王茂庄小流域土壤侵蚀及综合治理调查研究

来源:用户上传      作者: 杜紫国 马三保

　　 摘 要： 黄土高原6-l0km2的小流域有4. 7万条，这些小流域既是水土流失的基本单元，也是综合治理的基本单元，本文对绥德县无定河左岸韭园沟中游二级支沟王茂沟小流域土壤侵蚀方式、土壤侵蚀形态分析、土壤侵蚀强度划分、水土流失成因、水土保持综合治理现状作了分析和调查研究，进一步总结了王茂沟小流域综合治理主要经验。
　　 关键词： 小流域； 土壤侵蚀； 综合治理
　　中图分类号： S157 文献标识码： A 文章编号： 1009-8631（2011）05-0169-02
　　
　　 我国地形复杂，山区、丘陵区的面积占国土总面积的2/3，是世界上水土流失最为严重的国家之一，水土流失面积3.56*107km2，占国土面积的37.1%。近年来，国家大幅度增加了水土流失治理的投入，但每年治理的进度只有5.0*104km2[1]。黄土高原6-l0km2的小流域有4.7万条[2]，这些小流域既是水土流失的基本单元，也是综合治理的基本单元，多年来在实践和研究中总结出小流域综合治理是一项十分有效的措施。20世纪60年代以后美国在流域治理上全面提高，从地块流失的治理转向小流域综合治理[3]。建国后，经过50多年的建设，黄土高原地区现有淤地坝11万余座，淤成坝地40多万hm2，淤地坝建设已成为黄土高原流域综合治理的主要内容[4]。
　　 一、基本情况
　　 1.1位置及概况
　　 王茂庄流域是陕北无定河左岸绥德县韭园沟中游的一条二级支沟，地理位置介于东径11020′26″～11022′46″，北纬3734′13″～3734′03″之间，海拔高度940~1188m，主沟长3.75km，沟道平均比降为2.7%。流域面积5.97km2，沟谷地面积2.97km2，占流域总面积的46.7%，沟壑密度4.3km/km2。流域内面积小于0.1km2的沟道24条，0.1~0.5km2的沟道18条，0.5~1.0km2的沟道2条，大于1.0km2的沟道2条，总计46条，地面坡度一般在200以上，小于100的面积仅占2.2%，大于450以上的坡度占34.7%，流域地形破碎，以梁峁为主，沟壑纵横，属典型的黄土丘陵沟壑地貌[5]。
　　 1.2自然概况
　　 1.2.1地形地貌：流域地处水土流失严重的陕北黄土高原，黄土直接覆盖于基岩或红色粘土上，是构成本流域地貌的骨架，粘粒含量低，土粒间胶结力很弱，有机质含量低，一般只有0.17～0.33%，氮素缺乏，一般只含0.015～0.027%，土性疏松，抗蚀性低，流域内土地类型复杂，沟壑纵横，土壤侵蚀极为剧烈。
　　 1.2.2自然资源：流域内“三田”面积138.7hm2，占耕地的54.9%，是流域主要的粮食生产基地。流域内多年平均太阳辐射时数为2615小时，辐射总量为132.49千卡/cm2，其中生理辐射量为66.25千卡/cm2，占总量的50%，有利于作物光合作用。
　　 1.2.3社会经济情况：王茂庄流域位于绥德县韭园乡，距绥德县城11km；流域共有人口863人，农业人口861人，人口密度为145人/km2，总劳力322人；流域总土地面积597hm2，耕地252.8hm2，人均耕地0.29hm2，流域内农业人均粮食375.4kg，经济水平低下。
　　 二、土壤侵蚀情况
　　 2.1土壤侵蚀方式：流域内土壤侵蚀按营力作用可分为水蚀、重力侵蚀和风蚀三种方式。
