文章快速检索     高级检索
  中国水土保持科学   2020, Vol. 18 Issue (4): 53-61.  DOI: 10.16843/j.sswc.2020.04.007
0

引用本文 

连秋晗, 田鹏, 赵广举, 穆兴民, 胡晋飞, 姜泓旭. 佳芦河流域生态治理影响下的水沙关系变化[J]. 中国水土保持科学, 2020, 18(4): 53-61. DOI: 10.16843/j.sswc.2020.04.007.
LIAN Qiuhan, TIAN Peng, ZHAO Guangju, MU Xingmin, HU Jinfei, JIANG Hongxu. Change of the runoff-sediment relationship and its response to ecological management in Jialu River Basin[J]. Science of Soil and Water Conservation, 2020, 18(4): 53-61. DOI: 10.16843/j.sswc.2020.04.007.

项目名称

国家自然科学基金青年基金"变化环境下延河流域地表水土过程演变特征与驱动因素"(51509206)；科技基础资源调查专项"中国南北过渡带综合科学考察"(2017FY100904)

第一作者简介

连秋晗(1992-), 男, 硕士研究生。主要研究方向:土壤侵蚀与水土保持。E-mail:qiuhan_Lian@163.com

通信作者简介

田鹏(1982-), 女, 副教授, 博士。主要研究方向:流域水文过程与土壤侵蚀模拟。E-mail:pengtian@nwsuaf.edu.cn

文章历史

收稿日期：2019-06-19
修回日期：2020-06-13
Contents              Abstract              Full text              Figures/Tables              PDF
佳芦河流域生态治理影响下的水沙关系变化
连秋晗 1, 田鹏 1, 赵广举 1,2, 穆兴民 1,2, 胡晋飞 2, 姜泓旭 1     
1. 西北农林科技大学 水土保持研究所, 712100, 陕西杨凌;
2. 中国科学院 水利部 水土保持研究所 黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室, 712100, 陕西杨凌
收稿日期：2019-06-19; 修回日期：2020-06-13
项目名称：国家自然科学基金青年基金"变化环境下延河流域地表水土过程演变特征与驱动因素"(51509206)；科技基础资源调查专项"中国南北过渡带综合科学考察"(2017FY100904)
第一作者简介：连秋晗(1992-), 男, 硕士研究生。主要研究方向:土壤侵蚀与水土保持。E-mail:qiuhan_Lian@163.com
通信作者简介：田鹏(1982-), 女, 副教授, 博士。主要研究方向:流域水文过程与土壤侵蚀模拟。E-mail:pengtian@nwsuaf.edu.cn
摘要：河流水沙关系是反映流域水文循环及土壤侵蚀过程的主要指标。以黄土丘陵沟壑区佳芦河流域为研究区, 基于水文方法在年尺度和小时间(次洪水)尺度上分析流域综合治理前后径流和输沙关系变化特征以及对流域治理的响应。结果表明:1)1972年为佳芦河流域径流输沙发生明显突变的转折年。2)与基准期(1957—1972年)相比, 治理期(1973—2014年)的径流与输沙之间关系在年尺度和次洪水尺度上均发生了显著变化, 且径流输沙均显著减少。3)次洪水尺度上, 流域临界径流深为6 mm, 低于该值, 水沙关系离散, 反之水沙关系相对稳定; 当降雨量 < 50 mm、降雨强度 < 4 mm/h或历时>3 h时, 治理期的水沙关系与基准期相比发生显著变化。该流域在年尺度和次洪水尺度上水沙关系变化显著的主要原因是水土流失综合治理造成的, 并且对中低降雨量、中低降雨强度和中长历时降雨的次洪水过程产流产沙有显著减少的效果。
关键词：水沙关系    水土保持    流域治理    黄土丘陵沟壑区    佳芦河流域    
Change of the runoff-sediment relationship and its response to ecological management in Jialu River Basin
LIAN Qiuhan 1, TIAN Peng 1, ZHAO Guangju 1,2, MU Xingmin 1,2, HU Jinfei 2, JIANG Hongxu 1     
1. Institute of Soil and Water Conservation, Northwest A&F University, 712100, Yangling, Shaanxi, China;
2. State Key Laboratory of Soil Erosion and Dryland Framing on the Loess Plateau, Institute of Soil and Water Conservation, Chinese Academy of Sciences & Ministry of Water Resources, 712100, Yangling, Shaanxi, China
Abstract: [Background] The runoff-sediment relationship is the main indicator that reflects the hydrological cycle and soil erosion. In this study, we investigated the variation of flow-sediment relationship under the influence of ecological management in Jialu River Basin in typical hilly and gully loess region, aiming to provide some theoretical basis for the benefit evaluation of soil and water conservation and the prediction of soil and water loss. [Methods] Based on Tyson polygon method and multiple hydrological methods (Mann-Kendall trend test, ordered clustering analysis, and double mass curve method), we analyzed the characteristics of runoff-sediment relationship before and after comprehensive management and its response to the management on the yearly and small time (event) scale in Jialu River Basin on the Loess Plateau. [Results] 1972 was the transition year of runoff and sediment load in Jialu River Basin. Thus, the whole period was divided into two sub-periods, the baseline period (1957—1972) and the management period (1973—2014). Compared with the baseline period, the runoff-sediment relationship in the management period significantly changed at the yearly and event scale, and the sediment discharge at unit runoff depth was significantly declined. At event scale, the critical runoff depth of the basin was 6 mm. When the runoff depth was lower than this value, and the runoff-sediment relationship was discrete, otherwise, the runoff-sediment relationship tended to be stable. If rainfall amount was < 50 mm, rainfall intensity was < 4 mm/h or rainfall duration was >3 h, the runoff-sediment relationship in the management period changed significantly compared with the baseline period. [Conclusions] The main reason for the change is the comprehensive management of soil and water conservation, and the significant reduction of the runoff and sediment yield of medium-low precipitation, medium-low rainfall intensity and medium-long rainfall duration.
Keywords: runoff-sediment relationship    soil and water conservation    watershed management    hill loess region on the Loess Plateau    Jialu River Basin    

