本书是在内蒙古自治区“十三五”水利科技重大专项“黄河流域鄂尔多斯十大孔兑水土保持综合治理减沙效益评价”(213-03-10-303002-NSK2017-M2)(2017-2020年)等研究成果的基础上提炼总结而成的。采用遥感解译、野外调查与实地测量核实、模拟试验与实地观测、水沙定位观测资料分析、数学模型与模拟反演等多种手段，对黄河内蒙古河段右岸十大孔兑区域在1986-2018年实施的水土保持综合治理及2000年以来实施禁牧工程的拦沙减沙效果进行了定量分析评价，确定了水土保持单项治理工程单位减沙指标，定量提出了流域面上治理、沟道治理与天然林草地(禁牧修复后)减沙贡献率；通过水文学移植原理并结合河道水沙动力学模型反演，推算出十大孔兑在水土保持综合治理前后的入黄泥沙量；基于水土保持综合治理减沙效益评价结果，提出推进区域水土流失高质量治理的建议。 本书可供水土保持、生态环境、水文与水资源、河流泥沙及防洪减灾等领域的科研、规划与设计、管理人员，以及高等院校相关专业的师生参考。

第1章 绪论
　　1.1 研究区基本概况
　　1.1.1 地理位置
　　十大孔兑（以下简称研究区）位于内蒙古自治区鄂尔多斯高原北部、黄河内蒙古河段右岸，总面积10 767km2，地理坐标为东经108°48′37″～110°56′29″，北纬39°47′54″～40°33′18″。黄河从西向东流经研究区北部边界，长度约210km，区域位置见图1-1。涉及内蒙古自治区鄂尔多斯市达拉特旗，以及杭锦旗、东胜区、准格尔旗的部分地区（表1-1）。研究区内地势南高北低、西高东低，由西向东并行排列着直接流入黄河的十条一级支流，依次为毛不拉孔兑、布日嘎斯太沟、黑赖沟、西柳沟、罕台川、壕庆河、哈什拉川、母花沟、东柳沟、呼斯太河，均发源于鄂尔多斯高原台地，从南向北依次流经砒砂岩丘陵沟壑、库布齐沙漠风沙、黄河冲洪积平原三个侵蚀地貌类型。
　　表1-1 行政区划及面积表（单位：km2）
　　1.1.2 地质与地貌
　　1.1.2.1 地质
　　研究区地质属鄂尔多斯沉降构造盆地的中部，中上游处于鄂尔多斯高原砒砂岩区。砒砂岩区按表面覆盖物质不同分为上游裸露砒砂岩、覆土砒砂岩和中游覆沙砒砂岩3个地质地貌区。砒砂岩是一种由松散岩层，具体指古生界二叠系（约2.5亿年）和中生界三叠系、侏罗系和白垩系的厚层砂岩、砂页岩和泥质砂岩组成的松散岩石互层，具有“无水坚如磐石、遇水烂如稀泥”的特性，是世界上特有的一种地质构造。砒砂岩为陆相碎屑岩系，由于其上覆岩层厚度小、压力低，其成岩程度低、砂粒间胶结程度差、结构强度低，交错层理发育，且颜色混杂，通常以粉红色、红色、灰色、灰白色互层相间而存在，也叫“五花肉”。因其成岩程度低、沙粒间胶结程度差，无水如石、遇水如泥、见风成砂，导致砒砂岩区水土流失非常严重，群众深受其害，视害毒如砒霜，故称其为“砒砂岩”。砒砂岩砂粒粒径以大于0.05mm的粗泥沙为主，砒砂岩典型样方颗粒筛分结果显示，红色砒砂岩颗粒粒径*大，粉色砒砂岩颗粒粒径次之，白色与灰色砒砂岩粉粒、黏粒*多，不同类型砒砂岩颗粒粒径组成见表1-2。
　　图1-1 十大孔兑位置、水文雨量与水土保持监测及气象站点图
　　表1-2 不同类型砒砂岩颗粒粒径组成砒砂岩类型砒砂岩
　　注：表中数据来源于39个样方颗粒筛分结果
　　砒砂岩区生态环境极度脆弱、土壤侵蚀剧烈，是黄河粗泥沙集中来源区的主要区域，土壤侵蚀模数可高达1.1万～1.5万t/（km2 a），黄河下游淤积的颗粒粒径大于0.05mm的粗泥沙约有1亿t来自该区，占黄河下游河道每年平均淤积量的25%，成为黄河安全的首害。另外，砒砂岩区剧烈的水土流失，使该区域整体呈现出植被稀疏、千沟万壑和荒漠化景观，导致该区的生态环境和工农业生产环境严重恶化。
　　（1）砒砂岩丘陵沟壑区与库布齐沙漠风沙区
　　砒砂岩丘陵沟壑区（简称丘陵区）在构造上是多种构造系的内陆新华夏系沉降带的一个沉降构造盆地；母岩松散，系由中生界的侏罗系和白垩系地层的杂色砂岩、页岩及新近系的红色砂岩、砂质黏土等松散母岩组成。现代地貌过程以流水侵蚀、风积及风蚀占主要地位，成土母质的第四系中更新统沉积物以残积相为主。沟谷阶地也有冲积和风积物。
　　库布齐沙漠风沙区（简称风沙区）为风沙沉积区，以固定、半固定和流动沙丘形式覆盖于每条孔兑上中部砒砂岩基面上，这类沙丘大多是就地起沙形成，沙源主要来自下伏物质，以及邻近地区风化物（沙粒多为中细沙）。
