第３７卷第３期 ２０１２年９月 甘肃林业科技 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆＧａｎｓｕ Ｆｏｒｅｓｔｒｙ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｇｙ Ｖ０ｌ－３７ ＮＯ．３ Ｓｃｐ．２０１２ 文章编号：１００６－０９６０（２０１２）０３—００２６—０３ 安家沟流域水土流失监测体系及分析 陈 瑾 （定西市水土保持科学研究所，甘肃定西７４３０００） 摘要：在水土保持综合治理措施布设中，水土流失发生的时空量分布的特征是基础的资料信息。分析了 安家沟流域历史形成的水土保持监测数据关系，重点对地表坡度对径流量的影响、地表坡度对含沙量的影 响、不同植被对水土保持的作用进行分析，为指导小流域的水土保持提供一定的技术依据。 关键词：安家沟流域；水土保持监测；数据关系 中图分类号：￥１５７ 文献标志码：Ａ ｄｏｉ：１０．３９６９，ｊ．ｉｓｓｎ．１００６－０９６０．２０１２．０３．００７ Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｓｏｉｌ ａｎｄ Ｗａｔｅｒ Ｌｏｓｓ ｉｎ ＡｎｊｉＡ ｎｊｉａ；ａｇｏｕ Ｂａｓｉ Ｂａｓｉｎｎ ＣＨＥＮ Ｊｉｎ （Ｄｉｎｇｘｉ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆＳｏｉｌ ａｎｄ Ｗａｔｅｒ Ｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ，Ｄｉｎｇｘｉ Ｇａｎｓｕ ７４３０００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｌａｙｏｕｔ ｏｆ ｓｏｉｌ ａｎｄ ｗａｔｅｒ ｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ，ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｔｉｍｅ ａｎｄ ｓｐａｃｅ ｑｕａｎｔｉｔｙ ｏｆ ｓｏｉｌ ａｎｄ ｗａｔｅｒ ｌＯＳＳ ａｒｅ ｔｈｅ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｏｆ ｄａｔａ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ，Ａｎａｌｙｓｉｓ ｗａｓ ｃｏｎｄｕｃｔｅｄ ｏｎ ｓｏｉｌ ａｎｄ ｗａｔｅｒ ｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｄａｔａ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｉｎ Ａｎｊｉａｇｏｕ ｂａｓｉｎ，ａｎｄ ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｌｎｄ ｓｌａｏｐｅ ｏｎ ｒｕｎｏｆｆ ａｎｄ ｓｅｄｉｍｅｎｔ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ，ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓ ｏｆ ｓｏｉｌ ａｎｄ ｗａｔｅｒ ｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ ｏｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ ｅｍｐｈａｔｉｃａｌｌｙ， ｃｅｒｔａｉｎ ｔｅｅｈｎｉｃａｌ ｂａｓｉｓ ｗａｓ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ ｆｏｒ ｇｕｉｄｉｎｇ ｓｏｉｌ ａｎｄ ｗａｔｅｒ ｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ ｉｎ ｓｍａｌｌ ｗａｔｅｒｓｈｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ａｎｊｉａｇｏｕ ｂａｓｉｎ；ｓｏｉｌ ａｎｄ ｗａｔｅｒ ｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ；ｄａｔａ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ １安家沟小流域基本情况 壤为黄绵土，坡面土层厚度一般达４０—６０ ｍ，质地属 粉壤土，０～２００ ｅｍ的土壤体积质量１．１—１．４ ｓ／ｃｍ ，土 安家沟流域位于定西市安定区凤翔镇，该流域 壤孔隙度平均为５５％。经过长期的侵蚀，形成了粱 梁峁坡、阶平、沟谷４大地貌类型。 是黄河流域祖厉河水系关川河的一条小支沟，水土 峁顶、保持区划属黄土高原丘陵沟壑区第Ｖ副区。多年降 水量４２７ ｍｍ，年水面蒸发量１ ５１０ ｍｍ；年均气温 ６．３ ｏＣ，年均≥５ ｃ【＝的活动积温２ ７８２．５℃，年均≥１０ 安家沟流域的水土流失形式主要以水蚀为主，降 ℃的活动积温２ ２３９．１℃，极端最高温度３４＿３℃，最 雨是土壤侵蚀的主要动力因子之一。降雨观测一直连 低温度－－２７．１℃；空气相对湿度６５．８％；太阳辐射 续了３５年的系列。在流域的地面气象站观测降雨过 ５ ８５８ ｋＪ／ｍ ；年日照时数２４０８．６ ｈ；无霜期１４１ ｄ。流 程，另外在流域均匀布设了１３处人工雨量观测点，记 域内海拔１ ９００～２ ２５０ ｍ，平均坡降８．６％。该流域内 录次降水总量。围绕气象因子观测的数据还有水面蒸 有大小支毛沟４２条，沟壑密度３．１４ ｋｍ／ｋｍ 。主要土 发、气温、空气湿度、地温、日照、风速风向等；在流域 收稿日期：２０１２—０６—１１ 作者简介：陈瑾（１９６３一），甘肃省定西市人，高级工程师，主要从事水土保持监测。电子邮箱：ｇｓｄｘｃｈｊ＠１２６．ｃｏｍ 第３期 陈瑾：安家沟流域水土流失监测体系及分析 ２７ 不同的区域，围绕地貌的变化和坡向的变化，布设了 从沟底到梁峁顶、不同植被、不同光照条件的坡面土 以此为依据，分析流域中水土保持措施的合理性，为 指导相近流域的水土保持提供一定的技术依据。 壤水分变化监测点；土壤水分观测深度１—５ ｍ不等； 径流小区观测坡面水土流失状况；监测坡面产流产 沙，监测坡面植被状况；全流域社会经济状况调查。监 测全流域次降雨条件下，流出该流域的径流和。 ３．１地表坡度对径流量的影响分析 由观测资料反映，在同一土地利用条件下，径流 量与坡度呈不规律分布，因为坡度与径流量的关系 比较复杂，径流不仅和坡度有关，而且和降雨渗透有 关。在不考虑渗透或渗透很小的情况下，坡度和径流 存在着明显的反比关系，即在同一降雨条件下，坡度 愈大，径流量愈小，因为在降水量一定的条件下：当 ３水土流失影响因子关系分析 在水土保持综合治理措施布设中，水土流失发 生的时空量分布的特征是基础的资料信息，也是措 施设计的基础资料【１】。本文就安家沟流域历史上第２ 个阶段形成的水土保持监测数据关系进行分析。并 坡度增加时，地表的受雨面积相应的增加，单位面积 上的径流量或径流深相应减少（表１）。 表１ 坡度与径流量、含沙量的关系 ３．２地表坡度对含沙量的影响分析 从表１可以出，５种不同植被的径流小区，在同 等降雨条件下，沙棘小区径流中的含沙量最低，农地 封育草地的土壤侵蚀数量远远小于允许土壤侵蚀 量。所以在小流域中配置林草措施时，地表坡度在 ２Ｏ。以下，不需要考虑工程措施的配合，只要管理措 施得当，就能发挥其水土保持作用。农地是小流域中 土壤侵蚀发生的重点，要控制其水土流失，工程措施 是不可少的。