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水利工程论文-示踪技术在流域泥沙研究中的应用.doc

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水利工程论文-示踪技术在流域泥沙研究中的应用.doc

水利工程论文-示踪技术在流域泥沙研究中的应用摘要:介绍并评价了流域产沙的估算及流域泥沙来源的确定方法,分别突出了核素示踪技术与现代地球化学方法在流域沙帐、现代河流悬浮泥沙及历史泥沙来源的确定等方面的优势。百年来流域泥沙来源的历史信息可以通过核素示踪技术与组合指纹法的结合重现。这为研究百年来侵蚀环境变化及其与土壤侵蚀、泥沙产量变化之间的关系提供了基础。可以进一步解释历史沉积泥沙中所包含的环境信息,为环境治理措施的选择提供依据。关键词:泥沙预算泥沙来源环境变化核素示踪组合指纹法流域内侵蚀掉的土壤只有很小一部分到达流域出口,而出口处泥沙则作为流域的输沙量,流域内的总侵蚀量与流域出口处输沙量之间的关系可以用泥沙输移比(SDR)来表示,即SDR定义为流域出口输沙量与流域总侵蚀量之比。由于地表特质及环境的差异,从长期来看,国内外不同流域的SDR是明显不同的,如非洲几乎所有河流的SDR均较小,一般在10%左右[1],而中国黄土区各流域系统的SDR约等于1[2]。流域侵蚀产生的泥沙在输送过程中,可能在坡面、坡脚、田间、低洼地、河漫滩和河床等位置淤积,并呈临时性或永久性的沉积,使流域产沙及泥沙来源的定量研究复杂化。研究流域侵蚀产沙和泥沙来源的时间变化对于流域治理重点的选择具有重要意义。1流域侵蚀产沙定量研究传统的通过监测河道中某一特定位置的泥沙通量或计算一定时期内湖泊(或水库等沉积区)接受的泥沙体积得到的流域产沙量往往使流域侵蚀速率的估算过低,加上泥沙沿途沉积、再移动等动力学特性,使流域产沙量和河道传输泥沙的真实特征被掩盖了。Dietrich和Dume[3]最早提出泥沙预算和运移路径研究,从而为研究流域泥沙动力学提供了一比较精确的方法。这一方法能将泥沙在流域(或更小单元)内的移动、输送及储存定量化,泥沙路径的研究集中于泥沙通过一系列地貌单元的所有运动上[4]。如有关学者分别对美国威斯康辛州Coon溪、加利福尼亚州LoreTree溪及苏联欧洲部分Oka河上游侵蚀和泥沙输送、沉积及下游产沙之间的关系研究结果为,各个河流的沙帐形式及各种损失的位置及重要性有很大的差异,流域出口泥沙分别占侵蚀产沙的53%~55%不等[5]。泥沙预算需要识别和定量化泥沙来源、输送过程及储存环境,并确定三者之间的联系,但通常很难在流域尺度获得建立泥沙预算的所有必要的信息,而传统的研究土壤侵蚀和泥沙沉积的方法在操作

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