黄河输沙量变化归因辨析新方法汇报人：穆兴民生态水文团队：穆兴民高鹏赵广举孙文义焦菊英中国科学院水利部水土保持研究所西北农林科技大学
2017年9月12日宁夏·银川一、水土保持成就-有效植被显著增加黄土高原覆盖度呈增长趋势，由80年代28.8%增长到90
年代32.4%，特别是1999年退耕还林(草)后，呈显著的上升趋势，至2012年已达43.8%；增加趋势最明显的区域主要位于黄土高
原中部“河龙区间”黄河两侧地区。一、水土保持成就-梯田面积稳步提高梯田主要分布在宁夏南部、甘肃西部、青海东部、陕西北部1996年黄
土高原共有梯田286.97万hm2，至2007年增加391.03万hm2，每年约增10万hm2。一、黄土高原水土保持成就-淤地坝两
次高潮至2015年，黄土高原淤地坝56422座，其中骨干坝5658座、中型坝1124座、小型坝39516座建设淤地坝2个高潮
期，1970年-1976年；2003年-2008年。一、水土保持成就-土壤侵蚀强度降低延河流域以中度侵蚀为主，轻度侵蚀和强度侵蚀次
之；微度侵蚀、剧烈侵蚀和极强度侵蚀所占比例最小。2010年较1990年侵蚀强度降低，微度侵蚀面积增加明显、中度与强度侵蚀面积显著减
少。年份等级1990年2010年?面积km2比例%面积km2比例%?微度侵蚀1305.5017.001752.3022.8
2?轻度侵蚀1801.2623.101633.3521.30?中度侵蚀3752.3748.833505.1245
.64?强度侵蚀706.039.19670.938.74?极强度侵蚀123.521.88114.831.50?一
、水土保持成就-河流泥沙量锐减黄河潼关站年均输沙量由70年代前16亿t锐减到2000年以来的2.5亿t。1957-2012年河口镇
至龙门区间，径流量年减少速率-3.12亿m3/a、输沙量年减少速率-0.24亿t/a黄河中游区水沙减少的原因？区域水土流失治理
适应性对策？原因分析方法--水保法、水文法模型法300余次二、黄河输沙量变化基准期确定问题基准期：输沙量变点主要在在20世纪70
年代中后期，参考期（基准期）及变化期各时段具体年份的划分“五花八门”。阶段性变化：具有物理意义的双累积曲线显示，黄河输沙量阶段特征
。基准期确定：～1979年、1980-1999年、2000年以来。三、流域降雨及人类活动作用辨识河道输沙量受气候、地质地貌和人为
活动等因素影响。理论上，它可被表示为气候、地质地貌和人为活动因素的函数：R=f(C;H;G)式中：R：输沙量H：人为活动因素(
如水土保持措施、植被变化、开发建设项目等下垫面变化)C：气候因素G：土壤及地质地貌因素对于特定流域或区域，在不足百年时间
尺度的条件下，流域的土壤及地质地貌条件（G）可看着相对不变，因此：R=f(C;H)即：流域水或沙的变化主要取决于气候即降雨和人类活
动。三、流域降雨及人类活动作用辨识表3黄河中游不同时段降雨及人类活动对输沙量减少的贡献时段实测年输沙量/亿吨计算年输沙量/亿t
实测输沙量变化降雨影响人类活动影响减少量/亿t减幅/%减少量/亿t占比/%减少量/亿t占比/%1979年以前11.311.2198
0—1999年6.610.34.741.31.020.43.779.62000—2013年0.6110.510.694.60.7
26.89.993.2辨识方法：流域降雨与河道沙量具物理意义---双累积曲线法辨识结果：人类活动主要导致黄河输沙量减少,贡献率分别
79.6%和93.2%人类活动作用阶段性：2000年前坝库拦蓄为主；之后植被减蚀为主。驱动力：政策是减少入黄泥沙的根本驱动力，各项
措施是因素或表现形式。《水文》坝库拦蓄BS？？坡沟系统土壤侵蚀SES河道输沙OS四、沟坡侵蚀与坝库拦蓄作用辨识流域土壤侵蚀产沙
量平衡方程：SES=OS+BS+SS+PSSES:土壤侵蚀产沙量OS:水文站测定输沙量BS:坝库拦蓄量SS：河道沉积量PS：灌