黄土高原是我国乃至世界上水土流失最为严重地区之一，同时也是水土保持生态建设重点区。在流域发生土壤侵蚀和河流的泥沙沉积过程当中，河流的径流和泥沙提供了重要的相关信息。河流的水沙关系变化也是影响流域生态环境最主要的因素之一。河流水沙关系变化受自然因素(如降水、植被、地形地貌、土壤等)[1-2]和人为因素(如水土流失综合治理措施、土地利用/地表覆盖变化、水库的调洪兴利运用等)的共同影响[3]。近几十年来，由于大规模水土保持措施的实施，流域的下垫面状况变化显著，进而造成流域水沙关系的改变。厘清流域水沙关系变化的驱动机制以及影响因素是流域综合管理、洪涝灾害防治及水利工程配置的基础。

黄土高原的降雨多以短历时暴雨为主，且降雨多集中于夏季，因此大多数流域的径流量和输沙量具有很好的线性关系[4-6]。然而，近期研究表明黄土高原河川水沙通量发生了急剧减少，同时水沙关系也出现显著变化。郑明国等[6]指出，在次暴雨径流深相同的一次洪水过程中2个治理程度不同的流域具有相同的水沙关系，表明植被等坡面措施在流域尺度上难以改变其水沙关系，仅通过减水来达到减沙目的。刘淑燕等[7]研究表明土地利用发生变化和不同降雨条件下会改变流域水沙关系；高鹏等[8]采用历时曲线和双累积曲线等方法分析无定河流域水沙变化情况，结果表明流域水沙关系发生显著变化的主要原因是由于水土流失综合治理措施等人类活动造成的。虽然目前已有大量关于流域水沙关系变化的相关研究，但黄土高原丘陵沟壑区水沙关系变化的成因和特征尚未明晰。

笔者以黄土丘陵沟壑区佳芦河流域的多年水文泥沙资料为基础，分析比较径流、输沙突变点前后的水沙关系变化，探究在不同时间尺度上和不同次降雨条件下流域的水沙关系变化特征，并进一步分析流域通过水土流失综合治理后对水沙关系的影响，以期为流域水土保持效益评价和水土流失预报提供一定的理论依据。

