流域侵蚀产沙平衡研究进展论文

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1、流域侵蚀产沙平衡研究进展论文摘要：介绍了国内外流域侵蚀产沙平衡研究的主要成果。分析了流域泥沙的主要来源及国内外泥沙来源的主要研究方法；介绍了侵蚀泥沙的坡面～河道运移过程、坡面～河道耦合关系的研究现状；提出了当前河道泥沙存蓄与输移研究的主要问题，并分析了该领域目前研究的现状；对比分析了目前流域侵蚀产沙平衡研究中几个主要模型的适用范围与优缺点；提出了我国未来流域侵蚀产沙平衡研究中应注重发展的主要问题。关键词：侵蚀产沙平衡研究现状未来发展泥沙产生的危害是多种多样和广泛的，泥沙产生危害的形式取决于泥沙的数量和特性，而泥沙的数

2、量和特性则受到侵蚀、输移和沉积过程的影响。为了了解泥沙危害的根本原因，确定引起这种危害的泥沙的来源，并提出可行的控制措施，就需要对这些过程有所了解。因此，流域侵蚀产沙平衡计算对泥沙的控制是十分有意义的。一项完整的泥沙平衡计算应包括流域内泥沙的输入、移动和沉积的计算.freelpton等人(1953)很早就提出并进行了一定的研究。Katerina(2002)将其简明的定义为坡面与河道间水文和地貌过程的连通性［22］。实际上人们对坡面～河道耦合并没有非常统一的认识。近年来此方面的研究使人们对侵蚀泥沙的坡面～河道运移过程有

3、了更深入的认识。MichaelC等人［２３］通过实地测量对次降雨侵蚀泥沙的坡面～河道过程进行描述，但若要了解区域泥沙运移的一般规律还需要进行长期的观测；JolantaSonJ等人［32］通过“水库理论”对河道泥沙的输移与存蓄进行了研究。“水库理论”是定量研究河道内泥沙存蓄与输移时间的一种方式，是对水库中径流平均存蓄与输出时间在概念上的一种借用。通过应用，SimonJ等人对河道内不同区段泥沙输移时间进行了较为精确的估算，对存蓄泥沙的活动等情况进行了定量研究。但以示踪法研究通常存在这样的问题：(1)示踪物质在河道内停留的

4、时间至少要和泥沙平均停留的时间相等，而泥沙在河道内有可能停留上百年的时间；(2)如果不同时期输入河道内的泥沙充分混合，河道内泥沙的存蓄周期与驻留时间也很难确定。以特制试验设备辅助研究或许是解决河道泥沙的输移与存蓄变化过程研究的有效方法之一。英国学者D．M.La［38］。应用这类模型最主要的问题是初始条件的确定，因此，这类模型通常被用来模拟不同降水的设计。在时间上具有连续性的模型如)，这些坡面通过沟道连接起来，进而通过模型模拟泥沙的输移过程。将侵蚀模型与地理分析软件进行不同程度的耦合是近年来泥沙平衡研究中模型研究的主要

5、方向之一。蔡强国等人［4］(1996)在IDRISI软件的支持下建立了一个具有一定物理基础的能表示侵蚀产沙过程的小流域次降雨侵蚀模型。模型考虑了降雨入渗、径流分散等过程，将水流在流域的汇流、输移过程引入到模型当中，从机理上对侵蚀过程进行了定量分析。GiorgioA．Benporad等人［42］采用分布式模型模拟水、沙量平衡。通过GIS处理将该流域离散化为栅格形式，建模以栅格为基础，与栅格整合的模拟方程通过流域出口处的水沙资料进行模型修正。结果显示，分布式数学模拟能够较为精确地模拟流域以月和年为单位的水沙运动情况。他们

6、的研究通过GIS处理与时间修正在一定程度上已经打破了模型研究的空间与时间尺度限制。确定可用的侵蚀模型是一项很复杂的任务，侵蚀模型必须经过修正之后才能用于模拟泥沙的过程。其中主要的问题是模型参数的转换、无观察站点区域初始条件的设置及利用长系列资料进行模拟时模型的适用性问题。准确的实地资料非常重要，因为它们常常是侵蚀产沙建模的重要限制性因素，如果分布资料不够全面，对于较大尺度的流域而言模型的选定将是很困难的。对于长系列资料的模拟，同时期泥沙沉积的调查十分必要，因为只有这样才能对资料模拟的结果进行校验。5流域侵蚀产沙平衡研

7、究展望流域侵蚀产沙平衡研究关系到我国生态环境建设、水利工程的使用与建设等方方面面，总结分析我国泥沙研究的现状，针对我国泥沙平衡研究中存在的问题，借鉴国外好的研究思路与研究方法，进行系统的、泥沙运移过程的平衡计算将是十分有意义的。5.1基本资料的科学观测在流域侵蚀产沙平衡研究中，丰富而准确的资料是泥沙研究的生命线。因此，科学合理地布设观测站点，对部分观测站点进行适当的调整，进行水文泥沙的长期、连续观测是获得水文泥沙研究资料的基础，更是流域侵蚀产沙平衡研究发展的前提条件。5.2因地制宜的泥沙运移过程研究目前，对于泥沙输移

8、预报问题我们还需要了解更多的、更为细致的输移过程。对于流域内侵蚀泥沙不同粒径之间的关系；流域内侵蚀泥沙的停留时间与重新移动问题；侵蚀泥沙坡面过程与沟道过程的不同；侵蚀泥沙的停留时间与重新移动的耦合关系；适当时间尺度范围内坡面与沟道间的动态相互作用关系；侵蚀系统内不同部位侵蚀泥沙的相互关系及如何评价等问题仍然需要更为深入的研究。目前国内尚未研究出