elemental mass-balance of material carried by major world rivers
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1979
... 河流向海洋的泥沙和颗粒物输送是全球地球化学循环的重要途径之一(Martin et al, 1979),针对大河入海泥沙的研究也是目前世界海洋地质学的热点研究领域之一(任美锷, 2006).在国际地圈-生物圈计划(International Geosphere-Biosphere Program, IGBP)中,海岸带陆海相互作用(LOICZ)和全球海洋通量联合研究(JGOFS) 2个核心计划都将河流泥沙通量变化作为了重要议题(Chen et al, 2009).据统计,受人类活动影响,全球145条代表性河流中,近50%的河流输沙量呈现下降趋势(Walling et al, 2003; Syvitski et al, 2005),而中国最主要的10条河流近10 a的年均输沙量均低于1950—2006年多年平均值的一半(刘成等, 2007).为了更好地应对河流输沙量迅速变化带来的利与弊,需要对引发变化的机理作更深入的探索.在对黄河中部流域的研究中,Wang等(2015)将影响输沙量的诸多因素分为了降雨、径流系数和含沙量3大因子,并利用泥沙归因诊断分析定量描述了不同时期3个因子对输沙量变化的贡献程度,在此基础上具体讨论了人类活动(植被覆盖度、梯田、水库修建)在输沙量变化中起到的作用.这一方法使用简便,所需数据易于获取,适合定量分析影响流域输沙量变化的具体因素.但泥沙归因诊断分析是一种较新的研究方法,目前在不同地区水沙变化的研究中应用相对较少,因此在适用性方面仍有较大的发展空间. ...
Dynamics of soil erosion rates and controlling factors in the Northern Ethiopian Highlands: Towards a sediment budget
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2010
... 综上所述,水库修建和植被覆盖度变化等人类活动是红水河流域输沙量变化的主导因素.但值得注意的是,在实际情况中,包括气候变化、人类利用水资源的程度、人类耕作方式的转变等因素都是影响河流输沙量的重要组成部分,这些因素共同的作用才最终造成了流域的水沙变化(Poesen et al, 2003; Wang et al, 2006; Nyssen et al, 2010).在今后的研究中可以尝试综合考虑更多的因素,以期对河流水沙变化进行更充分的讨论. ...
Evaluating the effects of changes in landscape structure on soil erosion by water and tillage
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2000
... 根据泥沙归因诊断分析结果,1955—2016年间红水河输沙量存在1991和1963年2个突变点,并先后经历了从P1—P2的输沙量上升期和P2—P3的输沙量下降期,而不论在哪一时期,含沙量(s)的变化都是决定红水河输沙量变化的最主要原因.而在影响含沙量的诸多因素中,植被覆盖度对土壤侵蚀的调节作用以及水库的淤积作用通常十分突出(Oost et al, 2000; Rompaey et al, 2001; Vanacker et al, 2005; Fiener et al, 2011),并且受人类活动影响,两者在不同时期往往有着较大的变化,可以用于探究人类活动对红水河输沙量的具体作用. ...
Spatial uncertainty analysis for mapping soil erodibility based on joint sequential simulation
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2003
... (3) 土壤可蚀性因子K.土壤可蚀性因子K是评价土壤被降雨侵蚀力分离、冲蚀和搬运难易程度的一项指标,其数值大小主要受土壤自身物理性质的影响(Parysow et al, 2003; Fu et al, 2005; 张金池等, 2008).对于不同土壤类型的K值,张科利等(2007)和吴昌广等(2010)的研究成果相比国外现有的K值计算方法更加适用于中国土壤.因此本文直接引用其结果对流域不同土壤类型的K因子进行了划分(表1). ...
Gully erosion and environmental change: Importance and research needs
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2003
... 综上所述,水库修建和植被覆盖度变化等人类活动是红水河流域输沙量变化的主导因素.但值得注意的是,在实际情况中,包括气候变化、人类利用水资源的程度、人类耕作方式的转变等因素都是影响河流输沙量的重要组成部分,这些因素共同的作用才最终造成了流域的水沙变化(Poesen et al, 2003; Wang et al, 2006; Nyssen et al, 2010).在今后的研究中可以尝试综合考虑更多的因素,以期对河流水沙变化进行更充分的讨论. ...
