陕北不同沟道土地盐碱化现状及影响因素

沟道土地是陕北黄土丘陵沟壑区重要的土地资源。然而,当前对黄土高原沟道土地的盐碱化问题关注不够,对盐碱化的现状、发生机制和防治措施也缺乏深入系统的认识,知识储备不能满足生产实际的需要。本文以陕北黄土丘陵沟壑区自然和人为形成的沟道土地为研究对象,分别是延安顾屯新造耕地(治沟造地)、延川马家湾淤地坝土地和子洲黄土洼天然古聚湫土地,在这些流域内沿沟道采集土壤样品,测定土壤的电导率(EC)、p H值、含水量及粒度,分析土壤盐碱化的现状和影响因子。结果表明:马家湾淤地坝土地盐碱化最为严重,流域中游至上游均出现不同程度的盐碱化;顾屯新造地上游出现盐碱化,盐碱化程度较马家湾轻,而黄土洼古聚湫全流域未出现盐碱化。地下水位较浅是沟道土地发生盐碱化的主要影响因素,因此陕北沟道土地盐碱化防治应着力控制地下水位,建设良好的排水系统,加强排水。     

淤地坝坝地淤积与侵蚀性降雨的灰色关联分析

水土流失是黄土高原地区重要的环境问题之一,淤地坝措施作为该区水土流失治理的重要工程措施之一发挥了巨大作用,但其淤积过程与水毁机理的研究较少.本文在全面调查黄土高原淤地坝的基础上,选取典型淤地坝,挖取剖面进行测量和分层取样,利用库容曲线和实测每个淤积层的淤积厚度求得每层淤积泥沙量,运用灰色关联分析法,系统地研究了侵蚀性降雨的4个指标(降雨侵蚀力R、降雨量P、最大30 min降雨强度,I30、平均降雨强度 I)与坝地泥沙淤积量之间的关联度.结果表明,降雨侵蚀力 R和坝地泥沙淤积量的发展趋势最为密切,呈幂函数关系;降雨量 P对淤积量的影响仅次于降雨侵蚀力,其关系呈指数型;最大30 min降雨强度,I30和平均降雨强度I对坝地泥沙淤积量的影响较小.     

基于灰关联的坝地分层淤积量与侵蚀性降雨响应研究

论文在全面调查陕北黄土高原淤地坝的基础上,选取典型淤地坝挖取剖面,进行分层测量取样,利用库容曲线和实测各淤积层的厚度求得各层泥沙淤积量,根据黄土高原暴雨产沙过程原理及淤积过程降雨资料,反演各淤积层所对应的侵蚀性降雨。运用灰色关联分析法,分析计算了坝地泥沙淤积量和侵蚀性降雨的4个指标(降雨侵蚀力R、降雨量P、最大30分钟降雨强度I30、平均降雨强度I)之间的关联度。研究结果表明:侵蚀性降雨4个指标中,降雨侵蚀力R和坝地泥沙淤积量的关系最为密切,降雨量P对淤积量的影响次之,最大30分钟降雨强度I30和平均降雨强度I对淤积量的影响最小;并且建立了坝地泥沙淤积量与降雨侵蚀力R和降雨量P的二元线性回归方程。     

淤地坝在生态建设中的重要作用

淤地坝在黄土高原地区促进生态建设与修复功能上具有重要的作用。它可拦泥蓄水，增加良田，减少江河泥沙；还能改善农业生产条件，防洪减灾，进一步优化土地利用结构，促进农村经济发展。     

黄土高原沟道治理：几百年来与洪水和泥沙的斗争

黄土高原千沟万壑,沟道密集,长度大于500 m的沟道有666700多条。正是这些纵横交错的沟道,把黄土高原切割得支离破碎。在新中国成立前,黄土高原沟道治理的历史实际上是当地老百姓与洪水泥沙作斗争的苦难史。新中国成立后,为保障黄河的安澜,黄土高原水土流失治理纳入到国家议事日程,其中“治沟”一直是重头戏。在黄土高原沟道治理中,淤地坝起到了关键的作用。经过70年的努力,淤地坝建设不断总结经验,提高工程质量,扩大建设规模,为控制黄河泥沙做出了巨大的贡献。近年来,黄土高原沟道治理出现了新的模式——治沟造地工程。实际上,治沟造地是淤地坝建设的继承与发展,包括坝系建设、旧坝修复、盐碱地改造、荒沟闲置土地开发利用、生态建设等多个方面,是一种综合的沟道治理体系。当前,在黄河流域生态保护和高质量发展国家战略的驱动下,黄土高原沟道治理已不仅仅是一个科学技术问题,而是一个需要融合自然科学和经济社会科学的综合性发展问题。因此,未来黄土高原沟道治理,不仅需要与洪水和泥沙的斗争,还需要与贫穷和落后作斗争,将沟道治理与经济社会发展相结合,提高黄土高原农村地区的经济社会发展水平。     