1 研究区概况 1.1 自然地理概况

佳芦河流域位于黄河中游河龙区间(图 1)，陕北黄土高原北段，位于陕西省佳县，属黄河一级支流，河流发源于陕西省榆林市双山乡断桥村，水流由西北向东南流经陕西省佳县，在木场湾村汇入黄河，地理坐标为E 109°56′~110°32′，N 37°58′~38°39′。河流全长93km，流域面积1134km2，出口控制水文站(申家湾)控制面积为1121km2，沟道平均比降6.28%，流域大部分属于黄土丘陵沟壑区，境内梁峁起伏，沟壑纵横，沟壑密度3.24km/km2[9]。该区属于大陆性季风气候，流域多年平均降雨407.6mm。据申家湾水文站1957—2014年数据，流域多年平均实测径流量0.58亿m3，多年平均输沙量0.11亿t，多年平均输沙模数1.03万t/(km2·a)。

图 1 佳芦河流域位置图 Fig. 1 Location of the Jialu River Basin
1.2 流域综合治理概况

黄土高原严重的水土流失是造成生态环境破坏和黄河泥沙淤积的主要原因之一，为了遏制黄土高原地区水土流失日益恶化的局势，自20世纪50年代初以来，黄河中游河龙区间就开展了水土保持工作，至1970年开始进行大规模流域综合治理，其中主要包括梯田、淤地坝、退耕还林(草)等工程措施和生物措施的修建。因此，通过土地变更等数据资料[10]以及文献的查阅，从而获得佳芦河流域各项水土流失综合治理措施面积较为可靠的数据，如表 1。

表 1 佳芦河流域水土保持措施累积保存面积历史实施情况 Tab. 1 Area percentage of soil and water conservation measures in the Jialu River Basin

由表 1可知，20世纪50年代至60年代，佳芦河流域水土流失综合治理措施面积占流域水文站控制面积的比例较小，到70年代开始进行大规模流域综合治理，其中梯田、淤地坝、植树造林、种草等治理措施面积均有所增加，至80年代流域治理措施面积比70年代增加约1.3倍，增幅最大。

在流域综合治理的各项措施中，梯田和植树造林面积占治理总面积的比例较大，截止到1996年，佳芦河流域梯田和植树造林面积分别占治理措施总面积的30.2%和63.0%。由于在20世纪70年代，水土流失治理措施的实施是以建设基本农田为出发点，流域内梯田和淤地坝面积增加较为显著，到80年代相对于植树造林面积的增加，梯田面积变化不显著。到90年代尤其是1999年以后，国家开始实施退耕还林(草)等生态环境建设，使流域植被覆盖度逐渐增加，据文献资料[11]表明，佳芦河流域植被覆盖度由2006年的33.7%增加至2012年的50.4%。

2 资料与方法

笔者利用1957—2014年降水、径流和输沙数据在年尺度上进行分析。其中，降水数据包括申家湾水文站和5个雨量站共6个站点；年径流和年输沙数据来自流域把口站申家湾站。在次洪水尺度上分析申家湾水文站1957—2014年实测的304场次降雨及洪水事件数据，数据年限均为1957—2014年。雨量站降水数据来自于国家气象局数据共享网站，水文数据来源于黄河中游水文站整编资料。

笔者利用泰森多边形法获取区域平均降雨量，该方法是我国用于计算区域平均雨量最常用的方法之一[12]。参考气象学分级标准[13]，将次降雨雨量分为3个等级：< 10、10~50和>50mm。场次平均降雨强度按 < 1.5、1.5~4和>4mm/h分为3个等级：低降雨强度降雨、中降雨强度降雨和高降雨强度降雨[14]。根据降雨持续时间，可分为短历时(< 3h)、中历时(3~24h)和长历时(>24h)3种类型[15]。

2.1 突变点确定

1) 双累积曲线法：双累积曲线[16]是“水文法”中检验两个变量之间关系一致性及其变化的常用理论方法，若曲线斜率发生改变，该拐点可以作为分析变量阶段性变化的依据。

2) 有序聚类分析法：有序聚类分析法[17]以有序分类来推求序列最可能的突变点τ，其实质是推出最优分割点，使同类之间的离差平方和较小，而类与类之间的离差平方和较大，且最小的离差平方和对应的点可推断为突变点。