Evaluation of the effectiveness of forest restoration and check-dams to reduce catchment sediment yield
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2016
... 相比泥沙归因诊断分析,水文模型在探究河流输沙量变化中的应用则较为广泛.徐夏楠等(2015)采用集总式HydroTrend水文模型定量评估了影响鄱阳湖流域输沙量变化的具体因素,并发现水库淤积和植被覆盖度变化对流域输沙量变化起了决定作用,而气候变化的影响较小.Ranzi等(2012)利用RUSLE(Revised Universal Soil Loss Equation)模型模拟了越南Lo River流域的土壤侵蚀量,并通过泥沙转换函数计算了河流输沙量,结合研究区8个水文站1959—2007年的实测数据,对比了水库修建和土地利用变化前后实测与模拟输沙量的数量关系,认为水库修建贡献了输沙量减少的75%以上,而林地的削减则导致输沙量增加了28%.Boix-Fayos等(2008)在计算了水库拦截效率后,通过WaTEM/SEDEM模型模拟了西班牙Rogative流域1956—1997年土地利用变化和水库建设对河流输沙量的影响,结果表明,水库的作用在短期内表现得更为明显.同样,在利用WaTEM/SEDEM模型对西班牙Taibilla流域的模拟过程中,Quiñonero-Rubio等(2016)发现土地利用变化单独作用时,输沙量只减少了14%,而当水库与土地利用变化共同作用时,输沙量的减少可以达到 .在河流输沙量变化的研究过程中,模型方法虽然使用方便,但对输入数据的精度要求较高,一般需要以实测数据加以检验,而将泥沙归因诊断分析结果和模型模拟结果进行对比,更能提高研究结果的可靠性. ...
A RUSLE approach to model suspended sediment load in the Lo River (Vietnam): Effects of reservoirs and land use changes
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2012
... 相比泥沙归因诊断分析,水文模型在探究河流输沙量变化中的应用则较为广泛.徐夏楠等(2015)采用集总式HydroTrend水文模型定量评估了影响鄱阳湖流域输沙量变化的具体因素,并发现水库淤积和植被覆盖度变化对流域输沙量变化起了决定作用,而气候变化的影响较小.Ranzi等(2012)利用RUSLE(Revised Universal Soil Loss Equation)模型模拟了越南Lo River流域的土壤侵蚀量,并通过泥沙转换函数计算了河流输沙量,结合研究区8个水文站1959—2007年的实测数据,对比了水库修建和土地利用变化前后实测与模拟输沙量的数量关系,认为水库修建贡献了输沙量减少的75%以上,而林地的削减则导致输沙量增加了28%.Boix-Fayos等(2008)在计算了水库拦截效率后,通过WaTEM/SEDEM模型模拟了西班牙Rogative流域1956—1997年土地利用变化和水库建设对河流输沙量的影响,结果表明,水库的作用在短期内表现得更为明显.同样,在利用WaTEM/SEDEM模型对西班牙Taibilla流域的模拟过程中,Quiñonero-Rubio等(2016)发现土地利用变化单独作用时,输沙量只减少了14%,而当水库与土地利用变化共同作用时,输沙量的减少可以达到 .在河流输沙量变化的研究过程中,模型方法虽然使用方便,但对输入数据的精度要求较高,一般需要以实测数据加以检验,而将泥沙归因诊断分析结果和模型模拟结果进行对比,更能提高研究结果的可靠性. ...
Global and regional drivers of accelerating CO2 emissions
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2007
... 泥沙归因诊断分析是以模型Kaya恒等式为基础建立起来的,并最早被运用于黄河流域水沙变化的研究中(Wang et al, 2015).而在泥沙归因诊断分析之前,Kaya恒等式被广泛运用在了气候变化研究领域,其通过一个简单的数学公式将CO2排放量的变化归结为人口变化、地区经济发展和地区能源消费结构变化共同作用的结果(Raupach et al, 2007).依据同样的原理,在泥沙归因诊断分析中,河流输沙量的变化被认为是由降雨量(p)、径流系数(f, 径流量与降雨量比值)和含沙量(s, 输沙量与径流量比值)3个因子共同导致的,利用该公式可分别计算出各因子对河流输沙量比例变化率的贡献程度,从而准确判断各因子对输沙量的影响情况.除黄河流域之外,武旭同等(2018)已成功将泥沙归因诊断分析引入长江流域水沙变化研究中,其在计算了降雨量、径流系数和含沙量对长江流域近60 a输沙量变化的贡献程度之后,还进一步评价了人类活动对输沙量的影响情况,并取得了不错的效果.泥沙归因诊断分析的具体计算公式如下: ...
