邢臺市西部山丘區土壤侵蝕現狀分析

【摘 要】本文根據邢臺市西部山丘區的降水徑流特性，分析了流域植被對減緩土壤侵蝕作用，內容包括流域植被對年輸沙模數、地表徑流含沙量以及次暴雨對輸沙模數的影響等，得出了搞好水土保持、增加流域植被的覆蓋率對涵養水源、控制土壤侵蝕具有極其重要的作用。

【關鍵詞】降水徑流；土壤侵蝕模數；含沙量；流域植被

Xingtai City， the western mountainous Analysis of Soil Erosion

Kang Yan-fu 1，Liang Ji-tao 2，Zheng Shi-ze 1 

(1.Hydrology and Water Resources Survey Bureau of Xingtai in Hebei Province Xingtai Hebei 055650； 

2.Hebei Xingtai County Water Authority Xingtai Hebei 054000)

【Abstract】Based on the western mountainous regions of Xingtai City， rainfall runoff characteristics， analysis of the watershed vegetation to slow soil erosion， watershed vegetation includes annual sediment transport modulus， surface runoff， sediment and times rain on the impact of sediment transport modulus ， obtained improve soil and water conservation， watershed vegetation to increase the coverage of water conservation， soil erosion control is extremely important role.

【Key words】Rainfall runoff;Soil erosion;Sediment;Watershed vegetation

1. 研究區基本概況

1.1 研究區地理位置與基本概況^［1］。

邢臺市位于河北省南部，東經113°45ˊ至115 ° 50ˊ，北緯36 ° 45ˊ至37 ° 48ˊ。本區地勢西高東低，西部為山區丘陵，東部為平原。西部山丘區面積3345Km 2，約占全市總面積的28%，高程多在千米以下，平均坡度1/100左右，丘陵與平原間地形變化急劇，沒有明顯的緩沖地帶。平原面積8911Km 2，占全市總面積的72%。

降水：西部山區多年平均降水量為542mm。年降水的77%集中在6～9月，月最大降水一般出現在8月，約占全年降水的30%，且常以暴雨的形式出現。該區降水量的年季際變化很大，豐水年和枯水年的降水量相差1～2倍，最大相差4～9倍。該區降水不僅變率大。強度也大，不少地方降水常為一、二次暴雨所形成，雨量過于集中，常常由于暴雨洪水泛濫成災。

蒸發：該區年平均蒸發量為1005mm。由于蒸發量大，降水偏少，地表徑流貧乏，因而水分蒸發后難以得到盡快補充，形成經常性干旱缺水。

徑流：與降水特點相似，徑流量的季節分配很不均勻，也不能滿足農作物需要。因受地形、地貌、植被等因素的影響，不同地區的徑流深相差很大。中低山區多年平均徑流深為209.8mm，丘陵區多年平均徑流深為109mm。

1.2 流域植被與土地利用狀況。

在山區、丘陵區，由于不利的自然因素和人類不合理的經濟活動相互交織作用的影響，造成地面的水和土離開原來的位置，流失到較低的地方，再經過坡面、溝壑，匯集到江河河道內去，形成水土流失。

其中不利的自然條件主要是：地面坡度陡峭，土體的性質松軟易蝕，高強度暴雨，地面沒有林草等植被覆蓋；人類不合理的經濟活動諸如：毀林毀草，陡坡開荒，草原上過度放牧，開礦、修路等生產建設破壞地表植被后不及時恢復，隨意傾倒廢土棄石等。 水土流失對當地和河流下游的生態環境、生產、生活和經濟發展都造成極大的危害。水土流失破壞地面完整，降低土壤肥力，造成土地硬石化、沙化，影響農業生產，威脅城鎮安全，加劇干旱等自然災害的發生、發展，導致群眾生活貧困、生產條件惡化，阻礙經濟、社會的可持續發展。邢臺市水土保持流域面積分布情況見表1。

1.3 流域降水特性分析。

利用1956～2000年山區降雨量資料系列分析計算，邢臺市西部山區多年平均降水量594.5mm。對年降雨量系列進行頻率計算，頻率曲線采用皮爾遜Ⅲ型曲線，頻率計算采用適線法。對于變差系數Cv值的確定，在適線中，對系列中出現的特大特小值，一般不做處理，由于年降水量相對穩定。偏差系數Cs的取值一般用Cv/Cs值來反映。邢臺市西部山區不同頻率年降水量計算成果見表2。

邢臺市西部山區降水量年際變化很大，且常有連續幾年降水量偏多或連續幾年降水量偏少的現象。以歷年年降水量最大值與最小值之間的比值K來表示年際變化，西部山區各雨量站監測的年降雨量資料分析，各站極值比大都在4.0以上，其中，獐貘、侯家莊兩個雨量站變化幅度最大，極值比分別為9.4和9.2。

邢臺市西部山區降水量具有年內非常集中的特點，全年降水量的80%左右集中在汛期（6～9月），而汛期降水又集中在在7、8月份，按多年平均計算，7、8月份降水量占全年降水量的60%，6～9月份降水量占全年降水量的78.3%。特別是一些大水年份，降雨更加集中。非汛期8個月期間的降水量僅占全年降水量的21.7%。

2. 研究區土壤侵蝕形式分析 

根據外營力的種類，可將土壤侵蝕劃分為水力侵蝕、風力侵蝕、凍融侵蝕、重力侵蝕、淋溶侵蝕、山洪侵蝕、泥石流侵蝕及土壤塌陷等^［4］。侵蝕的對象也并不限于土壤及其母質，還包括土壤下面的土體、巖屑及松軟巖層等。在現在侵蝕條件下，人類活動對土壤侵蝕的影響日益加劇，它對土壤和地表物質的剝離和破壞，已成為十分重要的外營力。

