水利工程論文-長江上游侵蝕特征及其對策.doc

水利工程論文-長江上游侵蝕特征及其對策摘要：根據(jù)長江上游土壤侵蝕背景，進(jìn)行了侵蝕敏感性分析。在此基礎(chǔ)上，分析了土壤侵蝕的近期變化及其成因。最后，就長江上游水土保持提出幾點(diǎn)建議和對策。關(guān)鍵詞：長江上游1引言長江中下游地區(qū)是我國經(jīng)濟(jì)最為發(fā)達(dá)區(qū)域之一，游流域面積達(dá)100余萬平方公里的長江上游地區(qū)（宜昌以上）是長江中下游地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的能源（水電）供應(yīng)地和防洪減災(zāi)的生態(tài)屏障。上游地處青藏高原的東緣，地質(zhì)構(gòu)造構(gòu)造復(fù)雜、新構(gòu)造運(yùn)動和地殼隆升強(qiáng)烈、地形高差大，受東亞季風(fēng)和南亞季風(fēng)的交替影響，降雨豐沛且多強(qiáng)降雨過程，土壤侵蝕強(qiáng)烈，類型多樣。土壤侵蝕不僅使土地退化，生態(tài)惡化，嚴(yán)重的影響到上游地區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展，而且還為長江干支流提供大量的泥沙，影響到中游的防洪安全和長江上游的水利水電工程。在長江上游生態(tài)屏障和重大水利水電建設(shè)以及長江流域河流泥沙控制和防洪減災(zāi)工作中，需要了解長江上游的侵蝕特征。2長江上游土壤侵蝕敏感性分析應(yīng)用地理信息系統(tǒng)、遙感技術(shù)及數(shù)字地面模型方法，從土壤侵蝕的影響因素和分布規(guī)律出發(fā)，對長江上游地區(qū)開展以水動力為主的土壤侵蝕敏感性評價。通過分析，選取影響土壤侵蝕的主要環(huán)境背景因素高程、降雨量、土壤類型、植被類型及植被指數(shù)等指標(biāo),建立單要素的土壤侵蝕環(huán)境背景專題數(shù)字模型。根據(jù)地形起伏度得到土壤侵蝕對地形起伏度的敏感性分布圖；根據(jù)長江上游342個雨量站的資料建立降雨侵蝕力數(shù)字模型；根據(jù)長江上游土壤分布圖建立土壤可蝕性數(shù)字模型；利用植被類型圖結(jié)合植被指數(shù)建立植被對土壤侵蝕敏感性的數(shù)字模型。各單因素對土壤侵蝕分級標(biāo)準(zhǔn)如下（表1）：表1土壤侵蝕敏感性影響分級賦值標(biāo)準(zhǔn)分級不敏感輕度敏感中度敏感高度敏感極敏感降雨侵蝕力600土壤(根據(jù)土壤可蝕性)水稻土、新積土、粗骨土、沼澤土、泥炭土、寒凍土灰褐土、褐土、黃色石灰土、紅色石灰土、高山草原土、亞高山草原土、山地草甸土、漂灰土、暗棕壤黃棕壤、表淺黃壤、黃壤性土、赤紅壤、黑色石灰土、棕色石灰土、高山草甸、亞高山草甸、棕壤石灰性紫色土、中性紫色土、黃褐土、黃壤、紅壤、棕紅壤、褐紅壤、紅壤性土、燥紅土、酸性紫色土地形起伏度（m）0-5050-100100-300300-500500植被沼澤、沼澤化草甸、稻田、水體、石漠或高山巖屑其它馬尾松林、云南松林、柏木林、桉樹林、亞高山常綠針葉灌叢、草原、兩年三熟或一年二熟糧作、果樹園高山墊狀植被、高山稀疏植被、鹽生草甸、一年一熟糧作分級賦值(C)13579在各環(huán)境背景組成要素專題模型的基礎(chǔ)上,將各單項數(shù)字模型通過圖像處理中的主成份變換方法集成,生成包含各單項要素特征的綜合性的數(shù)字模型,最后對綜合性數(shù)字模型所反映的環(huán)境背景特征進(jìn)行分析。