黄土高原典型坝控流域泥沙来源解析及其模型的综合评价

发布时间：2020-06-03 18:25

【摘要】：黄土高原是我国土壤侵蚀最为严重的地区,其侵蚀泥沙主要来源于小流域的坡沟系统,因此研究小流域的侵蚀产沙规律及其泥沙来源对于建立流域尺度的侵蚀预报模型和优化坡沟治理结构具有十分重要的意义。本研究以陕西省横山县寨子峁淤地坝为研究对象,采集了流域内坡耕地、草地、沟壁、支沟沟道和坝地泥沙沉积旋忯十样,基于实测淤积层厚度、137Cs含量、土壤粒径指标和历史降雨资料,建立了坝地沉积旋忯层的时间序列,驻于三种泥沙来源混合模型的结果,研究了黄土高原小流域侵蚀环境的演变特征,揭示了小流域侵蚀泥沙过程及其来源的变化规律,运用综合评价的方法明确了不同泥沙来源模型的计算精度和可靠性,主要结论如下:(1)基于土壤粒径、~(137)Cs含量、实测淤积层厚度以及历史降雨资料,建立了淤地坝沉积物的时间坐标,阐明了淤地坝的淤积过程。该淤地坝在运行期间(2006年至2017年7月)共拦蓄泥沙664000t左右,其坝控流域内多年平均侵蚀模数为14000 t/(km2 a)。年侵蚀量有显著性差异,其峰值出现在2016年,拦蓄了约93370t泥沙。在观测期内侵蚀性降雨主要集中在降雨最为12-15mm、15-20mm和20-30mm的降雨事件,占总降雨场次的78.76%。(2)基于坝地沉积物营养元素和粒径指标的统计分析,阐明了营养儿素和粒径指标随着淤地坝运行的动态变化。在观测期内,坝地沉积泥沙的总氮含量与总磷含景呈显著正相关,相关系数为1.00,而有机碳含量与总氮含量、总磷含量相关系数为0.199(P0.01)。随着淤地坝的运行,在相似降雨量条件下坝地泥沙颗粒有细化趋势:有机碳含量和总氮含量均呈现了不同程度的减小趋势:总磷含量儿乎没有变化。(3)基于泥沙源地土壤理化性质的统计,建立了 Collins、MIXSIAR和Modified Hughe三种泥沙来源混合模型,解析了坝控小流域的泥沙来源。在该研究区内,泥沙来源的最佳因子组合是Zn+Mg+Mn+d(0,1),总辨别率达83.1%。该淤地坝坝地泥沙的平均贡献率分别是沟壁54.22%、坡耕地23.56%、草地15.54%和支沟沟道6.68%。在暴雨事件下,坡耕地与草地的拦沙能力发生变化。在次降雨条件下,四泥沙源地的平均产沙量分别是沟壁4321.9lt、坡耕地1795.43t、草地1167.13t和支沟沟道531.38t。(4)建立了基于相对误差、决定性系数、一致性指数等指标的泥沙来源模型综合评价指标体系,综合评价了三个模型的拟合效果。在评价体系中,最敏感的指标是相对平方均方误差MSESQ,最不敏感的指标是相对对数均方误差MSELN。在整体上,Modified Hughe模型的拟合效果最佳,其次是Collins模型,MIXSIAR模型的拟合效果较差。在12-15mm降雨量条件下MIXSIAR模型的拟合效果最佳,在15-40mm降雨量条件下Modified Hughe模型的拟合效果最佳,在大于40mm降雨量条件下Collins模型的拟合效果最佳。
【图文】：

安理工大学硕士学位论文以陕西省横山县寨子峁淤地坝为研究对象，首先采集不同泥沙源区土壤样品及坝地泥沙沉积旋忯土壤样品，并收集其淤地坝资料、历史降雨资料。将采集的土壤样品带回实验室风干，按照不同实验的需求筛分土样，测定其理化性质，主要包括土壤容重、粒径组成、养分含量、137Cs 含量及部分重金属含量的测定。基于大雨对大沙的原则反演坝控流域的侵蚀产沙过程，利用不同泥沙来源混合模型定量计算其相对泥沙贡献率，最终计算不同模型的综合得分，从而得到模型的适用性评价。本研究的技术路线图如 1-1 所示。1.5 技术路线