　　 2.1.1水蚀：在梁峁顶部由于坡面平缓，地表径流少，主要雨滴溅蚀；梁峁坡面随着汇水面积的增加，形成细沟侵蚀；位于梁峁之间的沟道和沟头地段属明显的沟蚀。
　　 2.1.2重力侵蚀：重力侵蚀多发生在沟谷边坡、沟缘断面，侵蚀形态主要有滑坡、崩塌、泻溜等，侵蚀作用主要是沟谷扩展、沟间缩小、地面破碎和下切侧蚀。
　　 2.1.3风蚀：由地形地貌因素和气候条件决定其侵蚀形态，主要表现为吹扬、沉积和循环过程，主要特点是移动性大，侵蚀发展较快。
　　 2.2土壤侵蚀形态分析：土壤侵蚀方式随着地形地貌形态的变化，在水平和垂直方向有着明显的变化，这对治理措施的配置有重要的指导意义。
　　 2.2.1梁峁坡：梁峁坡顶端坡度多在5以下，坡长10～20米，侵蚀以溅蚀和面蚀为主；梁峁坡上部，坡度在20以下，坡长20～30米，侵蚀形态以细沟侵蚀为主；梁峁坡中下部地形比较复杂，坡度在20～30之间，坡长15～20米，以浅沟侵蚀为主，多年试验侵蚀模数据为7800t/km2・a。
　　 2.2.2沟谷坡：沟谷坡是沟缘线以下至坡脚线以上部分，主要为切沟侵蚀、重力侵蚀及洞穴侵蚀为主，多年试验侵蚀模数据为13170 t/km2・a。
　　 2.2.3沟谷底：坡脚线以下至流水线地段，包括沟条地和沟床地两部分，侵蚀以沟岸扩张，为剧烈侵蚀，多年试验侵蚀模数据为23640t/km2・a。
　　 2.3土壤侵蚀强度划分：土壤侵蚀强度划分，可根据利用形态和成因相结合的原则，按照侵蚀形态分布规律、治理措施的分布、侵蚀地貌的差异，结合治理措施和侵蚀模数作为侵蚀程度的示意指标进行划分（见附表）。
　　 三、水土流失成因分析
　　 3.1自然因素：该流域地质构造复杂、土壤质地疏松、地形起伏、地面破碎、降雨集中且多暴雨、植被稀疏等都给土壤侵蚀提供了有利的条件。
　　 3.2地质地貌因素：流域内地处鄂尔多斯台地倾斜的南部区域，以上升为主的新构造运动，相对降低了侵蚀基点，从而加剧了水流侵蚀与切割，加之覆盖物是疏松的黄绵土，又为侵蚀提供了丰富的物质条件。
　　 3.3土壤因素：流域土壤类型主要是绵沙土、风沙土和黄绵土，土层厚，新黄土质地疏松，内含可溶性盐类，垂直节理发育，在暴雨条件下，易引起面蚀和潜蚀，下部老黄土粘性大、质硬，有垂直节理，易发生沟蚀、溶蚀和重力侵蚀。
　　 3.4气候因素：地处温带寒冷半干旱地域，区内盛行暴雨是导致水土流失的主要外营力，降雨集中、暴雨多、强度大，常常引起剧烈的水土流失。
　　 3.5人为活动因素：由于历史时期人类的生产活动和战争原因，使天然草原、森林泯失，接踵而来的就是严重的水土流失。自上世纪50年代以后国家投入了较多的资金，布设了各类水土保持措施，流域内的自然环境得到了很大改善。近20年来由于农村机制的改变，国家投资锐减，治理措施大面积破坏，梯田年久失修，失去了水土保持作用和效益。
　　 四、水土保持综合治理现状
　　 4.1基本农田：目前该流域“三田”面积保存138.5hm2，其中水地0.71hm2，占“三田”面积的0.5%；坝地25.3hm2，占“三田”面积的18.4%；梯田107.3hm2，占“三田”面积的77.40%。
　　 4.2林草措施：流域内共造林253.7hm2，其中乔木林18.70hm2，占林地面积的4.5%；灌木林199.5hm2，占林地面积的78.6%；混交林23.23hm2，占林地面积的1.4%；经济林（包括果园等）35.7hm2，占林地面积的14.1%。
　　 4.3植被种类：灌木林种主要有柠条、紫穗槐和桑树等；用材林树种有柳树、榆树、刺槐、杨树等；经济林木主要有苹果、枣树、犁、山杏等；草地面积仅为22.60hm2，大都为2003年实施退耕还林还草后新种的草地，品种主要为紫花苜蓿等。