2.2 趋势分析

Mann-Kendall(M-K)趋势检验是一种不要求样本必须符合一定的分布特征，可直接检验变量趋势的非参数检验方法[18]。

3 结果与分析 3.1 径流输沙变化趋势及突变分析

采用Mann-Kendall趋势检验法对申家湾水文站年径流和年输沙序列进行趋势分析，结果如表 2所示，近58年来，流域径流和输沙均呈现出极显著减少趋势，且都通过了0.001极显著检验水平，年均变率分别为-3.613m3/(km2·mm·a)和-0.814t/(km2·mm·a)。

表 2 佳芦河流域年径流量、输沙量Mann-Kendall趋势变化检验 Tab. 2 Mann-Kendall test trend of annual runoff and sediment in the Jialu River Basin

同时，根据累积降雨量与累积径流深和累积输沙模数之间的关系来建立双累积曲线确定流域1957—2014年径流泥沙输移变化特征。如图 2所示，年径流深和年输沙模数的双累积曲线都在1972年发生了明显的转折，由于曲线斜率发生变化的点对应的时间(1972年)为流域径流和输沙的潜在突变点。因此可将径流、输沙初步划分为2个时段，分别为1957—1972年和1973—2014年。

图 2 佳芦河年降雨-径流深/输沙模数的双累积曲线图 Fig. 2 Double cumulative curve between annual rainfall and runoff depth/sediment transport modulus at Jialu River

为了进一步检验径流和输沙发生突变的时间，采用有序聚类分析检验方法。如图 3所示，申家湾水文站实测年径流量和年输沙量的离差平方和均在1972年达到最小值，且均通过F检验法的显著性检验(F>F0.05)，表明佳芦河流域的径流和输沙的突变点是显著且一致，即1972年。因此，把1957—1972年定为基准期；将1973—2014年定为治理期。对比2个时期的径流和输沙，治理期输沙量较基准期减少68.65%，径流量减少27.66%，减沙率大于减水率。

图 3 佳芦河年径流、输沙量的有序聚类突变点识别 Fig. 3 Identification of abrupt change in order cluster analysis for annual runoff and sediment at Jialu River
3.2 年水沙关系变化

从年径流深和年输沙模数的双累积曲线图(图 4)来看，治理期双累积曲线与基准期相比其斜率发生了明显的偏转，且治理期回归方程的决定系数与基准期相比有所减少，说明年径流量对年输沙量的影响在不断地减少，水沙关系变化除了受到降水影响外，还受人类活动的影响。资料表明佳芦河流域在20世纪70年代初开展大规模的水土流失综合治理措施，80年代农业结构发生转变，大量坡地和梯田修整，水土流失得到有效控制，也是该时期减水减沙的主要原因。因此，水沙关系在70年代末发生转变，即治理期水沙关系与基准期相比变化更显著。

图 4 佳芦河年径流深与输沙模数双累积曲线图 Fig. 4 Double cumulative curve between annual runoff depth and sediment transport modulus at Jialu River
3.3 次洪水沙关系变化 3.3.1 次洪水沙关系确定

基于研究区1957—2014年5—9月记录的304场次洪水径流泥沙数据，分别采用线性函数、比例函数和幂函数方法进行拟合。由图 5(a)可见，线性函数和幂函数都能较好地拟合径流深和输沙模数之间的关系，但截距非0的线性函数和比例函数的决定系数几乎相同且都高于幂函数，特别对径流深越大的次洪水事件，幂函数的拟合值显著偏大，不符合其水沙关系的实际，而线性函数的截距忽略不计对其计算影响较小。故本文选用比例函数对径流深与输沙模数之间关系进行拟合。

M1，M2：输沙模数，t/km2；h1，h2：径流深，mm；C：流域平均每单位径流深的输沙能力。 M1, M2:sediment transport modulus, t/km2. h1, h2:run off depth, mm. C:sediment transport capacity per unit runoff depth in the basin. The same as below. 图 5 次洪水径流深与输沙模数/平均含沙量的关系 Fig. 5 Relationship between runoff depth and sediment transport modulus/average sediment content