也就是说一定要改变农地的地表形态， 实施坡改梯工程，就能很有效地控制农地的水土流 失。人工草地的土壤流失量也大于允许土壤侵蚀量， 的含沙量最大。但总的趋势是地表坡度越大，径流中 的含沙量越大。说明在地表径流产汇流过程中，地表 坡度的影响大于植被的影响。这就提示我们，控制水 土流失措施设计中，地表坡度是首要考虑的因子。 ３．３不同植被水土保持的作用分析 在我国黄土高原允许的土壤侵蚀量是１ ０００ ｔ，（ｋｍ２￣ａ）闭，从表２可以看出，灌木林、乔木林和天然 其主要原因是人工草地每年定期刈割，在刈割期正 好是降雨集中的时期，地表裸露，降低了草地的水土 保持作用，因此，人工草地在播种时需要改变地表形 态，建水平阶或坡改梯都是很好的工程措施。 ｔ／（ｋｍ２・ａ） 表２不同植被多年平均土壤流失量从图１可以看出，农地的土壤侵蚀量随着地表 坡度的变化变幅最大，灌木林次之。这种状况，在配 置水土保持生物措施时也要考虑。尤其是灌木林的 配置，在年降水量４００ ｍｍ上下的情况下，地表坡度 大，直接导致该区域土壤水分条件不足，灌木生长状 况差，控制水土流失的作用大大下降。在坡度大于 １５。时，配置灌木林，也要配置一定的工程措施，改 变其地表坡度，以达到控制水土流失的目的。 ４小区资料的引用和尺度转换问题 径流小区是从微观尺度上研究和测验水土流失 状况的方法【３】。一般的径流小区是比较规则的斜面， ｒｇ ． ２ Ｏ ８ ６ 最 ４ ２ 甘肃林业科技 第３７卷 Ｏ Ｏ ∞ ∞∞Ｏ Ｏ ∞ ∞ Ｏ Ｏ Ｏ 积都在几千甚至几万平方米，而且地貌起伏变化复 杂。在这样的地表，径流的产流和汇流的机制远比单 纯的斜面上要复杂很多，土壤侵蚀的空间分布和数 量的变化也很大。以径流小区的监测数据代替，来作 为布设水土保持措施的依据的话，会产生很大的误 差。 １ Ｏ。 ｌ５。 ２０。 在研究流域水土流失状况时，经常遇到的问题 是利用数学模型对流域水土流失进行预测，这就涉 及到监测数据的地貌尺度转换问题。而事实上，我们 目前的数据很难做到准确。在物理概念上讲，每个小 区的水土流失数据和流域出口断面观测到的总的流 坡度级 ◆…一农地 －一人Ｉ：草地 一．－一灌木林 乔木林 繁一封育天然草地 … 一—— 一一图１不同植被侵蚀量变化 域水土流失数据是正相关的。 但由于我们对从小区到流域出口断面的各个环 节上所观测到的信息还远远不够，对水土流失形成 其产流、汇流以及土壤侵蚀机制相对于自然地貌来 说比较简单，所以一般情况下，用小区的观测资料来 的中间环节的变化难以清楚地描述，仅从数值关系 推算相同利用现状下的土地的水土流失状况，就不 上研究分析，得出的结论有些完全与物理概念相悖。能简单地直接引用。目前我们所建的标准小区，面积 为了说明问题，选择了资料比较完整的９年的资料 为１００ ｍ２，在流域规划中，一种植被状况下的图斑面 系列进行相关分析，见表３。表３不同植被径流小区年侵蚀模数与全流域年侵蚀模数相关分析ｔ／（ｋｍ２．ａ） 农地、草地和乔木林地的侵蚀模数和全流域的 侵蚀模数都显著相关，而灌木林和荒坡是负相关。因 平下，用数值分析的方法，从另一个侧面揭示水土流 失及其与影响因子之间的复杂的关系，也不失为一 条有效的技术途径。 参考文献： 此在水土流失预测预报等工作中，尽量不要简单的 引用，要用其他的方法加以修正后才可以引用ｏ ５结语 水土保持监测数据，反映了水土流失发生的成 【ｌ】水利部水土保持监测中心．水土保持监测技术指标体系 ＩＭ】．北京：中国水利水电出版社：２８． 因，也反映了如地貌形态、植被状况等因子的相互关 【３】陈本兵，穆兴明．我国水土保持监测与发展的思考ＩＪＪ＿水 系，但十分准确的、定量的描述那些因子的单一的影 土保持通报，２００９，２９（２）：８３—８５，８９． 响程度，还需要长期的观测和研究。在目前的资料水 【２】水土保持监测技术规程（ｓＬ２７７—２００２）１ｓ１ ．
