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专业学位论文
皇甫川流域水土保持综合治理的
水沙响应及治理方略研究
冉大川
学科名称: 水利工程
学科门类: 工程硕士
指导教师: 李占斌教授
姚文艺教授
申请日期: 2006 年 9 月
中英文摘要
皇甫川流域水土保持综合治理的水沙响应
及治理方略研究
学科名称: 水利工程答辩日期: 分口杯分习
研究生姓名: 冉大川研究生签名
导师姓名: 李占斌教授导师签名:
姚文艺教授
摘要
本论文从皇甫川流域水土流失环境特征及水沙变化趋势(包括径流泥沙来源、水沙特性、
水沙变化趋势)、基本水文断面冲淤变化、流域水土保持措施的水沙响应及其影响、黄河中
游多沙粗沙区淤地坝拦减粗泥沙、流域生态建设用水及治理对策等方面综合分析了皇甫川流
域水土保持措施的减水减沙效益; 估算了皇甫川流域的水资源利用率,并进一步分析了其对
三门峡库区和黄河下游河道淤积的影响。根据黄河中游水土保持生态建设的新形势,分析了
该流域的生态建设用水,提出了近期治理方略,凸现了皇甫川流域在黄河中游水土保持生态
工程建设中的重要地位和作用。主要研究成果如下:
1、皇甫川流域的径流主要来自沙讫堵、长滩至皇甫区间,泥沙主要来自沙屹堵以上。
流域主要产沙地层为砒砂岩。沟谷地是径流、泥沙的主要来源区。沟谷地产流量占流域总产
流量的 61 .4% ,沟谷地产沙量占流域总产沙量的 6 .2% 。
2 、皇甫川流域降雨、径流、泥沙依时序递减,生态工程建设水资源形势严峻。流域内
水土保持措施大量实施后,泥沙粒径细化趋势明显;水土保持措施减沙及减淤作用十分显著。
流域水沙变化对河府区间水沙变化影响很大,泥沙尤甚; 流域泥沙减少的速率慢于河府区间
及河龙区间其它支流。
3 、提出了根据“标准水位”进行相邻流量测次间冲淤面积计算的新方法, 以皇甫川流
域 19 71 ~ 19 76 年资料为例进行了应用。研究结果表明,汛期的高含沙水流是造成皇甫川基
本断面冲淤变化剧烈的主要原因; 当含沙量 s>翎 k咖 3时,一般都发生强烈冲刷。皇甫川
流域受高含沙水流和一般挟沙水流的复合及交叉作用,基本断面的冲淤强烈而且频繁。
4 、综合以往各家研究成果,推荐提出了皇甫川流域加世纪 70 、80 、90 年代(19 0~
19 % 年) 水土保持措施减水减沙效益研究成果。在延长水文及水土保持资料系列至 19 9 年
的基础上,突出了水土保持措施减水减沙的本质—减洪减沙,区分了降雨影响和人类活动
影响所占比例,提出了 1970 ~ 199 年皇甫川流域水土保持措施减洪减沙效益新的研究成果。
西安理工大学工程硕士学位论文
5 、皇甫川流域治理后多年平均水资源利用率为 16. 2% 。20 世纪卯年代皇甫川流域水
利水土保持措施年均减沙 151 2 万 t,减沙效益 36 % 。90 年代皇甫川流域因水土保持综合治
理年均减少入黄粗泥沙 674 万 t,占三门峡库区 90 年代粗泥沙总淤积量的 26 .7 % ,占黄河下
游粗泥沙总淤积量的 7. 5% 。当皇甫川流域年均减沙 83 万 t 时,下游可减淤 0. 06 6 亿 t;
皇甫川流域减淤量占吴堡以上可减淤量的 13 .4 % 。
6 、对河龙区间及四大典型支流皇甫川、窟野河、无定河和三川河流域淤地坝拦减粗泥
沙进行了深入分析研究。主要研究结果为: 淤地坝是快速减少入黄粗泥沙的首选工程措施和
第一道防线,具有明显的“拦粗排细”功能; 只要河龙区间坝地的配置比例保持在 2% 左右,
其减沙比例即可达到 45 % 以上; 当四大典型支流淤地坝配置比例平均达到 2. 5% 时,淤地坝
减沙比例平均可以达到 60 % ; 为有效、快速地减少入黄泥沙尤其是粗泥沙,河龙区间水土
保持措施中淤地坝的配置比例应保持在 2% 以上; 减少黄河粗泥沙的重点支流应首选窟野河
和皇甫川。
7 、根据计算,20 10 年皇甫川流域水土保持生态建设用水总量为 64 74 万扩。皇甫川流
域近期治理方略应该是: 以沟道坝系建设为切入点,加大以治沟骨干工程为主的沟道坝系建
设力度; 因地制宜,积极推进林草植被建设,退耕还林还草; 对砒砂岩地区实行大面积封禁
治理,充分发挥生态系统的自我修复功能。流域近期至 20 10 年,治理的重点建议放在十里
长川、沙屹堵至皇甫区间和沙屹堵以上的纳林川左岸。
关键词: 水沙特性; 冲淤面积; 水沙响应; 淤地坝: 粗泥沙; 生态建设;
治理方略: 皇甫川
中英文摘要
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