冻融与水力复合作用下坡面水土流失阻控机制及调控技术
获奖名称: 冻融与水力复合作用下坡面水土流失阻控机制及调控技术
获奖等级: 一等奖
获奖类别: 长江水利委员会青年科学技术奖
授奖单位: 水利部长江水利委员会
完成单位: 、长江水利委员会长江流域水土保持监测中心站
获奖年度: 2023
获奖人员: 孙宝洋、李力、顾朝军、张志华、王可、陈蝶、蒲坚
成果简介:长期以来，国家高度重视江河源区的生态保护与可持续发展问题，2023年1月，中共中央办公厅和国务院办公厅印发的《关于加强新时代水土保持工作的意见》中明确提出，以江河源头区、重要水源地、水蚀风蚀交错区等区域为重点，全面实施水土流失预防保护。在全球气候变化背景下，本成果针对冻融与水力复合侵蚀频发的三江源区，以冻融作用坡面为研究对象，开展了复合侵蚀坡面水土流失规律研究，揭示了冻融对坡面侵蚀过程作用机理和阻控机制，辨析了冻融与水力复合侵蚀过程关键环节，研发了坡面水土流失调控关键技术，取得了以下创新成果：（1）阐明了复合侵蚀坡面冻融与水力交互作用机制。本成果以冻融与水力交错侵蚀区水热变化过程与冻融-水力侵蚀相互耦合机理识别为切入点，区分并量化了不同冻融扰动下土壤水热运移传递规律和土壤理化性状动态变化特征，揭示了冻融驱动下坡面土壤侵蚀响应机理，厘清了冻融与水力侵蚀的复合作用关系，阐明了冻融与水力复合作用下坡面水土流失规律，发展了高寒地区复合侵蚀过程与机制的相关研究。（2）提出了冻融扰动坡面水土流失阻控理论与模式。从辨析坡面水土流失关键影响因子出发，阐明了冻融作用下植被固土抗蚀效应，通过构建冻融作用下土壤侵蚀阻力预测模型，识别并量化了冻融与水力复合侵蚀过程关键节点，明确了冻融驱动下坡面侵蚀阻控机制，首次提出了针对冻融扰动坡面的“水热调节-源头阻控-沿程分散-末端拦挡-生态修复”阻控理论和模式，为复合侵蚀坡面科学防控提供了理论依据。（3）构建了复合侵蚀坡面梯级防护与植被恢复技术体系。从阻隔冻融扰动，调控坡面径流和土壤侵蚀过程的角度，针对冻融与水力复合侵蚀过程的关键节点，研发并应用了针对生产建设项目的“纤维加筋固土抗蚀-蜂格网护坡”高效防护模式；针对生态建设工程的“覆盖保墒-植被恢复”生态修复模式；针对乡村振兴的“覆盖保墒-径流调控-低碳提水-植被恢复”提质增效模式等，创建了“覆盖保墒-纤维加筋固土抗蚀-坡面径流调控-蜂格网生态护坡-低碳提水与植被恢复”为一体的梯级生态防护与修复技术体系，对冻融与水力复合侵蚀坡面水土流失防控具有重要科学和实践意义。在本成果的研究与应用过程中，发表了高质量学术论文60余篇（其中SCI/EI索引30余篇），授权专利4项（其中发明专利1项），参编专著3部，团体标准2项，申获水利先进实用技术1项。本成果中相关研究得到了夏军院士等专家的肯定，并被基金委、水利部、科学网、新华社、人民日报等多家官网及媒体报道，研发成果已成功应用于西藏、青海、长江源等地区，累计应用面积超过300亩，通过应用可使坡面土壤抗侵蚀能力提升60%以上，水土流失量减少70%以上，植被生物量提高30%以上，新增效益超过300万元，节支总额超过800万元，取得了良好的经济、生态和社会效益。
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