近50年金沙江干热河谷区泥沙变化及影响因素分析_以云南省元谋县为例.docx
《近50年金沙江干热河谷区泥沙变化及影响因素分析_以云南省元谋县为例.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《近50年金沙江干热河谷区泥沙变化及影响因素分析_以云南省元谋县为例.docx(15页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、近 50 年金沙江干热河谷区泥沙变化及影响因素分析以云南省元谋县为例第宝锋1 ,2 , 崔鹏1 , 黄胜3 , 于勇1 ,2(11 中国科学院 水利部成都山地灾害与环境研究所 , 610041 , 成都 ; 21 中国科学院研究生院 , 100069 , 北京 ;31 西南科技大学环境与资源学院 , 621002 , 四川绵阳)摘要 以金沙江干热河谷典型区域元谋县为例 ,通过对该区龙川江小黄瓜园水文站 20 世纪 50 年代以来输沙量的变化分析 ,结果说明 ,河流输沙量有增加的趋势 ,特别是 80 年代末至 2000 年 ,年均输沙量由 400 万 t (1971 1980 年) 增加至 75
2、0 万 t (1991 2000 年) 。为研究输沙量变化的原因 ,为当地生态环境建设提供理论指导 ,采用统计分析等 方法对输沙量增加的影响因素进行分析 ,结果说明 :50 年来局地气候变化 ,特别是降雨量及降雨强度的增加使地表 侵蚀加速 ,进入河道泥沙增多 。同时 ,由于受牲畜数量快速增加 、人口的迅速膨胀 、生产方式的落后及农作物市场价格等因素影响 ,土地覆被及结构变化明显 ,即覆被盖度减小 ,坡耕地增加 ,灌草地等蓄水保土作用好的地类面积 迅速减少 ,进而导致生态极为脆弱的元谋干热河谷区土壤侵蚀加剧 ,河道泥沙含量增加 。此外 ,元谋县强烈的冲沟侵蚀也是龙川江输沙量增加的重要原因之一 。
3、关键词 干热河谷 ; 泥沙 ; 变化 ; 影响因素 ; 元谋县Sediment yiel ds and impact factors in xerothermic valleyin Jinsha River in the la st 50 years :A Case study in Yuanmou County , Yunnan ProvinceDi Baofeng1 ,2 , Cui Peng1 , Huang Sheng3 , Yu Yong1 ,2(11Chengdu Institute of Mountain Hazards and Environment , CAS , 61004
4、1 Chengdu ; 21 Graduate School of the Chinese Academy of Sciences ,100069 , Beijing ; 31School of Environment and Resources , Southwest University of Science and Technology , 621002 ,Mianyang , Sichuan : China )Abstract The sediment yields of J insha River basin has shown a significantly in2creased
5、trend in recentyears. This research focuses on the Yuanmou County which is a typical xerothermic valley of J insha River basin. The sediment yields variation in Long Chuan River ( Xiaohuangguayuan) , a river passing through thisregion during the period of 1956 2000 were analyzed. The annual sediment
6、 yield of the Long Chuan Riverhas an increase tendency since 1950 s. particularly , in 1990 s. The mean annual sediment yield increased from 400 104 t (1971 1980) to 750 104 t (1991 2000) . By analysing the impact factors on sedimentyields based on statistic analysis methods ,it is shown that region
7、al climate change , especially the increase in the quantity and intensity of rainfall , is the main reason accelerating the surface erosion and increasing the sed2 iment yields of the river . At the same time , due to the rapid increase in the amount of livestock , rapid popula2 tion expansion , lag