通过绘制次洪水径流深与平均含沙量之间的关系(图 5(b))，对比例函数在佳芦河流域的适用性进行验证：当径流深 < 6mm时，径流深与平均含沙量的变差系数Cv值分别为0.98和0.95，其水沙关系相对离散程度较高；当径流深>6mm后，径流深与平均含沙量的Cv值分别为0.74和0.23，与径流变化相比，平均含沙量的离散程度变化较小，即水沙关系相对离散程度较小。因此，定义该流域次洪水临界径流深为6mm，当次洪水径流深低于临界径流深时，流域水沙关系离散程度大；相反，当超过临界径流深时，水沙关系离散程度小。对达到临界径流深的次洪水事件的平均含沙量做出统计，均趋于稳定且与回归系数C值相接近的高含沙洪水事件，该特征与郑明国等[19]的研究结果相一致。因此，该流域可以使用比例函数拟合其水沙关系。

3.3.2 次洪水沙关系变化

为进一步分析该流域2个不同时期的次洪水沙关系变化，绘制了径流深-输沙模数关系散点图(图 6)。可见，二者均采用比例函数简化其水沙关系，得到2个时期径流深与输沙模数的回归结果。可见基准期到治理期比例系数呈下降趋势，其中基准期比例系数为720.82，治理期为437.06，下降39.37%。为了验证基准期和治理期水沙关系变化是否显著，利用带指示变量[20]的回归分析方法对二者水沙关系变化进行显著性分析，结果表明基准期与治理期的回归方程结构存在显著性差异(P < 0.05)，即治理期与基准期相比产沙动力呈显著下降趋势，说明水土保持措施的实施改善了流域下垫面状况，增加了土壤入渗和有效控制区域水土流失，减少了次洪水过程的产流产沙量。即2个时期相比，治理期稳定平均含沙量明显降低，治理期水沙关系变化更显著。

图 6 2个不同时期次洪水径流深与输沙模数线性关系 Fig. 6 Linear relationship between flood runoff depth and sediment transport modulus in two different periods
3.3.3 不同降雨条件下水沙关系变化

图 7表明，在降雨条件可比的情况下，可以得到2个不同时期的径流深与输沙模数之间的水沙关系变化特征。相比于基准期，治理期降雨量 < 10mm、降雨强度 < 1.5mm/h、历时 < 3h和>24h时，其径流深基本低于6mm，此时相对应的径流深和平均含沙量的Cv值分别为1.01和0.63、1.17和0.76、1.08和0.96、0.93和0.94，即该流域经过水土流失综合治理后，次洪水径流深基本稳定在6mm以内，水沙关系相对离散。当降雨强度为1.5~4mm/h和>4mm/h、降雨历时3~24h、降雨量10~50mm和>50mm时，对应次洪水径流深在>6mm、>3mm、>0.5mm、>3mm和>6mm时，具有相对稳定的输沙模数，对应的径流深和平均含沙量的Cv值分别为0.40和0.22、1.19和0.21、1.05和0.58、1.02和0.23、0.96和0.24，因此与径流深的变化相对比，平均含沙量的离散程度相对较小。

图 7 不同降雨条件下的水沙关系 Fig. 7 Runoff-sediment relationship under different precipitation conditions

采用带指示变量的回归分析方法验证其水沙关系变化，得到当降雨量 < 10mm、10~50mm，降雨强度 < 1.5mm/h、1.5~4mm/h，历时3~24h和>24h时，基准期与治理期的回归方程结构存在显著性差异(P < 0.05)，即治理期与基准期相比产沙动力呈显著下降趋势，水沙关系变化显著；当降雨量>50mm，降雨强度>4mm/h，历时 < 3h时，基准期与治理期的回归方程结构不存在显著性差异(P>0.05)，即治理期与基准期相比产沙动力无显著变化，水沙关系变化不显著。综上所述，流域通过综合治理可以对中低降雨量、中低降雨强度和中长历时降雨的次洪水过程的产流产沙有显著减少的效果，但对强降雨量、高降雨强度和短历时降雨的次洪水过程的产流产沙作用不显著。

