小流域降雨径流的泥沙测验对比研究

发表时间:2021/5/17   来源:《基层建设》2020年第30期   作者:高萌
[导读] 摘要:作为水文测验重要内容,泥沙测验能够为水生态研究以及水环境污染治理等工作开展提供可靠资料方面支持,是测验领域关注重点内容。
        中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司  陕西省西安市  710100
        摘要:作为水文测验重要内容,泥沙测验能够为水生态研究以及水环境污染治理等工作开展提供可靠资料方面支持,是测验领域关注重点内容。本文将以某省小流域a和小流域b对比实例为例,通过对两者各方面情况的详细分析,对小流域降雨径流泥沙测验对比展开全面性探究,期望能够为泥沙测验技术应用与发展提供一些理论方面支持。
        关键词:自然情况;小流域;泥沙测验;水土流失;径流
        在降雨量较多地区,尤其是暴雨较多地区,雨水会形成较强冲刷力,对地表径流产生直接影响,致使表层土出现位移或搬运状况。事实上,土壤性质、植被疏密程度以及降雨强度等,均是影响地面径流速度、动力大小的重要因素,但其中坡面径流是起主导作用的。为对小流域水土流失治理工作开展提供有效帮助,对小流域泥沙测验展开对比分析显得极为必要。
        一、基本情况
        (一)小流域a基本情况
        1.自然情况。该流域属于资江支流,包括13个行政村,流经区域地形较为多变,整体呈现出北高南低的态势。北部分水岭是全境最高位置,和最低处相差420m,跨度相对较大。根据专业人员实地勘查发现,境内存在着侵蚀地貌,岭梁沟谷之间形成了丘陵地貌,具有山地、平地以及岗地等多种地貌。全域内水土流失面积,共有480hm2。
        2.地质情况。地质主要包括变质岩、石灰岩等,而地层是由少量白岩、砂以及下三迭统碳酸盐岩、中上泥盆系碳酸盐等所组成。流域内山地主要集中在北部地区,地貌主要以丘陵为主,干沟长度为6km左右,共有5条,沟壑密度在1.8km/km2左右。
        3.土壤情况。流域土壤主要以黄壤土以及红壤土为主,其中红壤土在占总面积的60%左右,在溪谷、低山与丘陵中较为常见,而黄壤土多分布在高山地区,流域内整体土壤结构较为理想,土层深度相对较深,含有超过3%的有机质。植被多为亚热带常绿针阔混交林,因为受到人类活动以及自然演变等因素影响,原生植被破坏现象较为严重,森林资源出现明显下降趋势,整体生态环境不容乐观,植被覆盖率已经下降到了40%。
        4.土地资源与利用。流域总面积2370hm2,其中包括1121hm2林地,150hm2草地以及500hm2耕地与其它用地。在耕地中,主要以坡耕地、水田以及梯坪地为主,而林地以疏幼林、果林种植为主。在流域内,人均耕地在0.1hm2左右。
        (二)小流域b基本情况
        1.自然情况。该流域同样是资江是支流,整体流域呈现为扇状,最高海拔为585m,最低位置为220m。具有北高南低的特点,流域内以丘陵为主,存在水土流失现象,流失面积共有446hm2。其中共有267hm2中度以上程度流失,整体流失问题不容忽视,需要展开治理。
        2.地质情况。该流域地质较为特殊,属于坪上豹马山半背斜地质,核部主要包括奥陶和寒武系两部分内容。地层中有明显的岩相分布形态,包括白云岩与灰岩等物质。石灰岩主要分布在流域以北地区,地貌主要以丘陵为主,不仅有高丘陵,同时还有低丘陵,但低丘陵主要分布在流域以南。在流域之中,有一条支沟以及一条干沟,沟壑面积是整体面积的3%,地面平均坡度在20°左右。
        3.土壤情况。流域内土壤也以黄壤土以及红壤土为主,土层厚度并不均匀,适合多种植物进行生长。其中黄壤土在地势高地区分布较多,而红壤土在地势低地区较为常见。整体植被覆盖率相对较低,土壤肥力相对有限。
        4.土地资源与利用。流域内土地以林地、耕地以及草地等所组成,其中水域面积105hm2,耕地面积408hm2,人均耕地同样也是大约0.1hm2。