主成份變換結(jié)果見表2和表3。第一主分量是降雨侵蝕力、地形起伏度、土壤可蝕性和植被覆蓋的綜合反映，其貢獻(xiàn)率達(dá)到85.54%，第二主分量反映的蝕地形起伏度，第三主分量反映的是土壤可蝕性。將前三個主分量分別賦于紅、綠、藍(lán)進(jìn)行假彩色合成，合成影像（圖1）清晰地反映了土壤侵蝕環(huán)境背景特征的空間分異規(guī)律。如四川盆地，土壤對土壤侵蝕的敏感性非常顯著；在盆周北部和西部，降雨量較大，地形起伏較大，植被覆蓋良好，土壤可蝕性相對較弱，四大因素的作用相當(dāng)；在青藏高原向四川盆地和云貴高原的過渡地帶，地形因子起著主導(dǎo)作用；在江河源頭區(qū)，土壤可蝕性起主要作用。表2主成份矩陣因子主分量1234降雨侵蝕力0.5626-0.5767-0.5921-0.0167地形起伏度0.58600.7832-0.2051-0.0354土壤可蝕性0.4749-0.20520.6662-0.5373植被覆蓋0.3386-0.10940.40440.8425表3主成份貢獻(xiàn)率主分量1234貢獻(xiàn)率85.548.074.232.16累計貢獻(xiàn)率85.5493.6197.84100圖1主分量合成影像利用GIS系統(tǒng)，將上述各單因子專題圖在ERDAS軟件支持下進(jìn)行加權(quán)疊加計算獲得土壤侵蝕敏感性指數(shù)數(shù)字模型（圖2），公式如下：式中，Sj為j空間單元土壤侵蝕敏感性指數(shù)，Wi為i因素的權(quán)重，Cij為i因素j空間單元敏感性等級值。因子權(quán)重由第一主成份特征向量歸一化值作為權(quán)重的估計值，降雨侵蝕力、地形起伏度、土壤可蝕性和植被覆蓋的權(quán)重值分別為0.2867、0.2987、0.2420、0.1726。由圖2中，亮度越高表示敏感性越高。四川盆地丘陵區(qū)及邊緣山地和西南山地屬高度敏感區(qū)域，龍門山、邛崍山和岷山一帶屬中度至高度敏感區(qū)域。圖2長江上游土壤侵蝕敏感性指數(shù)圖3長江上游土壤侵蝕近期變化長江上游侵蝕變化可以宏觀的從主要干支流的泥沙變化反映出來，文獻(xiàn)1對此進(jìn)行了分析。長江上游流域面積100.6104km2（宜昌站），年均徑流量4.351011m3，年均輸沙量5.17108t。嘉陵江和金沙江流域面積分別為15.6104km2和48.5104km2，占長江上游總面積的15.5%和48.2%。嘉陵江（北碚站）年均徑流量7.011010m3，年均輸沙量1.4108t，分別占宜昌站的16.0%和26.6%。金沙江（屏山站）年均徑流量1.521011m3，年均輸沙量2.56108t，分別占宜昌站的34.7%和48.8%。北碚站的年輸沙量變動于0.1億t（1996）和3.6億t（1981）之間，年均輸沙量1.28億t。北碚站的年徑流、輸沙量雙累積曲線（19541996）在1984年前后發(fā)生了明顯的偏轉(zhuǎn)，1984年后的曲線明顯向徑流軸方向偏轉(zhuǎn)，表明河流泥沙出現(xiàn)了減少的趨勢（圖3）。屏山站的年輸沙量變動于1.26億t（1975）和5.01億t（1974）之間，年均輸沙量2.億t。張平對1987年前金沙江流域的水文資料進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)80年代以來金沙江干支流的沙量均有增加的現(xiàn)象，主要集中于下游干流區(qū)間2。潘