黄土高原产沙情势变化

黄河以水少沙多著称于世，天然时期多年平均输沙量16亿t/a（陕县水文站，1919～1959年）。但是，2000～2020年，黄河实测输沙量只有2.45亿t/a，其减少程度远超过20世纪的任何时期。在此背景下，由于黄河输沙量受河（沟）道工程拦沙影响，而工程拦沙属不可持续减沙，黄土高原的实际产沙情况及其变化趋势成为黄河水安全保障规划、重大工程布局与设计等高度关注的重大科学问题。本书采用遥感调查、实测数据分析和实地查勘等多种途径，对1919年以来降雨、植被和梯田等可能影响流域产沙能力变化的因素进行了全面调查和分析，揭示了过去百年黄土高原产沙环境的变化过程、变化特点；采用归因分析、数值模拟和科学试验等多种手段，诠释了植被、梯田和降雨变化对流域产沙的影响规律，构建了大时空尺度的流域产沙情势评价方法，基本阐明了黄土高原入黄沙量变化原因和现状产沙情势，并初步预测了未来产沙变化趋势。本书可供从事黄河流域相关领域研究、规划和管理的专业技术人员及师生阅读与参考。

序
前言
第1章总论
1.1研究背景
1.2研究范围
1.3研究现状
1.4成果与创新
第2章数据采集与处理
2.1土地利用
2.2易侵蚀区
2.3林草植被
2.3.1数据来源
2.3.2指标及计算方法
2.4梯田数据
2.5降雨数据
2.5.1雨量站选择
2.5.2降雨指标
2.5.3数据系列代表性
2.6水沙数据
2.7坝库拦沙数据
第3章产沙环境及产沙特点
3.1降雨特点
3.2地貌特点
3.3典型类型区产沙特点
3.3.1黄土高塬沟壑区
3.3.2黄土丘陵沟壑区第5副区
3.3.3砒砂岩区
3.4天然沙量
3.5天然径流量
3.6水沙量年内年际分布
第4章近百年产沙环境变化
4.11919～1979年的产沙环境
4.21978～2018年近40年林草植被变化
4.2.1林草地面积变化
4.2.2林草植被盖度变化
4.2.3植被类型变化
4.2.4林草有效覆盖率变化
4.3近40年梯田变化
4.4地表覆盖变化综合分析
4.5降雨变化
第5章梯田对流域产沙的影响规律及阈值
5.1问题的提出
5.2研究方法
5.2.1回归分析法
5.2.2数字试验法
5.3梯田覆盖率变化对流域产沙的影响规律
5.4可有效遏制流域产沙的梯田阈值
5.5梯田对洪水含沙量的影响
第6章植被变化对流域产沙的影响规律及阈值
6.1数据处理和样本流域
6.2流域尺度上林草变化与流域产沙的响应关系
6.2.1黄土丘陵第1～4副区
6.2.2黄土丘陵第5副区和黄土高塬沟壑区
6.2.3粗泥沙产区
6.3植被改善对流域产沙的削减机制
6.3.1植被改善对流域产洪的影响
6.3.2植被对坡面流影响的试验研究
6.3.3植被对产沙影响的理论分析
6.4可有效遏制流域产沙的林草有效覆盖率阈值
6.5林草梯田耦合作用机制
6.6林草梯田耦合时的流域产沙响应
第7章降雨对流域产沙的影响规律
7.1雨强对沙峰含沙量的影响
7.1.1问题的提出
7.1.2样本流域及数据处理
7.1.3不同空间尺度的雨强-含沙量响应关系
7.1.4极限含沙量出现的原因
7.1.5下垫面变化的影响
7.2雨强对流域产沙的影响
7.2.1高雨强降雨对流域产沙量的贡献
7.2.2流域产沙量对雨强的敏感性
7.3可致流域产沙的降雨阈值变化规律
7.3.1问题的提出
7.3.2样本流域及其数据处理
7.3.3降雨阈值识别方法
7.3.4林草覆盖变化对降雨阈值的影响
7.3.5黄土丘陵区降雨阈值变化规律
第8章流域下垫面减沙作用计算方法
8.1降雨和下垫面减沙作用分割方法
8.1.1方法原理
8.1.2模型构建
8.1.3降雨指标的敏感性分析
8.2沟道工程拦截沙量
8.3不同类型区产沙指数计算方法
8.3.1黄土丘陵沟壑区
8.3.2黄土高塬沟壑区
8.3.3方法验证
8.4下垫面各要素减沙贡献分割方法
第9章黄土高原入黄水沙变化原因
9.1近60年下垫面减沙量变化
9.2现状下垫面在长系列降雨下的产沙情势
9.2.1降雨和下垫面情景设计
9.2.2产沙量计算结果
9.2.3合理性分析
9.3含沙量变化原因
9.3.1高含沙水流的特征与形成
9.3.2影响含沙量的主要因素
9.3.3近年含沙量锐减原因
9.4坡面要素变化对洪量的影响
9.5径流情势变化
第10章未来水沙情势预测
10.1气候情景设计
10.2梯田发展趋势
10.3林草植被变化趋势
10.3.1近年植被改善的驱动力
10.3.2林草植被发展趋势
10.3.3林草植被逆向发展的风险
10.4近年实测水沙变化特点
10.5下垫面情景设计
10.6黄土高原产沙情势预测
10.7特别暴雨情况下黄河来沙情势分析
10.7.1特别降雨情景设计
10.7.2预测结果
10.7.3重力侵蚀影响
10.8黄河未来水沙情势预测
参考文献