3.4 流域综合治理对水沙关系的影响

佳芦河流域通过水土流失综合治理措施和退耕还林(草)工程的实施，使流域的土地利用结构和植被覆盖度发生大幅度变化，从而改变流域下垫面条件。由表 3可知，该流域土地类型主要以耕地和草地为主，其次是林地和未利用土地。20世纪80—90年代，草地和耕地面积有小幅增加，在90年代末期以后，由于退耕还林(草)工程的实施，耕地面积明显减少，草地显著增加，流域内的土地利用结构发生重大变化。通过计算得到1957—1972年间平均径流量为1.01亿m3，平均输沙模数为2.52万t/(km2·a)，而1973—2014年间年均径流量减少为0.42亿m3，平均输沙模数减少到0.46万t/(km2·a)。有研究[21]表明，淤地坝是最为有效的泥沙拦截措施，且运行初期减沙效益远高于减水效益。该流域截至2012年底共建设淤地坝3913座，控制面积比为10.7%，总库容0.339×108m3[11]；因此，该流域淤地坝的建设与运行也起到一定的拦沙作用。

表 3 佳芦河流域各时期土地利用变化情况 Tab. 3 Land use change of Jialu River Basin in different periods

佳芦河流域在年尺度和次洪水尺度上治理期的径流输沙量均呈现显著减少的趋势，分析其原因主要是20世纪70年代左右坝库工程的建设、植树种草、梯田改造等造成的，其改变了流域的坡面侵蚀与河道冲刷的机制与泥沙输移过程，使得流域在治理期间的水沙关系发生了显著变化。

4 结论与讨论

基于佳芦河流域1957—2014年不同年份次洪水的降雨-径流-输沙数据，分析流域水沙关系变化特征和流域综合治理效果，得到以下结论：

1) 佳芦河流域径流输沙发生突变的年份为1972年。在年尺度上，与基准期(1957—1972年)相比，流域治理期(1973—2014年)径流深和输沙模数之间关系发生显著变化(P < 0.05)，治理期径流、输沙较基准期相比均显著减少。

2) 佳芦河流域在1957—2014年间，次洪水沙关系特征为：流域次洪临界径流深为6mm，当次洪水径流深 < 6mm，流域水沙关系变化相对离散；>6mm时，水沙关系变化相对稳定。在次洪水尺度上，基准期与治理期的回归方程结构存在显著性差异(P < 0.05)，治理期水沙关系与基准期相比发生显著变化，说明人类活动改善了流域基准期与治理期的水沙关系。

3) 在一定的降雨条件下，当降雨量 < 50mm、降雨强度 < 4mm/h或历时>3h时，基准期与治理期的回归方程结构存在显著差异(P < 0.05)，即水沙关系发生显著变化，当降雨量>50mm、降雨强度>4mm/h或历时 < 3h时，基准期与治理期的回归方程结构无显著性差异(P>0.05)，即水沙关系变化不显著，说明通过流域综合治理可以对中低降雨量、中低降雨强度和中长历时降雨的次洪水过程的产流产沙有显著减少的效果，但对强降雨、高降雨强度和短历时降雨的次洪水过程的产流产沙作用不显著。

在黄土高原大规模生态恢复及水保措施的影响下，流域径流量、输沙量以及洪水事件的水沙关系均呈现不同程度的变化。笔者以黄土高原典型小流域佳芦河流域为例，综合分析人类活动影响下流域产流产沙的变化并剖析水沙关系的响应规律。郑明国等[19]通过分析不同空间尺度黄土丘陵沟壑区植被对水沙关系的影响得出，采用幂函数或者线性函数对次洪径流深和产沙模数的拟合具有很高的决定系数，本研究选取的比例函数拟合也具有类似的拟合效果。笔者通过分析不同降雨条件下的水沙关系(图 7)可以得出，对于径流深较小的洪水事件，径流深和产沙模数的关系较为比较散乱，其相应的拟合R2也较低，而随着洪水径流深的增加，相应的拟合关系也逐渐趋于稳定，R2也相对较高，该结果与郑明国等[20]和蔡强国等[22]的研究结果相一致。作为黄土高原控制土壤侵蚀的主要措施，植被恢复与水保措施对流域的减水减沙意义重大。植被能够改变流域微地形，减少雨滴击溅侵蚀，在很大程度上能够减少坡面侵蚀；而水保工程措施旨在改善沟谷侵蚀。由于流域受不同措施的综合影响，且研究区尺度过大，本研究简化了水保措施对流域事件尺度水沙关系的综合影响，而对于不同措施对水沙关系的改变机制却不得而知，需在今后的研究中做进一步的分析。