　　（2）黄河冲洪积平原区
　　黄河冲洪积平原区（简称平原区）属于现代地貌，主要由孔兑洪积和黄河挟带的泥沙等沉积而成，属沉降型窄长地堑盆地。靠近黄河右岸的为河漫滩，其是河套现代冲积平原上的新冲积物，剖面构造复杂多样，由不同质地组成不同层次，沙、壤、黏相间、层次交错明显。随着地形由西而东缓慢倾斜，黄河河床左右摆动，河漫滩弯曲甚多。在原始的河漫滩泛滥沉积时，冲积物在弯曲内缘沉积下来，为黄河冲积物的大量沉积和沼泽地的发育提供了条件，该区灌淤草甸土、盐土、沼泽土就是在这种冲积母质上受地下水影响而发育起来的，质地以粗砂、粉砂和黏土为主。
　　图1-2 十大孔兑地貌示意图
　　处于河漫滩南缘的为冲洪积区，该区是发源于鄂尔多斯高原的十条孔兑纵穿库布齐沙漠出沟口后的区域，地势变缓，大量泥沙迅速沉积，从而形成了形态很不规则的平缓冲积扇现代地貌。这一地带往往又是黄河冲积沉积物与“孔兑”洪积沉积物交错沉积的地带，剖面更为复杂，其岩屑母质广泛来自上游丘陵沟壑区表土侵蚀层，养分含量比较高。
　　1.1.2.2 地形地貌
　　研究区整体地势为南高北低、西高东低，地形呈阶梯状，为不规则长方形，东西*长185km、南北*宽85km。海拔1000～1576m，相对高差500m左右。由南向北包括了3种东西向带状分布的自然地貌（图1-2），上游丘陵区，海拔1300～1576m，约占区域总面积的45.12%；中部风沙区，海拔1100～1300m，约占区域总面积的37.04%，为新月形沙丘链或格状沙丘地貌。下游平原区，海拔1000～1100m，约占区域总面积的17.84%，由孔兑洪水出口形成的洪积扇与黄河冲积平原组成。区域不同地貌分布范围见表1-3，不同地貌基本情况见表1-4与表1-5。
　　表1-3 不同地貌类型带状分布范围
　　表1-4 不同地貌类型基本情况类型位置面积
　　表1-5 各孔兑地貌类型占土地面积比例
　　1.1.3 气候特征
　　研究区为典型半干旱大陆性气候，气候干燥、寒冷、多风，植物生长的重要季节为4～8月。多年平均风速2.3～3.3m/s，*大风速达19.0～19.7m/s，全年8级（17m/s）以上大风日数在10.8～34.0d，*多达40d，出现每年中的4～6月，风速大、大风日数多为区域的风沙土发育提供了动力。年平均气温5.7～7.3℃，1月*低、7月*高，极端*高气温36.5～40.22℃，极端*低气温-34.5～-28.4℃，年日照时数3058.4～3193.9h，

目录
序
前言
第1章 绪论 1
1.1 研究区基本概况 1
1.2 研究背景 22
1.3 研究现状与问题 23
1.4 评价基准年与水平年 30
1.5 研究内容和方法 31
1.6 主要成果 46
参考文献 50
第2章 区域水沙变化特征分析 55
2.1 降雨变化特征 55
2.2 水沙特征及其变化分析 73
2.3 孔兑降雨-径流-输沙关系分析 80
第3章 土壤侵蚀时空变化及其驱动力分析 86
3.1 土壤水力侵蚀时空变化及其影响因素 86
3.2 土壤风力侵蚀时空变化及其影响因素 118
3.3 影响区域土壤侵蚀关键动态因子分析 130
3.4 孔兑左岸沙丘移动与塌岸量 135
参考文献 140
第4章 水土保持治理空间格局变化分析 141
4.1 水土保持综合治理情况 141
4.2 水土保持植物措施现状及变化特征 143
4.3 水土保持工程现状及变化过程 146
4.4 水土保持治理现状分析 152
第5章 基于水保法的水土保持单项治理工程减沙效益评价 154
5.1 水土保持单项工程拦沙情况 154
5.2 禁牧天然林草地减沙 174
5.3 水土保持工程减沙量变化及其主导因子分析 175
第6章 基于数学模型的水土保持综合治理减沙效益评价 183
6.1 分布式风水复合侵蚀模型 183
6.2 典型孔兑水土保持治理减沙效益评价 193
6.3 典型孔兑河道冲淤变化对河流水沙变化的响应 202
参考文献 213
第7章 十大孔兑综合治理减沙效益分析 215
7.1 典型孔兑综合减沙效益 215
7.2 无水文资料孔兑治理减沙效益 218
7.3 综合治理减沙效益分析 227
7.4 计算成果合理性分析 229
参考文献 234
第8章 成果应用与展望 235
8.1 成果应用 235
8.2 展望 236