溉等引沙量在黄土高原区，河道沉积量（SS）和灌溉等引沙量(PS)可忽略不计。特别是对于学科发展现状，流域土壤侵蚀产沙量平衡方程则
简化为：SES=BS+OS钻机取样四、沟坡侵蚀与坝库拦蓄作用辨识控制单元(单坝)侵蚀特征反演淤积剖面i=1,2…n库容
曲线淤积体体积泥沙淤积量四、沟坡侵蚀与坝库拦蓄作用辨识典型坝系选取四、沟坡侵蚀与坝库拦蓄作用辨识典型案例坊塌延河坊塌坝控流域侵蚀产
沙量1975-2013年：3149.6t/(km2·a)1975-1991年：4894.5t/(km2·a)1992-2013
年：1801.2t/(km2·a)20世纪90年代以来，延河流域的侵蚀产沙量显著减小满红沟皇甫川满红沟坝控流域侵蚀产沙量1976
-2009年：14011.1t/(km2·a)1976-1996年：16484.5t/(km2·a)1997-2009年
：10015.6t/(km2·a)皇甫川侵蚀产沙量显著减少，但仍属极强烈土壤侵蚀延河709座皇甫川539座四、沟坡侵蚀与坝库拦蓄
作用辨识研究区土壤侵蚀特征反演：以典型淤地坝反演的土壤侵蚀模数为基础，根据研究区淤地坝建成及淤满时间、控制面积等信息，推算研究区坝
库逐年拦蓄泥沙量、土壤侵蚀模数流域淤地坝数量时空分布四、沟坡侵蚀与坝库拦蓄作用辨识延河流域1996-2004年：淤地坝拦沙量占人类
活动影响的比例为38.1%2005-2015年：淤地坝拦沙量占人类活动影响的比例为12.6%延河流域淤地坝的拦沙作用对输沙减少
的贡献在减小延河输沙量减少主因分析年实测输沙量（万t/a）计算值（万t/a）输沙减少量降水影响人类活动影响淤地坝拦沙量（万t/a）
拦沙量占人类活动影响（%）量（万t/a）比例（%）量（万t/a）比例（%）量（万t/a）比例（%）1955-19954903.94
770.1????????1996-20043078.84258.01825.037.2645.835.41179.264.
6439.638.12005-2015684.15627.04219.886.0-723.2-17.14942.9117.1
624.212.6四、沟坡侵蚀与坝库拦蓄作用辨识皇甫川流域1984-2002年：淤地坝拦沙量占人类活动影响的比例为60.1%20
03-2015年：淤地坝拦沙量占人类活动影响的比例为39.2%淤地坝在皇甫川流域对输沙量减少的贡献比在延河流域要大皇甫川输沙量减
少主因分析年代实测值（万t/a）计算值（万t/a）输沙减少量降水影响人类活动影响淤地坝拦沙量（万t/a）拦沙量对人类活动影响（%）
量（万t/a）比例（%）量（万t/a）比例（%）量（万t/a）比例（%）1955-19835709.15744.6????????
1984-20022959.95280.32749.248.2428.815.62320.484.41394.360.120
03-2015672.55787.85036.688.2-78.7-1.65115.3101.62003.139.2四、沟坡
侵蚀与坝库拦蓄作用辨识淤地坝是反演土壤侵蚀产沙状况的有效载体。进入21世纪以来，延河坊塌和皇甫川满红沟流域的年均侵蚀产沙量分别为2
094.3t/(km2·a)、12305.7t/(km2·a)，分属于轻度和极强烈土壤侵蚀，大于该区允许土壤流失量。2000年
以来延河与皇甫川输沙量减幅达到85%以上，而淤地坝拦沙量占人类活动减沙量的12.6%和39.2%。五结论与展望人类活动是黄河输
沙量减少的主要原因，水土保持政策是减少入黄泥沙的根本驱动力，各水土保持措施是表现形式。人类活动是黄河输沙量减少的主要因素，贡献率分别为79.6%和93.2%。其中，1980-1999年坝库拦蓄是主因；2000年以来植被减蚀是主因。新的水沙条件下，继续开展流域水土保持和生态建设的基础上，提高自然资源利用率，促进区域生态功能与社会经济协调可持续发展。谢谢！欢迎批评指正！ |
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