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三峡库区是我国水土流失最严重的地区之一,本区的侵蚀泥沙问题备受关注。由于基础薄弱、手段有限,许多重要结论,尚需进一步研究。三峡库区典型小流域侵蚀产沙一泥沙输移一塘库淤积的泥沙平衡过程,仍是区域侵蚀泥沙研究的一个空白点。
论文选择流域面积0.58km2的开县春秋小流域为案例研究对象。主要采用137Cs示踪技术,结合实地调查,对流域内坡耕地、林草地土壤侵蚀及谷地、塘库泥沙淤积进行系统研究,查明了整个流域的侵蚀泥沙过程,揭示了流域泥沙平衡,给出了较可靠的库区泥沙输移比。主要研究结论如下:
1)运用137Cs示踪技术,结合流域土地利用现状,查明流域坡耕地平均侵蚀模数为4750.9 t.km-2·a-1,年侵蚀量为561.1t·a-1;林草地平均侵蚀模数1555.1 t·km.2·a-1,约为坡耕地侵蚀模数的1/3,年侵蚀量为640.4 t·a-1;流域内坡面年侵蚀量1201.5 t·a-1,侵蚀模数2071.6 t·km-2.a-1,坡耕地和林草地相对产沙量分别为46.7%和53.3%。
2)通过塘库沉积137Cs断代和谷地淤积调查,查明流域内坡麓、谷地年淤沙量为152.3 t·a-1。1963年以来塘库平均淤积深度为123cm,泥沙体积31242 m3,年均淤积量1066.8 t·a-1。流域年淤沙总量为1219.1t,淤沙模数为2101.9 t·km-2·a-1。
3)论文对流域雨季含沙径流输出量进行了估算,在此基础上,结合流域侵蚀、淤积历史和1963年以来土地利用变化,揭示了流域泥沙平衡:1963年以来的41年间,春秋小流域累计土壤侵蚀量达53328.7t,年均侵蚀量1300.7 t·a-1,其中坡耕地侵蚀占58.8%,林草地侵蚀占41.2%。坡面侵蚀产生的泥沙,11.7%在小流域坡麓、谷地淤积,82.0%在塘库中沉积,随含沙径流输出的仅有6.3%。该结果表明,流域坡麓、谷地淤积有限,若无塘库拦截,坡面侵蚀产生的80%以上的泥沙将输出到小流域之外,而小塘库可有效拦截流域坡面产沙,减少汇入主河的泥沙量。
4)通过春秋小流域侵蚀模数和开县水土流失遥感调查结果的比较,结合区域侵蚀泥沙输移过程分析和小江流域滩地淤沙量137Cs示踪研究结果,本研究认为较可靠的库区泥沙输移比在0.5-0.7之间,不会小于0.5,被高估的区域侵蚀模数是过去认为泥沙输移比较低的主要原因。