　　 4.4沟道坝系工程建设现状：从上世纪50年代初起首先在主沟和较大支沟修建第一座坝，淤满后在其上游建第二座拦洪坝，共建设淤地坝42座，1961年洪水漫顶坝数22座，1963年又冲毁10座，坝系遭到严重破坏。

　　 1964～1979年对流域淤地坝进行了全面的改建，其建设特点为“小多成群、小型为主、蓄种并行”，改建后在1977年暴雨洪水损坏29座，占总坝数的64.4%，其中垮坝9座，占总坝数的20%。
　　 1979年以后，生产坝按20年一遇设计洪水标准，骨干坝按50年一遇设计洪水标准加高加固，采用小坝并大坝，将坝库调整为45座，其中淤地坝40座，骨干坝5座，坝高大于20m的有5座，15～20m的有6座，10～15m的有17座，5～10m的有12座，小于5m的有5座，形成了比较完整的坝系。
　　 90年代以后，按20～30年一遇洪水标准设计，200年～300年一遇洪水校核，增加防洪库容，提高坝系防洪保收能力，进一步充实完善了沟道坝系。目前王茂庄流域有各类淤地坝工程23座，其中骨干坝2座，中型坝5座，小型坝15座，总库容259.6万m3，可淤面积32.6hm2，已淤25.3hm2，现利用22.8hm2，利用率90.4%。相对稳定系数1/23。基本形成小多成群，骨干控制的格局。
　　 五、王茂庄小流域综合治理主要经验
　　 1953年提出的“由上而下的防冲治理和自下而上的沟壑控制拦泥蓄水发展灌溉”方略，即25以下的坡地为农区及水果区，26～35坡地为人工草地和干果区，30以上及峁顶为林区，畜牧发展以饲牧为主。
　　 到1957年，又提出了“全面规划，农林牧综合发展”的思路，并提出解决粮食问题的关键是蓄水保土发展水利，种草发展畜牧解决肥料，配合草、树、蚕桑合理利用土地，并提出必须自上而下从峁顶到坡面和自下而上的沟壑治理配合。
　　 从60年代开始，水土保持治理技术路线渐趋成熟，较完整地提出了“从单一农业经济过渡到农林牧副综合发展和治理措施上的综合治理、连续治理、沟坡兼治、以农为主，建牧促农，以林促牧，大力兴建基本农田，提高单位面积产量”。
　　 70年代以来，较明确地提出以小流域为单元，进行综合治理，实行工程措施与生物措施、水土保持耕作措施相结合，治坡与治沟相结合等一系列水土保持技术体系。通过综合治理实践，水土流失基本得到控制，土地利用及产业结构趋于合理，经济收入显著提高，人均纯收入、粮食年拥有量等主要指标均高于当地平均水平。
　　 研究结果表明：以小流域为单元实行工程措施与生物措施、水土保持耕作措施相结合，治坡与治沟相结合等一系列水土保持综合治理技术体系，水土流失基本得到控制，土地利用及产业结构趋于合理。
　　 参考文献：
　　 [1] 姜德文.综合研究以生态修复为指导思想的水土保持技术路线探讨[J].水土保持通报，2004，(6).
　　 [2] 刘利年.黄土高原小流域水土流失综合治理研究[D].长安大学，2004.
　　 [3] （法）亚历山大・基斯．国际环境法[M].张若思编译．北京：法律出版社，2000.
　　 [4] 李勉等.王茂沟淤地坝坝系建设的生态环境效益分析[A].水土保持研究，2006，（5）.
　　 [5] 李占斌等.黄土高原丘陵沟壑区一副区小流域淤地坝系效益分析――以王茂沟小流域为例[A].水土保持研究，2007，（4）.

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