8、ged production methods and influence of crop market price , the land cover and the structureof land use have obviously changed during the recent 50 years. The decrease of land covered area , the increase收稿日期 : 2006 05 12 修回日期 : 2006 07 05工程名称 : 国家 973 工程“长江上游环境变化与产水产沙作用机制(2003CB415202) ;国家杰出青年科学基金工程
9、“泥石流预测预报根底理论研究(40025103)第一作者简介 : 第宝锋 (1978 ) ,男 ,博士研究生 。主要研究方向 :山地灾害 、水土保持及 GIS。E2mail : dibf imde . ac . cn 责任作者简介 : 崔鹏 (1957 ) ,男 ,研究员 。主要研究方向 :山地灾害和水土保持 。E2mail : pengcui imde . ac . cn第 5 期第宝锋等 : 近 50 年金沙江干热河谷区泥沙变化及影响因素分析21of slope farmland and the decline of the area of shrub and grass , which
10、have high values in soil and water con2servation but relative low values in economic profit per unit , have heavily aggravated soil erosion and increased river sediments which extremely undermined the fragile ecology of xerothermic valley in Yuanmou County. Fur2 thermore , the intensive gully erosio
11、n is another important inducement of the increase of sediment yields in Longchuan River .Key words xerothermic valley ; sediment yields ; variation ;impact factor ; Yuanmou County的 90 % , 年 蒸 发 量 3 91112 mm , 年 均 干 燥 度 为 218( Penman 公式) 。土壤主要为燥红土 、红壤 、黄棕壤 、 棕壤 ,局部地区有少量紫色土和水稻土分布 。区内 海拔 116 km 以 下 植 被
12、 以 稀 树 灌 草 丛 为 主 , 海 拔116 km以上 主 要 为 灌 丛 草 地 , 也 有 片 状 森 林 分 布 。复杂性地理环境造就了元谋干热河谷这一景观单元 的特殊性 ,即生态脆弱 ,河谷集中的强降水 ,极易引发水土流失 ,尤其是海拔 115 km 以下的河谷区 , 土壤侵蚀更为剧烈 ,地表径流水冲刷形成沟堑纵横的 劣地景观 ,在一些割切强烈的沟壁两侧还发育有无数土柱林立的流水侵蚀地貌 ,即土林地貌 。金沙江地处长江上游 ,是长江流域的主要产沙区之一1 。近年来 ,长江上游水沙变化出现了新的 特点 ,特别是嘉陵江输沙量明显减少 ,而金沙江输沙 量那么有所增加2 。长 江 流 域
13、 水 土 流 失 面 积 由 1957年的 36138 万 km2 (占流域面积的 2021 %) 增至 1986 年的 73194 万 km2 ( 占流域面积的 41 %) , 上游水土 流失最为严重 ,其中金沙江流域水土流失面积占自 身流域面积的 3614 % , 其下游干支流年平均含沙量 增 加 了 12 % 60 % , 最 大 达 80 %3 。据 20 世 纪50 90 年代初期长江上游主要支 流 泥 沙 资 料 的 分析 ,金沙江屏山站 1954 1961 年年均含沙量为 1163 kg/ m3 ,1962 1973 年为 1168 kg/ m3 ,1974 1985 年为117
14、8 kg/ m3 , 1986 1992 年 达 1180 kg/ m3 , 呈 明 显 的 上升趋势4 。这种变化不仅给长江干支流提供大量 的泥沙 ,而且影响到中游的防洪平安和长江上游水利水电工程的平安运行 ,对长江下游生态环境以及 三峡库区泥沙冲淤变化等问题产生影响 。在保障金 沙江生态平安 、重大水利水电建设 、流域河流泥沙控 制和防洪减灾工作中 ,需要对金沙江泥沙变化及成 因进行分析 ;因此 ,选取金沙江干热河谷的典型区域元谋县作为研究对象 ,分析其近 50 年的泥沙变化及 影响 ,为干热河谷区这一特殊的地理单元在水土保 持 、生态环境建设及人地关系的协调开展方面提供 指导 。2 泥沙
15、特征龙川江是金沙江北岸的一级支流 ,也是元谋境 内的主要河流 ,由南向北横穿元谋盆地 。县域内龙 川江干流长 63 km ,集水面积 1 721 km2 ,占全县总面 积的 85 % 。根 据 元 谋 县 小 黄 瓜 园 水 文 站 1956 2000 年龙川江径流及泥沙观测资料 ( 图 1) 分析 : 小 黄瓜园站的年径流量变动于 2107 亿 m3 (1989 年) 和21140 亿 m3 (1966 年) 之间 ,多年平均值约为 8109 亿 m3 ;年输沙量变动于 136 万 t ( 1959 年) 和 1 470 万 t (1998 年) 之间 ,多年平均值约为 481134 万 t