泥浆泵筑坝机械设备的研制开发

泥浆泵筑坝技术是为实现淤地坝机械化、自动化、安全文明施工而提出的一种新思路。分析了泥浆泵筑坝机械设备设计开发中需要解决的关键问题,采用设计-试验-改进的方式,成功研制开发了泥浆泵筑坝一体机,实现了淤地坝施工机械化、自动化的初步目标。现场试验结果表明,设备运行安全可靠,对土料的适应性强,土料输送均匀,定量准确,泥浆重量浓度稳定达到60%以上,输送流量60~100 m3/h,水平输送距离100 m,扬程20 m,可满足中、小型淤地坝机械化施工的要求。     

黄土高原淤地坝土壤性质剖面变化规律及其功能探讨

为分析淤地坝土壤性质的剖面变化规律及其在非点源污染工程治理方面的可能性,采用经典统计学方法研究了黄土高原典型淤地坝土壤性质在5.20 m剖面上的变化规律,并探讨了淤地坝作为碳储存库以及养分富集库的独特功能.结果表明,①坝前土壤剖面容重、砂粒含量低于坝尾,而土壤含水率、有机碳、粘粒、粉粒、速效磷、硝态氮以及铵态氮均大于坝尾;容重随剖面的变异情况为弱变异性,其余指标为中等变异性;除坝前砂粒含量和坝尾土壤含水率外,其余指标均呈正态分布;②坝前和坝尾剖面土壤含水率随土层深度的增加均呈锯齿型变化趋势,在剖面上的分布表现为波动型;土壤有机碳、速效磷、铵态氮随剖面的变化规律与土壤水分的趋势相同;③除坝尾容重与硝态氮、铵态氮及速效磷与铵态氮的相关性未达到显著水平外,土壤含水率、有机碳、容重、粘粒、粉粒、砂粒、速效磷、硝态氮以及铵态氮之间的相关性均达到了显著水平(p＜0.05),并且坝前与坝尾剖面土壤各个性质之间所表现的正相关性或负相关性是一致的;④淤地坝作为黄土高原的一个重要碳储存库,坝前有机碳储量高于坝尾,且坝前在400～520 cm储量最高,坝尾在0～100 cm储量最高;⑤淤地坝对速效养分具有富集效应,坝前储量大于坝尾,且2个剖面上的储量大小顺序均为:铵态氮＞速效磷＞硝态氮;淤地坝对铵态氮、硝态氮的富集系数分别为1.132和1.956;⑥淤地坝作为土壤养分的富集库,对区域碳平衡以及小流域非点源污染工程措施有效治理具有重要的理论意义,对黄土高原坝系建设及其生态功能的深入认识具有一定的参考价值.     

基于遥感信息的黄河中游水土流失敏感区淤地坝坝地资源特征研究

淤地坝是黄河中游黄土高原区水土流失防治的有效工程措施之一,在拦泥淤地、建设农田、巩固退耕还林（草）、改善生态环境等方面发挥了重要作用。基于WorldView-2、Google Earth、Bing、Sentinel-2多源遥感影像并结合实地淤地坝监测资料、NDVI和土地类型数据,本文完成了晋西南地区淤地坝坝地资源（数目、面积、位置、坝系、流域面积）的统计,并对其运行现状进行了评估。结果表明：截至2021年,晋西南地区淤地坝共计12167座,总面积达71.19 km²。规模上该区主要以小型淤地坝（＜0.015 km²）为主;空间上主要集中于中部的汾西县、洪洞县和浮山县地区,坝地数量和面积分别占总数量和面积的67.37%（8197座）和56.67%（40.35 km²）。目前,56.58%的淤地坝已经处于服务超限状态,平均超限5—10 a,其中,隰县、大宁县、汾西县、吉县和乡宁县地区淤地坝超限较为严重,60%以上的淤地坝已处于淤满状态。淤地坝的修建明显促进了黄土高原地区植被恢复、拦泥蓄容、建设耕地资源,但随着一些淤地坝的“淤满”,其生态和经济服务功能明显下降,并存在一定的潜在风险,亟需地方流域管理部门重视并采取有效措施。     

生态建设和生态恢复重在综合管理

本文结合当前西部生态建设中存在的问题和不足之外，提出了必须建立生态建设的综合管理部门、建立生态恢复和治理基金以及实施生态综合治理的办法，把依靠生态自然修复与人工治理结合起来，实施“林、退、还、建、改”等具体措施。同时阐明：在水土条件差的地方必须尊重“先草后灌再乔”的规律，强调了“淤地坝”对生态恢复的重要性。