黃土高原地區(qū)的淤地壩是攔減入黃泥沙的關鍵措施,尤以對泥沙具有絕對控制的"悶葫蘆"淤地壩為甚。為研究淤地壩對侵蝕泥沙的攔蓄作用,以砒砂巖區(qū)皇甫川流域園子溝淤地壩為研究對象,采集壩地淤積剖面及溝間地、溝谷地表層樣品,對沉積旋回進行斷代分析,計算泥沙貢獻率,反演其淤積過程。結果表明:壩地沉積泥沙粒徑分布以2～0.05 mm砂粒為主,其次為粉粒、黏粒,砂粒中以極細砂和細砂占比最多。園子溝壩控流域內(nèi)侵蝕性降雨事件對應的最小日降雨量為22.8 mm;淤地壩運行可劃分為2個階段,前期主要依靠壩體攔蓄泥沙,后期隨著攔蓄泥沙的增多,減蝕作用凸顯。壩地沉積泥沙主要來源為溝谷地,貢獻率達71.4%,溝間地為28.6%,其中溝間地侵蝕產(chǎn)沙并非受植被唯一影響,在降雨量>45.4 mm時,地形因素會限制侵蝕的加劇。 

【文章來源】：水土保持學報. 2020,34(01)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

園子溝壩地采樣剖面中值粒徑D50變化

圖2 園子溝壩地采樣剖面中值粒徑D50變化為分析建壩后年際之間侵蝕泥沙淤積變化,本文將產(chǎn)沙性降雨事件按照所在年份合并計算獲得年侵蝕泥沙淤積量。由圖4可知,園子溝建壩以來(2007—2016年),壩控流域內(nèi)侵蝕泥沙壩地沉積量年際變化大,年均侵蝕泥沙淤積量為1.5萬t,年均侵蝕模數(shù)為10 147 t/(km2·a)。2011年、2015年流域內(nèi)侵蝕性降雨事件分別為2,1場,泥沙淤積量較少,同時特拉溝流域把口站未監(jiān)測到輸沙量;2013年、2016年汛期(6—9月)降水量較多且其雨強較大,導致侵蝕泥沙淤積量顯著增加,園子溝壩控流域侵蝕模數(shù)超過20 000 t/(km2·a)。這說明在當前該研究流域的下墊面條件下,產(chǎn)沙性降雨事件對應的日降雨量雖提高至22.8 mm,但當遭遇日降雨量>22.8 mm的降雨事件時,坡面植被的減蝕作用相對有限,流域侵蝕泥沙主要依靠溝口淤地壩的攔截。

通過對園子溝年降雨侵蝕力與年侵蝕泥沙壩地沉積量做雙累積曲線,進一步分析淤地壩建成以來壩控流域內(nèi)淤積泥沙的變化。從圖5可以看出,園子溝年降雨侵蝕力與年侵蝕泥沙壩地沉積量存在一個轉折點,其位于園子溝淤地壩建壩運行第7年(2013年)左右。為此本文將園子溝淤地壩建設運行劃分為2個階段:第1階段(2007—2013年),新建運行的“悶葫蘆”淤地壩,對原本出溝的侵蝕泥沙全部攔截,打破了原有的能沙關系;第2階段(2013-2016年),壩地溝道內(nèi)已淤積大量的侵蝕泥沙,其有效抬高了流域侵蝕基準面,增大了溝道雨洪的過水斷面面積,促使挾帶的泥沙沿程快速沉降,同時壩地淤積面增高掩埋了流域下部侵蝕較為嚴重的溝壁等,此時淤地壩壩體直接攔截的泥沙占整個產(chǎn)沙性降雨事件的侵蝕泥沙的比例較前期下降。同時對淤積層環(huán)刀采樣獲取的水分數(shù)據(jù)表明,壩地含水量隨深度增加波動趨緩,平均含水量23.8%,這些水分有效促進了壩控流域內(nèi)植被的生長,進一步減少了侵蝕的發(fā)生。所以第2階段減少的侵蝕泥沙或來自于淤地壩修建后對侵蝕基準面抬高以及植被生長良好的減蝕作用。2.3 沉積泥沙旋回源地泥沙貢獻率

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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本文編號：3586632