16、 。由图 1可以看出 ,近 50 年来 ,小黄瓜园站年均径流变化趋势不明显 ,但年均输沙量却有显著增加的趋势 ,这与 金沙江干流输沙量变化具有一致性 。特别是 20 世1 研究区概况元谋县位于云南省北部 ,金沙江下游支流龙川江河谷盆地内 ,介于 1013510225E , 25252607N 之 间 , 土 地 总 面 积 2 037185 km2 , 海 拔 899 2 835 m。地势 周 高 中 低 , 四 周 为 山 地 , 中 部 为 元 谋 盆地 。由于高差悬殊 ,自然地理要素垂直分异明显 。区内热量丰富 、降水少且季节分配不均 ,蒸发量大 ,气候干热 。据元谋县气象站 ( 海 拔
17、 111 km) 资 料 统 计 ,年均温 2119 ,最热月 (5 月) 均温 2711 ,最冷 月 (12 月) 均温 1419 , 10 的积温 8 003 ,无霜期 350 365 d , 年 日 照 时 间 2 67014 h , 年 降 水 量61511 mm ,主要集中在 6 10 月 (雨季) ,占年降雨量图 1 小黄瓜园水文站年均径流量 、输沙量变化Fig. 1 Changes of annual runoff and sediment atXiaohuangguayuan station22中国水土保持科学2006 年312 土地覆被及结构变化50 年来 , 由于人类活动的
18、负面效应 , 使得土地 覆被及其结构发生明显变化 ,导致元谋干热河谷区 森林覆盖率下降 ,草地退化 、坡耕地面积增加 、灌草 地 、水域等地类面积减少 ,从而造成区域生态环境严 重破坏 ,生态系统 蓄 水 保 土 能 力 下 降 , 水 土 流 失 加 剧 ,河流输沙量增大 。31211 覆被盖度降低 元谋地貌上属于山地系统 , 重力为景观系统外表物质的最重要控制因子 ,加之 干季和雨季清楚的气候特征 ,生态脆弱性尤为突出 ; 因此 ,必须有足够的植被覆被地面 ,才能固土保水 , 束缚地面物质向下运移的潜力 ,长期以来 ,元谋干热河谷区 的 自 然 植 被 遭 到 不 同 程 度 的 严 重
19、破 坏 。20 世纪 50 年代末期 ,元谋盆地及其周围的林木受到严 重砍伐 ,森林覆盖率 ( 表 1) 由 1950 年的 1210 %下降 到 1973 年的 613 % 。1977 年再次进行大规模砍伐 , 致使山区的树木被砍伐殆尽 。至 1985 年 ,森林覆盖率下降至 512 %12 。80 90 年代 ,元谋开展了大规 模的植树造林 ,使森林面积有所增加 ,森林覆盖率有 所提高 ,据元谋县林业局调查 ,至 2000 年元谋有林 地面积达 1 万 1 132 hm2 ,森林覆盖率上升至 5166 % 。 虽然 90 年代以来 ,林地面积有所增加 ,但对于这种脆弱的尚不稳定的森林生态系
20、统 ,人类活动所造成 的负面效应仍在一定时期内存在 。表 1 元谋县森林覆盖率变化Ta b. 1 The change of forest cover rate in Yuanmou County纪 80 年 代 末 至 2000 年 , 年 均 输 沙 量 由 400 万 t(1971 1980 年) 增加至 750 万 t (1991 2000 年) ,输 沙量逐年增加的趋势更为明显 。3 影响分析311降水变化诸多研究说明 ,气候的变化能够对水土流失及 河流泥沙产生影响 ,特别是降水和降水产生的地表径流为侵蚀过程提供了动力 ,从而影响水土流失及水环境5 。在元谋 干 热 河 谷 区 ,
21、由 于 地 理 环 境 要8素的特殊性 ,近 50 年来 ,局地小气候变化同全球气候变暖的趋势并不一致9 。相反 ,从 20 世纪 50 90年代 ,年均降雨量增加了 13118 mm ( 图 2) ,气温降低 了 111 。图 2 元谋干热河谷年降水量变化曲线Fig. 2 The rainfall change in Yuanmou xerothermic valley就降水而言 ,总量及强度变化 ,对产沙的影响较大7 ,10。由图 1 、2 的趋势可以发现 : 近 50 年来 , 本年份1938 1950 1955 1973 1985 1986 1993 2000区域输沙量同降雨的变化有同
22、步性 ,且降雨多的年份 ,输沙量也会相应增大 。输沙量有 5 次超过 1 000万 t ,相应的年份内 ,降雨也同时出现高值 ,根本都超 过 700 mm 以上 ,比近 50 年的平均值 633178 mm 至少 多出 70 mm 。1998 年 为 丰 水 年 , 大 暴 雨 次 数 较森林覆盖率/ % 1218 121091361351241775185166由于干热河谷区季节性干旱 ,灌草丛蓄水保土作用显得尤为重要 。然而 ,近 50 年来 ,因牲畜牧业 开展及燃料能源的需求增加 ,区域内灌草生物群落遭到严重破坏 : 元谋县草场合理载畜量应在 515 万 牛单位 。加上农作物秸秆和废料
23、,载畜量的极限值 应在 713 万牛单位13 , 而元谋几十年来 , 牲畜数量 增加较 快 ( 图 3) 。1952 年 大 牲 畜 和 羊 的 存 栏 量 为215 万牛单 位 , 到 2000 年 迅 速 增 加 为 1015 万 牛 单位 ,超载率为 4613 % 。长期超载放牧 , 导致草场 退 化 。草场质量和产草量下降 ,局部已退化为荒漠化 草场 ,有些荒草地已处于危险的边缘 ,形成覆盖率在30 %以下的干旱草坡 。此外 ,乡村燃料的紧缺也是 植被遭受破坏的重要原因之一 ,在元谋干热河谷区 ,特别是彝族人口集中的区域 ,人们观念落后 ,燃料的 来源主要依靠伐木割草 。调查说明 ,普
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 50 年金 沙江干热 河谷 泥沙 变化 影响 因素 分析 云南省 元谋县
限制150内