Modelling mean annual sediment yield using a distributed approach
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2001
... 在土壤侵蚀发生后,遭受侵蚀的土壤将会向下坡向河流进行输移,其年平均输沙能力计算公式为(Rompaey et al, 2001): ...
... 根据泥沙归因诊断分析结果,1955—2016年间红水河输沙量存在1991和1963年2个突变点,并先后经历了从P1—P2的输沙量上升期和P2—P3的输沙量下降期,而不论在哪一时期,含沙量(s)的变化都是决定红水河输沙量变化的最主要原因.而在影响含沙量的诸多因素中,植被覆盖度对土壤侵蚀的调节作用以及水库的淤积作用通常十分突出(Oost et al, 2000; Rompaey et al, 2001; Vanacker et al, 2005; Fiener et al, 2011),并且受人类活动影响,两者在不同时期往往有着较大的变化,可以用于探究人类活动对红水河输沙量的具体作用. ...
Impact of humans on the flux of terrestrial sediment to the global coastal ocean
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2005
... 河流向海洋的泥沙和颗粒物输送是全球地球化学循环的重要途径之一(Martin et al, 1979),针对大河入海泥沙的研究也是目前世界海洋地质学的热点研究领域之一(任美锷, 2006).在国际地圈-生物圈计划(International Geosphere-Biosphere Program, IGBP)中,海岸带陆海相互作用(LOICZ)和全球海洋通量联合研究(JGOFS) 2个核心计划都将河流泥沙通量变化作为了重要议题(Chen et al, 2009).据统计,受人类活动影响,全球145条代表性河流中,近50%的河流输沙量呈现下降趋势(Walling et al, 2003; Syvitski et al, 2005),而中国最主要的10条河流近10 a的年均输沙量均低于1950—2006年多年平均值的一半(刘成等, 2007).为了更好地应对河流输沙量迅速变化带来的利与弊,需要对引发变化的机理作更深入的探索.在对黄河中部流域的研究中,Wang等(2015)将影响输沙量的诸多因素分为了降雨、径流系数和含沙量3大因子,并利用泥沙归因诊断分析定量描述了不同时期3个因子对输沙量变化的贡献程度,在此基础上具体讨论了人类活动(植被覆盖度、梯田、水库修建)在输沙量变化中起到的作用.这一方法使用简便,所需数据易于获取,适合定量分析影响流域输沙量变化的具体因素.但泥沙归因诊断分析是一种较新的研究方法,目前在不同地区水沙变化的研究中应用相对较少,因此在适用性方面仍有较大的发展空间. ...
River channel response to short-term human-induced change in landscape connectivity in Andean ecosystems
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2005
... 根据泥沙归因诊断分析结果,1955—2016年间红水河输沙量存在1991和1963年2个突变点,并先后经历了从P1—P2的输沙量上升期和P2—P3的输沙量下降期,而不论在哪一时期,含沙量(s)的变化都是决定红水河输沙量变化的最主要原因.而在影响含沙量的诸多因素中,植被覆盖度对土壤侵蚀的调节作用以及水库的淤积作用通常十分突出(Oost et al, 2000; Rompaey et al, 2001; Vanacker et al, 2005; Fiener et al, 2011),并且受人类活动影响,两者在不同时期往往有着较大的变化,可以用于探究人类活动对红水河输沙量的具体作用. ...
