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泥沙研究
2005年8月
Journal of Sediment Research
第4期
田纳西流域水利水保工程减沙及对我国长江流域水保的启示
刘孝盈13,杨爱民2,汪岗1,刘广全1
(1.国际泥沙研究培训中心,北京10004;2.中国水利水电科学研究院,北京100041
3.北京林业大学,北京100083)
摘要:根据川纳西干流四个主要测站有1935~1942年的水沙资料分析得出泥沙星減少趋势,其原因为气候、
水利和水保工程影响。根据支流典型测站有1935~1938和1963~1965年水沙资料情況对9条支流进行了平
约对比分析,得出泥沙滅少是流域内水保工程所致;对有1935~1938,1939~1942和1963~1965年三个时段的
艾流测站 VALLEY河进行了深入的分析,得出在排除降丽条件影响下水土保持措施的减沙效果。另外结合
西流或的治理,对我国长流域的水保提出了商椎性意见。
关键词:田纳西;水土保持;水利工程;水沙变化
中图分类号:S157文献标识码;A文章编号:0468-155X(2005)04-0064-07
田纳西流域概况
流域自然环境特征
1.1.1流域概况
田纳西河是美国第五大河流俄亥俄河最长的一条支流,流域面积和气候条件与我国长江流域的
江有很大的相似之处。流域总面积为10.6万k2,包括7个州129个县。河流长度1368km,多年平均
年径流量为584亿m3。发源于弗吉尼亚州,向西经北卡罗来纳、佐治亚、亚拉巴马、田納西、肯塔基和密
西西比州等,经俄亥俄河汇入密西西比河。
1.1.2地形地貌
流域地貌类型有沿海平原,坎布兰高原和低高地。海拔高程从91.4m到884m。东部平均海拔为
182.9m,河口处的海拔为91.4m。山区面积占40%,即41440k32。田纳西流域可分为(1)阿波拉挈
( Applachian)l区;(2)山谷和山脉( Valley and Ridge)地区;(3)坎布兰高原( Cumberland Plateau);(4)中心
流域;(5)密西西比悬崖区门。
1.1.3气候
流域内雨量充沛,气候温和,属温带区,夏暖冬涼。一月气温最低。降雪不常发生。年降水量在
1016~2159mm之间,多年平均降水量1320mm。十旱年份降兩和湿润年份相差88nm。从1930~
1993年间年降南线性趋势上,降雨总体上呈现上升趋势,而气温则呈现下降趋势。
1,1.4植被
上地利用类型包括林地,农地和牧业用地,城市用地和其它用地。1934年初美国地质调査局开展
泥沙调查时,流域内植被覆盖率占52%间。199年上游的植被覆盖率是64%,下游的植被覆盖率是
55%。1992年上地利用情况是:林业用地69.9%,草地15.6%,水面2.4%,作物用地7.2%,湿地1.3%,
其它用地4.9%。
收稿日期:20040809
基金项目:“十f”三峡工程泥沙问题研究(项目编号:105-1-03
作者简介:刘孝盈(1964ー),男,山东人,教授级高⊥,从事水土保持、流域管埋、泥沙等国际合作研究。
社会经济状况
1.2.1社会经济
TVA通过采用建高坝发展水电,低于全国半均电价50%销售以及使衣村人口集中建镇用电和衣业
合作社组织集体电力分配和购买电力设备。70年代,为了维持低价供电,开始发展火电和核电。该项
措施吸引了重工业到该地区。这些重工业包括烁铝厂、硝酸盐、磷肥和其它耗电人户的电子化肥厂。大
企业雇佣了很多当地的工人,使衣业从业人口比例大大下降,而服务业和其它行业的从业人口比例大大
增加。从业人口变化趋势与全美比较情况见图1
该流域在1930~1940年代间,制造业就业人数増长了3%。到1960年,制造业就业和全美平均数
齐平,为28%。从农业向其它行业转移的人数要高于全美平均水平。从事农业的人口比例从1929年的
%下降到1974年的6%(图2),1982年更是降到5%,1929~1966年间,非农就业提高了173%,而全美
为104%。因此虽然流域内人口在增加,但因转移到制造业和服务业,而且1958~1981年中,小麦产量
增加了6.5倍、大豆产量増加了4.9倍、饲用玉米产量増加了近2倍。80年代,林业产值年均为10亿美
元,使人口增加对农田需求的压力不増反减,从而有利于退耕还林和牧业政策的调整,减少农田,农作物
地面积从20世纪30年代的占49.6%减少到1964年的约31%以及1992年的仪7.2%,特別是減少了坡
耕地的水土流失,从而减少了进入河道的泥沙量り。田纳西流域内 OPPER流域19834年土壤侵蚀模数
为50000kmr?,下降到目前的2000t/km2即是一个明证。
…T农业人口比例
TV造业人口比例
全农业人口比例
x一一全美制造业人口比例
令
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192919401950196019701974
1930
1960
年份
年份
图11929~1970年从事工业和农业人口変化
人口人均收入与全美平均收入比
Fig1 Change of population engaging in
图2人口、收入变化
agriculture and industry from 1929 to 1974
Fig 2 Changes of population and per capita income
另外,流域内经济不断发展,人均经济收入从1933年的168美元增到1980年的7378美元,相当于
全国平均水平的80%左石,增长速度约为全国平均的1.8倍。一方面流域人口増长,另一方面经济不断
增长(见图2)。使当地群众减少了対自然资源的依赖和破坏,生态自然修复能力提高。美国土壤保持
局还规定12%(相当于7度的坡地)以上的农地都必须退耕还林和修建工程上游必须有50%以上的林
草植被的政策规定,使流域内植被增加,流域内森林面积从1934年的52%增加到2000年的近70%,
于减少入河泥沙有很大作川
1.2.2流域治理
1933年始,TVA对农民开展培训、改良土壤和提高种植技术和提高土壞肥力,恢复森林植被,改善
生产条件等。到30年代末,流域内就兴建起1,5万个示范农场和林牧业基地。到60年代,基本完成水
土流失的治理任务。在 COPPER流域,日前已治理水土流失面积38km2。年土壤侵蚀量从5000/mi
下降到2000yamn,地区的溪流开始恢复,本地鱼种又冉现。1971年,TVA完成4km挖煤后山坡修复试
验示范上地。1981年起TVA在北卡遗弃的云母布、长石和高龄上上开展水上保持工作。1995年
起,TA在160.9km水土流失的海岸线上.治理了26.2km。治理措施为土壞生物工程措施。流域生态
环境明显改观。美联邦政府规定田纳西河汇入密西西比河的流量不得少于500m/s,该河日前以淡水
色的多样性和量大而闻名于世。
TVA管轱包括田纳西流域在内的美国东南部7个州的210个县,向170个县输送电力,涉及面积
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