南流江流域泥沙空间分异及收支平衡研究

来源 :南宁师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:backbone09
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在经过多年的小流域综合治理和退耕还林还草工程以来,水土流失的防控取得长足进步,生态环境逐步改善,在下垫面改变的同时对径流输沙产生显著变化。以南流江流域为研究区,基于气象站点1961-2015年的日雨量资料以及土地利用数据、DEM、土壤数据,在界定流域侵蚀性降雨标准的基础上,利用累积距平法、Mann-Kendall突变检验法分析流域降雨侵蚀力的时空变化特征,采用修正的通用土壤侵蚀模型分析流域在1990、2000、2010、2015特定年份的土壤侵蚀时空分布特征以及侵蚀热点区的变化,结合水文连通性指数分析泥沙输移比的时空变化,进而模拟流域的产沙量,并与常乐站实测输沙量进行精度验证,在泥沙收支平衡概念下,探讨流域在1990-2015年沉积量的变化和侵蚀源的空间分布。研究结果可为流域的土壤侵蚀风险和生态修复治理等工作提供一定的科学依据。主要研究内容及结果如下:(1)侵蚀性降雨标准的确定。在不同雨量级别的降雨侵蚀力与常乐站输沙量的相关性比较中发现,当日降雨量为≥20mm时,降雨侵蚀力与输沙量的相关系数最高,为0.794。结果表明,选用日降雨量≥20mm作为南流江流域的侵蚀性降雨标准更合理。(2)降雨侵蚀力的时空分布特征。流域1961-2015年均降雨侵蚀力为14040.5MJ·mm·hm-2·h-1·a-1,在2008年存在突变点,年降雨侵蚀力的变化主要是受汛期的降雨量影响,集中发生在春夏两季。在空间上由东北向西南递增,最小值在上游的玉林、北流,最大值在合浦、常乐,与降雨量的强弱中心带吻合,春、夏、秋季波动较大呈不显著的增加趋势,冬季呈不显著的下降趋势,整体上呈不显著的增长趋势。(3)土壤侵蚀的时空变化特征。流域在1990、2000、2010、2015年土壤侵蚀总量分别为352.14万吨、142.40万吨、381.03万吨、363.98万吨,呈减小再增加到小幅度降低的趋势,主要以发生微度、轻度侵蚀为主,在1990-2010年剧烈侵蚀面积增长明显。在未利用地的侵蚀模数最大,林地类中数桉树林的侵蚀模数最高,不同地类的侵蚀模数大小依次为:未利用地>桉树林>其他林地>经济林>松树林>草地>耕地>建设用地>水域,同时应加强在90~500m高程带尤其是150~300m高程带,坡度为10°以上的区域水土防治工作。不同侵蚀类型之间以强侵蚀向弱侵蚀转移为主,流域土壤侵蚀情况总体上趋于好转,在2000-2010年间则表现为“局部恶化,总体向好”的趋势。在空间上沿东北-西北-西南的方向逐渐减弱,极强度和剧烈侵蚀零散分布,在1990-2015年侵蚀热点区主要集中在博白,向兴业、玉林、浦北等地区扩散的趋势,若在低侵蚀区不加以重视可能会引发更高强度的侵蚀。(4)泥沙输移比的时空分布与变化。1990-2015年流域泥沙输移比呈现“沟谷大,坡面小”的空间分布,变化范围为0~0.559;1990-2000年在武利江中游和洪潮江水库的泥沙输移比增大,其他区域减少,2000-2010年在博白、玉林等零星分布泥沙输移比增大的地区,其他地区减少;泥沙输移比平均值介于0.236~0.435,相比1990年,2000、2010、2015年泥沙输移比平均值分别减少了0.148、0.150、0.199,植被覆盖度的提高和土地利用的变更是南流江流域泥沙输移比减少的主要原因。(5)产沙模拟值的精度检验。泥沙输移比与土壤侵蚀模拟的产沙量,与常乐站输沙量进行验证,其吻合度较好,相关系数和纳什系数分别为0.731和0.725,检验精度符合要求,产沙量模拟结果可以接受。(6)泥沙沉积汇和侵蚀源的变化特征。1990-2015年流域泥沙沉积量均大于入河产沙量,尤以2000年后泥沙沉积量与产沙量的差距更为明显;流域的沉积汇主要分布在流域的沟渠、沟谷、坑塘和水库以及河流下游的主干道河漫滩上;1990-2015年侵蚀源集中分布在兴业县、玉林东部和博白县的东南部以及合浦水库附近,00年代在罗阳山的侵蚀源密度相比90年代的小,在六万大山上部侵蚀源密度有所增加,到2010-2015年在大容山、六万大山、罗阳山等地侵蚀源的扩张速度更明显。
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