Recent trends in the suspended sediment loads of the world's rivers
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2003
... 河流向海洋的泥沙和颗粒物输送是全球地球化学循环的重要途径之一(Martin et al, 1979),针对大河入海泥沙的研究也是目前世界海洋地质学的热点研究领域之一(任美锷, 2006).在国际地圈-生物圈计划(International Geosphere-Biosphere Program, IGBP)中,海岸带陆海相互作用(LOICZ)和全球海洋通量联合研究(JGOFS) 2个核心计划都将河流泥沙通量变化作为了重要议题(Chen et al, 2009).据统计,受人类活动影响,全球145条代表性河流中,近50%的河流输沙量呈现下降趋势(Walling et al, 2003; Syvitski et al, 2005),而中国最主要的10条河流近10 a的年均输沙量均低于1950—2006年多年平均值的一半(刘成等, 2007).为了更好地应对河流输沙量迅速变化带来的利与弊,需要对引发变化的机理作更深入的探索.在对黄河中部流域的研究中,Wang等(2015)将影响输沙量的诸多因素分为了降雨、径流系数和含沙量3大因子,并利用泥沙归因诊断分析定量描述了不同时期3个因子对输沙量变化的贡献程度,在此基础上具体讨论了人类活动(植被覆盖度、梯田、水库修建)在输沙量变化中起到的作用.这一方法使用简便,所需数据易于获取,适合定量分析影响流域输沙量变化的具体因素.但泥沙归因诊断分析是一种较新的研究方法,目前在不同地区水沙变化的研究中应用相对较少,因此在适用性方面仍有较大的发展空间. ...
Interannual and seasonal variation of the Huanghe (Yellow River) water discharge over the past 50 years: Connections to impacts from ENSO events and dams
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2006
... 综上所述,水库修建和植被覆盖度变化等人类活动是红水河流域输沙量变化的主导因素.但值得注意的是,在实际情况中,包括气候变化、人类利用水资源的程度、人类耕作方式的转变等因素都是影响河流输沙量的重要组成部分,这些因素共同的作用才最终造成了流域的水沙变化(Poesen et al, 2003; Wang et al, 2006; Nyssen et al, 2010).在今后的研究中可以尝试综合考虑更多的因素,以期对河流水沙变化进行更充分的讨论. ...
Stepwise decreases of the Huanghe (Yellow River) sediment load (1950-2005): Impacts of climate change and human activities
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2007
... 在红水河流域中,虽然水库对于输沙量的减少作用明显,但与黄河流域一样,水库中过量的泥沙淤积必然会导致严重的库容损失,并一定程度上降低水库原有作用和使用年限.而相比工程拦沙这类短期有效的控制方法,优化土地利用则是一个可持续性的泥沙控制手段(Wang et al, 2007; Boix-Fayos et al, 2008),合理的土地利用方式能有效减弱流域土壤侵蚀强度,从源头上减少入河泥沙量,为流域提供长期的生态价值.因此,对于河流输沙量的控制应当结合2种手段,既要认识到短期内水库对于输沙量减少的巨大作用,也要长期坚持土地利用方式的优化,减少人类对土地资源的过度开发,从本质上解决流域的土壤侵蚀问题. ...
Reduced sediment transport in the Yellow River due to anthropogenic changes
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2015
... 河流向海洋的泥沙和颗粒物输送是全球地球化学循环的重要途径之一(Martin et al, 1979),针对大河入海泥沙的研究也是目前世界海洋地质学的热点研究领域之一(任美锷, 2006).在国际地圈-生物圈计划(International Geosphere-Biosphere Program, IGBP)中,海岸带陆海相互作用(LOICZ)和全球海洋通量联合研究(JGOFS) 2个核心计划都将河流泥沙通量变化作为了重要议题(Chen et al, 2009).据统计,受人类活动影响,全球145条代表性河流中,近50%的河流输沙量呈现下降趋势(Walling et al, 2003; Syvitski et al, 2005),而中国最主要的10条河流近10 a的年均输沙量均低于1950—2006年多年平均值的一半(刘成等, 2007).为了更好地应对河流输沙量迅速变化带来的利与弊,需要对引发变化的机理作更深入的探索.在对黄河中部流域的研究中,Wang等(2015)将影响输沙量的诸多因素分为了降雨、径流系数和含沙量3大因子,并利用泥沙归因诊断分析定量描述了不同时期3个因子对输沙量变化的贡献程度,在此基础上具体讨论了人类活动(植被覆盖度、梯田、水库修建)在输沙量变化中起到的作用.这一方法使用简便,所需数据易于获取,适合定量分析影响流域输沙量变化的具体因素.但泥沙归因诊断分析是一种较新的研究方法,目前在不同地区水沙变化的研究中应用相对较少,因此在适用性方面仍有较大的发展空间. ...