5 参考文献
[1]
ZABALETA A, MARTINEZ M, URIARTE J A, et al. Factors controlling suspended sediment yield during runoff events in small headwater catchments of the Basque Country[J]. Catena, 2007(71): 179.
[2]
ZHAO Wenwu, FU Bojie, MENG Qinghua, et al. Effects of land-use pattern change on rainfall-runoff and runoff-sediment relations: A case study in Zichang watershed of the Loess Plateau of China[J]. Journal of Environmental Sciences, 2004, 16(3): 436.
[3]
王芸, 刘文兆, 李怀有, 等. 黄土高塬沟壑区砚瓦川流域水沙关系及其对流域治理响应[J]. 自然资源学报, 2015, 30(8): 1403.
WANG Yun, LIU Wenzhao, LI Huaiyou, et al. The flow-sediment relationship and its response to watershed management in Yanwachuan watershed, Loess Plateau Gully Region, China[J]. Journal of Natural Resources, 2015, 30(8): 1403.
[4]
牟金泽, 孟庆枚.陕北中小流域年产沙量计算[C].黄土高原水土流失综合治理科学讨论会资料汇编.陕西杨凌: 中国科学院西北水土保持研究所, 1981: 251.
MOU Jinze, MENG Qingmei. Calculation of annual sediment production on medium and small basin in northern Shaanxi[C]. The Information Compilation of Scientific Symposium on Water and Soil Loss Comprehensive Harness in Loess Plateau. Yangling, Shaanxi: Institute of Soil and Water Conservation, CAS & MWR, 1981: 251.
[5]
王孟楼, 张仁. 陕北岔巴沟流域次暴雨产沙模型的研究[J]. 水土保持学报, 1990, 4(1): 11.
WANG Menglou, ZHANG Ren. Study on the storm-sediment yield model of the Chaba gully basin[J]. Journal of Water and Soil Conservation, 1990, 4(1): 11.
[6]
郑明国, 蔡强国, 王彩峰, 等. 黄土丘陵沟壑区坡面水土保持及植被对流域尺度水沙关系的影响[J]. 水利学报, 2007, 38(1): 47.
ZHENG Mingguo, CAI Guoqiang, WANG Caifeng, et al. Effect of vegetation and other measures for soil and water conservation on runoff-sediment relationship in watershed scale[J]. Journal of Hydraulic Engineering, 2007, 38(1): 47.
[7]
刘淑燕, 余新晓, 信忠保, 等. 黄土丘陵沟壑区典型流域土地利用变化对水沙关系的影响[J]. 地理科学进展, 2010, 29(5): 565.
LIU Shuyan, YU Xinxiao, XIN Zhongbao, et al. Effects of land use change on runoff-sediment relationship at watershed in the loess hilly region[J]. Progress in Geography, 2010, 29(5): 565.
[8]
高鹏, 穆兴民, 李锐, 等. 黄河支流无定河水沙变化趋势及其驱动因素[J]. 泥沙研究, 2009(5): 22.
GAO Peng, MU Xingmin, LI Rui, et al. Analyses on trend and driving force of runoff and sediment load in the Wuding River[J]. Journal of Sediment Research, 2009(5): 22.
[9]
田永宏, 张庆伟. 佳芦河流域水土保持措施减水减沙效益分析[J]. 中国水土保持, 1996(6): 22.
TIAN Yonghong, ZHANG Qinwei. Analysis on runoff and sediment reduction benefit by erosion control measures in Jialu River watershed[J]. Soil and Water Conservation in China, 1996(6): 22.
[10]
黄河上中游管理局. 黄河流域水土保持基本资料[M]. 西安: 黄河上中游管理局出版社, 2001: 282.
Upper and Middle Yellow River Bureau. Basic data on soil and water conservation in the Yellow River Basin[M]. Xi'an: Upper and Middle Yellow River Bureau Press, 2001: 282.
[11]
