北洛河上游生态建设的水沙调控效应

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1、水利学报2010年11月SHUILIXUEBAO第41卷第11期文章编号：0559-9350（2010）11-1325-08北洛河上游生态建设的水沙调控效应1，2232秦伟，朱清科，刘广全，张岩（1.中国水利水电科学研究院泥沙研究所，北京100048；2.北京林业大学水土保持与荒漠化防治教育部重点实验室，北京100083；3.国际泥沙研究培训中心，北京100048）摘要：采用双累积曲线法和Mann-Kendall检验法，确定了1980—2004年北洛河上游流域的径流、输沙变化趋势和时段，并结合不同时段的气候特征和生态建设资料，分析了流域

2、水沙变化的驱动因素。在此基础上，利用双累积曲线法、径流输沙系数还原法和统计系列对比法计算了生态建设的水沙调控效应。结果表明：（1）1980—2004年间，北洛河上游流域径流量和输沙量的变化可划分为1980—1994年、1995—2000年和2001—2004年3个阶段。其中，2001—2004年为生态建设的水沙调控效应期；（2）以1980-1994年为基准期，2001—2004年间，在年均降雨量、年均侵蚀降雨量和年均降雨侵蚀力分别增加14.0%、25.2%和46.1%的气候背景下，由于生态建设的水沙调控作用，流域年均径流量和年均输沙量分

3、别减少2432.5万m3/a和2009.1万t/a；（3）排除气候因素的影响，生态建设4年间累计减少流域径流13808.0万m3、减少流域输沙14250.8万t，实现减水、减沙效应分别为31.11%和65.14%。流域尺度内，生态建设的减水、减沙能力分别达4.7万m3（/km·2a）和4.8万t/（km·2a）。关键词：生态建设；水沙调控；北洛河；黄土高原中图分类号：TV141文献标识码：A1研究背景［1］黄河1952—2006年多年平均输沙量达7.7亿t，约1/4淤积在下游河道，造成河道淤积和洪灾威胁，极大制约着区域生态安全和社会发展

4、，成为我国主要环境问题之一。黄河泥沙主要来源于中游北［2-4］干流两岸及泾河、洛河、渭河和汾河流域。该区正是我国水土流失最严重的黄土高原，剧烈的土壤侵蚀成为产生黄河泥沙的主要原因。土壤侵蚀主要由降雨和下垫面状况决定。生态植被和水保工程［5-6］建设能增加地表覆盖、拦蓄地表径流、减少土壤侵蚀，从而防治水土流失、调控河道水沙。由于河道水沙对生态植被建设和水利水保工程存在良好响应，因此其变化通常被作为评价生态建设水土保［7］［8］持效益的重要依据，尤其在泥沙问题最为突出的黄河流域得到了广泛应用。熊贵枢和张胜利研究［9］［10］了水利水保措施对

5、河龙区间河流泥沙的影响。冉大川和于一鸣等通过运用水保法和水文法先后确［11］定了河龙区间各项水土保持措施在20世纪70年代、80年代和90年代的减水、减沙能力。穆兴民等采用变点统计分析法、历时曲线法和双累积曲线法研究了50年代至今，河龙区间水利水保措施对径［12］流、输沙变化的贡献。高博文等根据河流泥沙变化，确定了80年代三门峡以上河段内梯田坝地和林［13］［14］［15］草植被的减沙效益。除了对黄河干流的研究，利用径流、输泥沙变化，对泾河、洛河、渭河、［4］汾河等黄河重要产沙支流范围内水土保持措施调水减沙效益的评价也多有报道。北洛河是

6、黄河二级支流，上游位于黄土丘陵沟壑区，沟深坡陡，植被稀少，水土流失严重，是收稿日期：2009-02-25基金项目：“十一五”国家科技支撑项目（2006BAD03A03）；国家重点基础研究发展计划（“973”项目）（2007CB407205）；水利部公益性行业科研专项（200901047）；中国水利水电科学研究院科研专项（泥集1008）作者简介：秦伟（1982-），陕西人，博士，主要研究方向水土保持。E-mail：qinwei_office@sina.com通讯作者：朱清科（1956-），教授，主要研究方向水土保持与林业生态工程。E-ma

7、il：xiangmb@bjfu.edu.cn—1325—黄河主要沙源。近年来，随着退耕还林等生态建设的实施，植被覆盖显著增加，水土流失得到控制，河道径流和输沙发生了明显改变。本文通过确定北洛河上游1980-2004年间径流、输沙的变化趋势和时段，结合对应时段的气候特征和生态建设情况，分析其变化驱动因素，计算生态建设水沙调控效应，旨在为客观评价黄土高原生态建设水土保持效益及其规划、管理提供依据。2研究区概况22.1自然地理概况本研究中的北洛河上游指北洛河流域吴旗水文站以上部分，总面积3424.4km，2可分为两部分：北洛河源头区，在定边县

8、境内，面积1040.6km；北洛河上游吴起段，在吴起县境2内，面积2383.9km。该区位于白于山以南，子午岭以西，东经107°32′40″～108°32′45″，北纬36°44′53″～37°19′28″