... 泥沙归因诊断分析是以模型Kaya恒等式为基础建立起来的,并最早被运用于黄河流域水沙变化的研究中(Wang et al, 2015).而在泥沙归因诊断分析之前,Kaya恒等式被广泛运用在了气候变化研究领域,其通过一个简单的数学公式将CO2排放量的变化归结为人口变化、地区经济发展和地区能源消费结构变化共同作用的结果(Raupach et al, 2007).依据同样的原理,在泥沙归因诊断分析中,河流输沙量的变化被认为是由降雨量(p)、径流系数(f, 径流量与降雨量比值)和含沙量(s, 输沙量与径流量比值)3个因子共同导致的,利用该公式可分别计算出各因子对河流输沙量比例变化率的贡献程度,从而准确判断各因子对输沙量的影响情况.除黄河流域之外,武旭同等(2018)已成功将泥沙归因诊断分析引入长江流域水沙变化研究中,其在计算了降雨量、径流系数和含沙量对长江流域近60 a输沙量变化的贡献程度之后,还进一步评价了人类活动对输沙量的影响情况,并取得了不错的效果.泥沙归因诊断分析的具体计算公式如下: ...
... 在Wang等(2015)和武旭同等(2018)的研究过程中,黄河流域与长江流域从20世纪50年代—21世纪10年代的河流输沙量均表现为一个不断递减的过程,相比之下,红水河流域1955—2016年河流输沙量则表现为在1963年前后的突然升高和1991年前后的突然降低.虽然在输沙量变化趋势上与黄河和长江流域存在差异,但结合中国西南喀斯特流域的已有研究结果可以发现,受人类毁林开荒影响,20世纪60年代中国西南喀斯特流域普遍存在侵蚀加剧的情况,这也与泥沙归因诊断分析的结果相符合.此外,红水河流域和长江流域(武旭同等, 2018)的研究结果都表明,含沙量因子对于河流输沙量起着决定性作用,而水库的修建是这2个流域输沙量减少的主要原因.相比之下,黄河流域输沙量变化(Wang et al, 2015)则由径流系数因子控制,而该流域水库等工程拦沙措施由于受泥沙淤积的影响更大,水库对于河流输沙量的调节作用在近年来已经明显减弱,维持可持续的植被生态系统在黄河流域显得更为重要和紧迫. ...
... )的研究结果都表明,含沙量因子对于河流输沙量起着决定性作用,而水库的修建是这2个流域输沙量减少的主要原因.相比之下,黄河流域输沙量变化(Wang et al, 2015)则由径流系数因子控制,而该流域水库等工程拦沙措施由于受泥沙淤积的影响更大,水库对于河流输沙量的调节作用在近年来已经明显减弱,维持可持续的植被生态系统在黄河流域显得更为重要和紧迫. ...
Influence of the Three Gorges Dam on downstream delivery of sediment and its environmental implications, Yangtze River
1
2007
... 根据大型水库对下游河流输沙量的作用规律,当水库蓄水拦沙后,水库建设所引发的河道形态变化会加剧下游河道的清水冲刷作用,使得下游河段泥沙得到部分补充(Hooke et al, 2000; Castillo et al, 2007; Yang et al, 2007).但随着时间的推移,河床逐渐趋于稳定,坝下河床补给泥沙量也将减少,清水冲刷对水库下游河段输沙量的影响将会弱化(张信宝等, 2011).通过比较1992—2001年岩滩水库出库泥沙与迁江水文站输沙量的关系,发现在1992—1994年间,迁江水文站平均年输沙量几乎是岩滩水库平均出库泥沙的4倍,这一现象首先说明岩滩水库在蓄水拦沙初期坝下河段的清水冲刷作用十分显著;其次岩滩水库虽然于1991年建成,但到1993年前后仍存在人为施工,这在一定程度上增加了下游泥沙量;最后,岩滩水库出库站泥沙数据于1994年才开始进行监测,1992和1993年数据为岩滩水力发电站工程师推算得到,因此可能存在一定误差.而在1995—2001年期间2个站点的监测数据准确,同时迁江站与岩滩出库站平均年输沙量的差距仅为迁江站的5%左右,可以认为这一时期水库下游河床已基本稳定,河道冲蚀对迁江站输沙量影响不大. ...