冉大川, 齐斌, 肖培青, 等. 佳芦河流域特大暴雨洪水对下垫面治理的响应[J]. 水土保持研究, 2015, 22(6): 7.
RAN Dachuan, QI Bin, XIAO Peiqing, et al. Response of extraordinary rainstorm and flood to the harnessing for underlying surface in Jialu river basin[J]. Research of Soil and Water Conservation, 2015, 22(6): 7.
[12]
黄锡荃, 李惠明, 金伯欣. 水文学[M]. 北京: 高等教育出版社, 2003: 68.
HUANG Xiquan, LI Huiming, JIN Boxin. Hydrology[M]. Beijing: Higher Education Press, 2003: 68.
[13]
周璟, 张旭东, 何丹, 等. 武陵山区女儿寨小流域次降雨径流与产沙特征[J]. 中国水土保持科学, 2011, 9(1): 33.
ZHOU Jing, ZHANG Xudong, HE Dan, et al. Characteristics of runoff and sediment yield for rainfall events in Nüerzhai small watershed of Wuling Mountain area[J]. Science of Soil and Water Conservation, 2011, 9(1): 33.
[14]
罗琳, 王忠静, 刘晓燕, 等. 黄河流域中游典型支流汛期降雨特性变化分析[J]. 水利学报, 2013, 44(7): 848.
LUO Lin, WANG Zhongjing, LIU Xiaoyan, et al. Changes in characteristics of precipitation in flood season over five typical basins of middle reaches of the Yellow River in China[J]. Journal of Hydraulic Engineering, 2013, 44(7): 848.
[15]
焦菊英, 王万中, 郝小品. 黄土高原不同类型暴雨的降水侵蚀特征[J]. 干旱区资源与环境, 1999, 13(1): 34.
JIAO Juying, WANG Wanzhong, HAO Xiaopin. Characteristics of rain-storm in different pattern on Loess Plateau[J]. Journal of Arid Land Resources and Environment, 1999, 13(1): 34.
[16]
WIGBOUT M. Limitations in the use of double-mass curves[J]. Journal of Hydrology, 1973, 12(2): 132.
[17]
丁晶. 洪水时间序列干扰点的统计推估[J]. 武汉水利电力学院学报, 1986(5): 38.
DING Jing. Statistical detection for transition point in flood time sequences[J]. Journal of Wuhan Institute of Hydraulic and Electric Power, 1986(5): 38.
[18]
LIBISELLER C, GRIMVALL A. Performance of partial Mann-Kendall test for trend detection in the presence of covariates[J]. Environ Metrics, 2002(13): 71.
[19]
郑明国, 蔡强国, 陈浩. 黄土丘陵沟壑区植被对不同空间尺度水沙关系的影响[J]. 生态学报, 2007, 27(9): 3572.
ZHENG Mingguo, CAI Qiangguo, CHEN Hao. Effect of vegetation on runoff-sediment relationship at different spatial scale levels in gullied-hilly area of the Loess Plateau, China[J]. Acta Ecologica Sinica, 2007, 27(9): 3572.
[20]
ZHENG Mingguo, QIN Fen, YANG Jishang, et al. The spatio-temporal invariability of sediment concentration and the flow-sediment relationship for hilly areas of the Chinese Loess Plateau[J]. Catena, 2013(109): 164.
[21]
刘卉芳, 曹文洪, 秦伟, 等. 淤地坝在流域水土保持措施中的贡献研究[J]. 中国农村水利水电, 2011(1): 55.
LIU Huifang, CAO Wenhong, QIN Wei, et al. The contribution of silt dam for soil and water conservation measures[J]. China Rural Water and Hydropower, 2011(1): 55.
[22]
蔡强国, 王贵平, 陈永宗. 黄土高原小流域侵蚀产沙过程与模拟[M]. 北京: 科学出版社, 1998.
CAI Qiangguo, WANG Guiping, CHENG YZ. Soil erosion and sediment yield process and model for small basin in Loess Plateau[M]. Beijing: Science Press, 1998.