2 试验材料与方法2.1 研究区概况元坪小流域[63]位于陕西省榆林市横山县南部，距县城约 l0 公里，属无定河一级支流芦河的一级支沟，流域面积 131.4 平方公里，相对高差 369 米，为黄土丘陵沟壑第 I 副区，流域地形支离破碎，水土流失十分严重，年侵蚀模数为 13000t/(km2·a)。其气候属北温带干旱半干旱大陆性季风气候，极端最高气温 38.4℃，极端最低气温-29℃，多年平均气温 8.60℃，无霜期约为 145 天，年蒸发量约为 2088mm，封冻日在 11月下旬，封冻期一般为 4 个月。流域降水特点为年际变化大，年内分布不均，且多以暴雨形式出现，，多年平均降水量 397.8mm。据观测，流域最大年径流量达 532.1 万 m3，最小年径流量仅 126.1 万 m3，多年平均年径流量为 303.4 万 m3，多年平均汛期(6-9 月)径流量为 197.2 万 m3。本文的研究对象是横山县寨子峁淤地坝，位于元坪小流域中游，坝控流域面积3.6km2，设计坝高 20m，总库容为 95.4 万 m3，淤积年限为 20 年，工程于 2004 年 11 月 10 日开始动工，于 2005 年 9 月 30 日工程全部竣工，流域及淤地坝的地理位置如图 2-1 所示。
【学位授予单位】：西安理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S157.1

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 何锦义;;我国综合评价活动的发展及存在的问题[J];学术问题研究;2005年01期