        (二)治理情况
        为对境内流域水土流失问题展开有效治理,有关部门从07年开始,对流域a展开了治理,并在10年完成了治理任务,治理度在95%左右。同年流域b开始得到治理,全年治理度在30%左右。在10年底,两条小流域治理任务完成。


        二、泥沙测验对比分析
        (一)泥沙测验设备与安排
        为对径流展开精准观测,技术人员根据综合观察与勘查数据,在小流域出口位置展开了径流观测点设置,并在洪水环境中,通过对流速仪的运用,对流域展开了流速测试,且运用控制断面手段,对水位进行了读取。
        在洪水变化湍急状态下,技术人员按照每3-4分钟左右频率,对水位展开了读取。但在洪水变化较小时,则需延长读取时间间隔,一般建议设置在12分钟左右。技术人员不仅要进行分时段水样采集,同时还要对水样展开分析,确定含沙量基本情况。在进行雨量观测过程中,需要在两条小流域中展开上中下三点观测点设置,每一位置设置两处,共设置六处。
        (二)观测结果分析
        通过对小流域两年的泥沙、降雨与径流观察发现,因为两条小流域治理程度并不相同,所以水土流失量存在着明显差异,流域b径流量要远远高于流域a,相差24%左右,土壤冲刷量也存在着一定差异。在11年,发生过一次暴雨,在设定降雨强度和降雨量相同的情况下,发现流域a和流域b相比,土壤冲刷量减少55%、径流量减少24%。
        在进行削减洪峰延长洪水历时分析时发现,暴雨中流域a最大洪峰流量为50m3/s,流域b为126m3/s,消减量相差较为明显。在开始时间方面,流域b的开始时间要早于流域a,而且流域a的洪水历时时间要相对较长。因为在当时,峡江并没有得到全面性治理,所以在暴雨发生时,洪水过程是呈现出陡涨陡落的态势的。
        (三)水土流失和降雨强度分析
        在进行测验对比分析过程中,技术人员对两次降雨强度不同降雨过程,所造成的水土流失情况展开了比较分析。按照数据分析结果发现,水土流失产生是因为多项影响因素所造成的,尤其是大强度暴雨,会造成较为严重的水土流失问题,即便降雨量较小,但因为其强度大,也会产生径流量较大的状况。
        (四)总结分析
        实施小流域水土保持综合治理施工,可实现对分散径流的有效拦截和储存,而植物手段的运用,可达到降低降雨对于地面冲刷力度以及延长径流汇流时间等方面的作用。两种措施都是以处理坡面径流问题为目标的,会将沟道、上下游以及坡面等部分径流分割成不同部分,展开对应调控措施设置,进而实现对坡面径流的科学处理与分割,形成系统径流聚散工程。
        在工程中,技术人员需要按照流域具体情况以及水土治理等任务要求,展开治理措施优化配置,以便按照各段坡面具体能力,展开治理措施筛选与应用,实现理想化水土流失治理模式,确保坡面径流作用可以得到合理运用,进而达到良好的退化侵蚀劣地改造效果以及水土流失防治效果。
        结束语:
        事实上,任何一种水土流失治理措施的运用,都是需要经过详细分析和设计,才能够达到最佳应用效果的,所以在进行流域治理过程中,需要加大对流域径流泥沙测验技术的关注力度,应按照降雨径流情况,科学展开泥沙测验对比分析,进而明确各段径流情况以及水土流失情况,做出针对性较强的治理方案,从而实现理想化水治理效果,保证区域水流控制合理性,以便为地区经济发展以及生态环境保护等做出更多的贡献。
        参考文献:
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        [3]周志鹏,陈铁,杨松文,母家乐,王明明,董文艺,孙飞云.基于雨型的南方典型小流域城市降雨径流污染特征研究[J].天津科技,2020,47(09):86-92.
        [4]赵志友.沂蒙山区小流域降雨径流系数模型分析[J].山东水利,2020,(07):53-54.
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