【摘要】：隨著人口增加,人類活動加劇致使一些重要河流來水來沙減少明顯,成為國家及社會嚴重關(guān)切的問題,其中黃河及支流渭河流域尤甚。梯田作為重要的水土保持措施分布廣泛。但隨著梯田面積增加,河道的徑流銳減,使得人們對梯田的利弊提出了質(zhì)疑。針對目前流域尺度內(nèi)梯田措施對河道徑流、生態(tài)基流和泥沙影響研究薄弱,本研究選取缺水、高含沙的涇河流域為研究對象,通過室內(nèi)模擬試驗和數(shù)學模型模擬相結(jié)合的方法,研究坡面梯田措施對降雨分配及坡面侵蝕的影響過程,并計算坡面徑流曲線系數(shù)(CN)和基流衰減系數(shù)()為SWAT模型運行提供參數(shù)。在此基礎(chǔ)上,基于涇河流域嵌入梯田模塊的SWAT模型,定量分析水土保持典型措施——梯田對涇河流域河道徑流、泥沙及保障生態(tài)基流的影響,得到以下主要結(jié)論:(1)梯田措施能有效調(diào)控降雨徑流的轉(zhuǎn)化,增加地下水補給,攔截坡面泥沙。利用已設(shè)計的室內(nèi)降雨 徑流 侵蝕 產(chǎn)沙 地下水模擬試驗系統(tǒng),選取裸坡、梯田及其秸稈覆蓋措施,開展人工降雨試驗,分析梯田對地表徑流、土壤水、地下水及坡面產(chǎn)沙的影響。研究結(jié)果顯示降雨過程中土壤儲水增加量為梯田+秸稈覆蓋梯田裸地;與裸坡相比,梯田和梯田+秸稈覆蓋的平均降雨徑流系數(shù)(α)分別減小了27.27%和89.40%。梯田和梯田+秸稈覆蓋措施的減水效益分別為26.31%和89.65%,其相應(yīng)的減沙效益分別為65.52%和94.13%。60mm/h雨強試驗中,與裸坡相比,梯田及其秸稈覆蓋措施平均地下水水位分別增加3.1%和15.1%;梯田和梯田+秸稈覆蓋措施地下水平均流量分別為裸坡的1.29和1.62倍;降雨結(jié)束時梯田和梯田+秸稈覆蓋地下水補給量分別是裸坡的1.25和2.29倍;試驗結(jié)束后梯田和梯田+秸稈覆蓋地下水補給量分別是裸坡的1.50倍和2.69倍。(2)通過試驗?zāi)M計算出了適用于涇河流域的SWAT模型參數(shù)。計算結(jié)果顯示:裸坡徑流曲線數(shù)(CN)為89.97,梯田徑流曲線數(shù)(CN)為82.19,梯田+秸稈覆蓋徑流曲線數(shù)(CN)為54.18。裸坡坡面的基流衰減系數(shù)為0.21,梯田及其秸稈覆蓋坡面的基流衰減系數(shù)均為0.36。將參數(shù)帶入模型率定其他參數(shù),月徑流模擬的r2≥0.66,NS≥0.75,月泥沙模擬的r2≥0.75,NS≥0.71,表明嵌入梯田模塊的SWAT模型所選參數(shù)的取值適用于涇河流域的月徑流、泥沙模擬。(3)基于嵌入梯田模塊的SWAT模型,分析梯田對涇河河道徑流、泥沙及保障生態(tài)基流的影響,并利用Tennant法計算河段的生態(tài)基流,結(jié)果表明梯田能夠滯洪補枯、保障生態(tài)基流、減小河道輸沙量。楊家坪和景村河段的生態(tài)基流量為2.55和5.2 m3/s。平水年,楊家坪斷面以上流域梯田面積每增加1%,可增加非汛期生態(tài)基流0.05 m3/s,提升該斷面非汛期生態(tài)基流保障1.49%;該斷面以上流域單位面積梯田河道減水量為1.60萬m3/km2,該斷面以上流域單位面積梯田河道補水量為0.84萬m3/km2,該斷面以上流域單位面積梯田減少河道輸沙量0.32萬t/km2。平水年,景村站斷面以上流域梯田面積每增加1%,可增加非汛期生態(tài)基流0.04 m3/s,提升該斷面非汛期生態(tài)基流保障3.48%;該斷面以上流域單位面積梯田河道減水量為1.31萬m3/km2,該斷面以上單位面積梯田河道補水量為0.24萬m3/km2,該斷面以上流域單位面積梯田減少河道輸沙量0.45萬t/km2。
【學位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：S157.31

【共引文獻】

相關(guān)碩士學位論文 前1條

1 王飛;基于土地利用變化的渭河流域產(chǎn)流及生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值研究[D];西北農(nóng)林科技大學;2013年

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本文編號：2544853