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"模型黄土高原"建设进入实质性阶段

来源:黄河网 作者:孙太旻 发布时间:2004-05-20 07:12 浏览次数:

    记者在2004年5月14日在甘肃西峰召开的"模型黄土高原"建设及监测工作会议上获悉,黄河上中游管理局为了加快"模型黄河"建设步伐,正式启动"模型黄土高原"建设工作,是按照水利部批复的《"模型黄河"工程规划》总体要求,贯彻落实水利部"从传统水利、工程水利向现代水利、资源水利、可持续发展水利转变的"新思路和实践"维持黄河健康生命"治黄新理念的重要举措。"模型黄土高原"建设"实体模型"的正式启动与实施,标志着黄河上中游管理局"模型黄土高原"建设从理论探索阶段进入了实践验证的实质性阶段。

  "模型黄土高原"建设是"模型黄河"建设的重要组成部分,是贯彻落实"维持黄河健康生命"新理念的具体举措;是探索黄土高原地区水土流失规律的重要途径;是适应黄河水土保持生态工程建设,实现生态安全、良性循环的需要;是全面提升黄河上中游管理局科技水平和职工队伍技术素质,实现技术进步、事业发展的需要;是基层水土保持科学试验单位生存和发展的需要;不仅在黄河治理开发中占有举足轻重的地位,而且也为"三条黄河"建设提供着重要的技术支撑作用。

  控制黄土高原地区的水土流失,是治黄的一项根本措施。黄河治理开发中面临着诸如沟道重力侵蚀规律、沟道坝系拦泥减蚀机理、坝系相对平衡机理、坡面人工林草措施的减蚀效益、坡面-沟道侵蚀耦合机制、水保措施体系最佳配置及减蚀作用等许多重大科学技术问题。这些问题的解决必须依靠长系列的水土流失"原型观测"所取得的基础数据资料来支持。然而,"原型观测"试验周期长、进程慢、效率低,数据积累难度大,并且长期以来仍以坡面径流小区、小流域侵蚀产沙观测为主,很少涉及侵蚀过程与机理的辨析,在很大程度上严重地制约了对土壤侵蚀规律的深入研究。

  加之长期以来,室内人工模拟降雨试验亦均有一定的局限性,致使原状土与扰动土的相似性、模型选用比尺大小及光照、温度、风等自然因素对土壤的影响方面尚有许多问题未能解决。所以,室内模型试验中的水保措施,如坡面人工林草、梯田等模拟边界条件的确定都与野外有很大差异。由此获得的试验结论以及对土壤侵蚀规律的认识是否真实或近似地反映了自然界的客观本来面目,是否能够外延应用并据以指导生产实践,都必须经过野外实践的检验。为此,通过在黄土高原地区选取具有代表性的小流域,采用"原型观测"、野外移动式和固定式人工模拟降雨试验相结合的方式,进行"模型黄土高原"实体小流域降雨--侵蚀观测试验,可真实地寻求黄土高原地区的水土流失规律,为大面积的治理与保护提供决策依据。

  此外,通过择优选择野外"实体模型"(试验样区),模拟不同强度的天然降雨甚至是频率暴雨,进行沟道重力侵蚀规律、坡面人工林草措施的减蚀效益、坡面-沟道侵蚀耦合机制、水保措施的最佳配置及减蚀作用等有关力学机理项目的分析研究,以获取自然状况下土壤侵蚀的真实数据资料,并借助现代计算机海量技术、"3s"技术等先进科技手段,完成黄土高原水土保持综合治理效益模型和土壤侵蚀模型的构建工作,建设国内一流的"模型黄土高原"试验基地,形成野外开放式水土保持试验研究平台,以适应新时期水土保持事业发展的要求,为黄河治理开发和流域管理决策提供技术服务。为此,黄河上中游管理局的"模型黄土高原"建设,主要突出以下几个亮点:

  --在"模型黄土高原"建设的目标要求上
  一是在基本摸清黄土高原地区水土保持措施蓄水减沙效益机理的基础上,有针对性地开展水土流失规律深化研究,完成实体小流域水土保持综合治理效益预测预报模型和土壤侵蚀预测预报模型。
  二是结合实体小流域原型观测、移动式人工模拟降雨试验和固定式人工模拟降雨试验等支撑体系建设及数字流域建设,把南小河沟流域建成国内一流的野外大型开放式水土保持试验研究平台。

  --在"模型黄土高原"建设的总体方案上
  坚持以《"模型黄河"工程规划》为依据。项目建设包括原型观测、移动式人工模拟降雨试验、固定式人工模拟降雨试验三个支撑体系,通过开展黄土高原水土保持综合治理效益试验、水土流失规律试验及地理信息系统建设,完成水土保持综合治理"效益模型"和"土壤侵蚀模型"的建设任务。

  --在"模型黄土高原"建设的研究内容上
  水土保持综合治理效益试验研究。在原型观测的基础上,应用流域实测资料,通过单项措施作用机理试验、坡面措施减沙能力及其变化过程分析、坡面措施减水减沙效益研究,对黄土高原实体模型的研究成果进行实地分析验证;采用径流测站,小区→全坡面,单项措施→组合措施→小流域方式推求的方法,主要观测水土保持措施的蓄水减蚀效应、生态效应、经济效应等,研究水土保持生态工程建设技术,优化措施配置方案。

  水土流失规律试验研究。通过对地形(坡度、坡长、坡形)、植被与水土流失的关系、坡面径流形成过程及泥沙运行规律、沟道径流形成过程及泥沙运行规律、坡面-沟道侵蚀耦合机理试验研究,寻求在自然和经过人工整修的坡面、沟道内,利用人工模拟降雨装置,开展塬面、坡面、沟道侵蚀过程和水土保持作用机理及不同水土保持措施耦合试验,探求在各种降雨情况下及不同下垫面条件下坡面、沟道的侵蚀过程,为建立黄土高原地区土壤侵蚀模型提供依据。

  地理信息系统建设。以"3s"技术为支撑,为原型观测、水土流失规律研究及水土保持监测服务。建成后的"模型黄土高原"地理信息系统集智能、开放、海量数据于一体,具有良好的可扩展性及数据接口,包括流域三维景观展示、水土保持措施现状、土地利用现状查询、原型观测资料查询、监测对比分析、土壤侵蚀模型、措施效益模型等五大模块。

  最终的"模型黄土高原"建设,主要是通过原型观测、移动式人工降雨试验、固定式人工降雨试验三个支撑体系来完成。

【责任编辑】张西宁