2 ;小学毕业复习英语综合评价题(一)[J];教育实践与研究(A);2019年04期

3 ;小学毕业复习英语综合评价题(二)[J];教育实践与研究(A);2019年04期

4 张倩;;R语言在综合评价方法中的应用[J];教育教学论坛;2019年22期

5 ;小学毕业复习英语综合评价题(一)[J];教育实践与研究(A);2018年04期

6 ;小学毕业复习英语综合评价题(二)[J];教育实践与研究(A);2018年04期

7 刘金祥;;南京医科大学综合评价招生改革策略探究[J];江苏卫生事业管理;2018年06期

8 李金昌;;谈统计综合评价的三个问题[J];中国统计;2018年05期

9 吕平;曹健;;新媒体环境下概率统计教学改革探究[J];数学学习与研究;2017年03期

10 李旭生;;利用Blog对学生的历史学习进行综合评价——以《展示五彩缤纷的社会生活》一课为例[J];中学历史教学;2017年05期

相关会议论文 前10条

1 李妙颜;;在实践教学中注重对学生进行综合评价[A];国家教师科研基金十一五阶段性成果集（广东卷）[C];2010年

2 赵书祥;;体育综合评价中存在的问题的研究[A];第九届全国体育科学大会论文摘要汇编(4)[C];2011年

3 焦辉东;;综合评价中权的级别稳定区间[A];全国青年管理科学与系统科学论文集（第1卷）[C];1991年

4 许金余;赵靖;沈常友;徐矫翔;;商品住宅舒适度模糊综合评价[A];第十一届全国结构工程学术会议论文集第Ⅱ卷[C];2002年

5 王剑峰;王石磊;;模糊综合评价在航空企业试飞安全管理中的应用[A];2013年中国航空学会管理科学分会学术会议论文集[C];2013年

6 刘晏滔;;机场集团横向并购的风险分析及模糊综合评价[A];上海空港（第10辑）[C];2009年

7 姚红;;基于秩和比法的期刊综合评价[A];第四届全国核心期刊与期刊国际化、网络化研讨会论文集[C];2006年

8 于磊;刘宇;;对于股票市场中综合评价的实证研究[A];创新驱动，加快战略性新兴产业发展——吉林省第七届科学技术学术年会论文集（下）[C];2012年

9 张美恋;;基于模糊多属性的中学数学教师的综合评价[A];社会经济发展转型与系统工程——中国系统工程学会第17届学术年会论文集[C];2012年

10 陈劲;王如富;;企业信息技术应用效果的综合评价[A];全国青年管理科学与系统科学论文集第5卷[C];1999年

相关重要报纸文章 前10条

1 本报记者 刘博超;新一轮中高考综合评价录取如何改革[N];光明日报;2018年

2 记者 任素梅;我省全面启动高中生综合评价电子平台[N];江苏教育报;2019年

3 本报记者 岳远攀;山东今年10所高校试点综合评价招生[N];联合日报;2019年

4 本报记者 王兵;宝鸡被评为综合评价好的市[N];宝鸡日报;2019年

5 本报记者 樊丽萍 姜澎;综合评价录取不“掐尖”，名校图什么[N];文汇报;2019年

6 记者 王妃 通讯员 曹美琴;我市信息经济综合评价全省第二[N];金华日报;2017年

7 记者 周凯;上海交大首推高考综合评价录取[N];中国青年报;2014年

8 记者 叶文娟;省扶贫开发工作领导小组 对脱贫攻坚工作成效综合评价一般市(州)县党政领导进行约谈[N];青海日报;2018年

9 王永明;我市喜获2017年度全省脱贫成效考核综合评价奖[N];达州日报;2018年

10 记者 乔栋明;全州非公有制经济代表人士综合评价工作联席会议召开[N];民族日报;2016年

相关博士学位论文 前10条

1 云虹;分销商对制造商关系承诺研究[D];华中科技大学;2005年

2 朱丽;广州市环境、经济和社会可持续发展综合评价[D];中国科学院研究生院（广州地球化学研究所）;2006年

3 蒋耀;基于综合评价理论的区域可持续发展研究[D];上海交通大学;2008年

4 孙薇;市场条件下抽水蓄能电站效益综合评价及运营模式研究[D];华北电力大学（河北）;2007年

5 庄峗;大学综合评价的统计研究[D];厦门大学;2008年

6 刘志峰;绿色产品综合评价及模糊物元分析方法研究[D];合肥工业大学;2004年

7 吴朦;中风病气虚血瘀证中医复杂干预研究与综合评价[D];中国中医科学院;2017年

8 周勇;铁路调度综合评价相关问题研究[D];西南交通大学;2010年

9 陈拥军;农村电力需求综合评价和基于地理信息系统的电网规划系统研究[D];浙江大学;2008年

10 邓立宝;广西柿种质资源遗传多样性及其对柿角斑病抗病性研究[D];广西大学;2013年

相关硕士学位论文 前10条

1 马萌华;基于模糊综合评价的海绵城市LID措施综合效能评价体系研究[D];西安理工大学;2019年

2 白璐璐;黄土高原典型坝控流域泥沙来源解析及其模型的综合评价[D];西安理工大学;2019年

3 王丹;基于文献研究的中药草乌安全性综合评价[D];北京中医药大学;2019年

4 陈玉新;王府凹陷油藏综合评价及有利目标优选研究[D];东北石油大学;2018年

5 艾博;海口美兰国际机场二期建设施工过程中环境问题分析及治理措施研究[D];西北大学;2018年

6 陈思思;自然保护区综合评价[D];湖南师范大学;2018年

7 李思萌;高品质再生水净化技术综合评价[D];长安大学;2018年

8 范铭;高速公路服务水平分析与服务质量综合评价研究[D];长沙理工大学;2017年

9 靳小酩;FH桥项目综合评价[D];西安建筑科技大学;2018年

10 杨梅琳;装配式建筑的绿色与装配化程度综合评价研究[D];郑州大学;2018年

本文编号：2695214