研究區土壤侵蝕以降水和地表徑流作為侵蝕的直接動力，即以水力侵蝕為主，其主要侵蝕形態有面蝕和溝蝕。水力侵蝕的強度決定于土壤或土體的特性、地面坡度、植被情況、降水特征及水流沖刷力的大小等，其中降水是最重要的動力因素，尤其是暴雨對土壤的分散、破壞作用最大，同時增強地面徑流的沖刷力和搬運能力，加大土壤侵蝕量。少數幾次大暴雨引起的侵蝕量，往往占年侵蝕量的主要部分。植被對地面的覆蓋是減少水力侵蝕的關鍵因素，嚴重的水力侵蝕一般發生在植被遭到嚴重破壞的地區。坡度與坡長即影響徑流速度，也影響滲透量和徑流量。人為不合理的經營活動是引起水力侵蝕的主導因素，濫墾、濫伐、濫牧和不合理的耕作方法均能加劇水力侵蝕。侵蝕因素的不同組合決定著水蝕的形式、強度、時空分布以及潛在危險的大小。

在山區、丘陵區富含泥沙的地表徑流，經過侵蝕溝網的集中，形成突發洪水，沖出溝道向河道匯集，山區河流洪水對溝道堤岸的沖淘、對河床的沖刷或淤積過程稱之為山洪侵蝕。如1996年8月份的一場暴雨，坡底流域次暴雨面雨量為326.1mm，土壤侵蝕模數為5830t/Km 2，該次降水過程對土壤侵蝕量為165萬t；西臺峪流域次暴雨面雨量為468.9mm，土壤侵蝕模數為5140t/Km 2，對土壤侵蝕量為65.3萬t。該研究區在1996年、2000年發生特大暴雨洪水，上述流域均發生山洪侵蝕，對農田、河流、道路等損毀嚴重，給當地生產生活造成很大損失。

3. 流域植被對土壤侵蝕作用的實驗分析

流域植被影響徑流量、徑流深、流速及其徑流運行狀態。但其影響程度，取決于植被種類（樹，草，農作物）、植物群落、生長狀況（年限，樹冠，莖，葉和根系等）、植被覆蓋度、枯枝落葉厚度等。凡是有良好植被覆蓋的坡地，可以增加入滲，減少坡面徑流量，減緩徑流速度，削弱徑流的動能，改變徑流的運行軌跡，從而減少徑流對土壤的侵蝕作用。

當降雨的時候，植被的莖、葉、軀干可以攔截部分雨水，隨后逐漸蒸發。這樣可以減少部分雨水變成徑流，越是枝葉茂盛，且葉面積大的植物，其作用越明顯。

當降水強度大、雨滴大時，多層次、高密度的植被，可以保護土壤免遭大雨滴直接擊濺，并削弱其降雨動能。同時，可以使大雨滴經過枝葉撞擊而變小，然后再落到地面，其強度也大為減弱。這取決于植物種類和植物群落。如果是郁閉度高的天然混交林，林下灌木、草類叢生，枯枝落葉層遍布的地表層，減少徑流量和流速以及徑流強度的作用顯著，很少造成水土流失。另外，有良好的天然草坡和莖葉交織如密網的多年生人工草地，非常嚴密地遮蓋坡面，幾乎看不到裸土，這樣就能防止雨滴直擊地面，同時增強攔阻坡面徑流和增加土壤入滲能力，極大地降低徑流的沖刷強度。

植被的根系可以固結土壤，改善土壤結構，增強團粒的黏結性，可以增加土壤孔隙度，增強土壤滲透力。根系發達的木本植物，具有強大的主根和支根體系，其作用更強；主根型的草本植物，對于雨水向下移動有良好的作用；須根系的草本植物可以牢固地固結土壤，死亡后為土壤增加有機質。

枯枝落葉層對于攔截坡面徑流，減緩徑流速度和徑流強度，增加土壤入滲的作用很顯著。良好而深厚的枯枝落葉層，在植物保護土壤免遭侵蝕中可起到60%～70%的作用^［5］。沒有枯枝落葉層和灌叢的林地，盡管郁閉度高，仍然產生強烈的坡面徑流，并導致嚴重的溝蝕。如坡底流域內24.04%森林植被，坡面的枯枝落葉和灌草的覆蓋層很厚，它們具有很大的容水量，能吸收比自身干重2～5倍的水分，對減少徑流量和徑流強度起重要作用。

4. 結語

由以上分析可以看出，綜合治理水土流失，應當遵循客觀規律，根據不同的土壤質地和植被條件采用不同的治理辦法，做到科學、有效治理。

（1）把農業技術和水土保持工作一起抓。在以水力侵蝕為主的農田中，采用小地形、增加植物覆蓋、地面覆蓋和增加抗蝕能力等方法，達到保水、保土、保肥、改良土壤、提高農業產量的方法。

（2）加強防護林地建設。防護林具有保持水土、防風固沙、涵養水源、調節氣候、減少污染、改善生態環境等功能。因此，必須強力實施封山育林，調整經濟林和生態林的種植比例。

（3）建設水土保持工程。以小流域為單元，從分水嶺到坡腳，從溝頭到溝口，根據不同的水土流失部位，采用不同的工程設施，構成一個完整的工程防護體系。

（4）加大水土保持執法力度。應當重點對開礦、采石、修路等生產建設項目進行整頓和監管。使有妨礙水土保持工作的項目在開工之前就制定水土保持方案，從源頭上消除水土保持隱患。

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參考文獻

［1］ 王萬忠，焦菊英．黃土高原降雨侵蝕產沙與黃河輸沙［M］．科學出版社，1996．

［2］ 喬光建，張均鈴，劉春廣．流域植被對水質的影響分析［J］.水資源保護，2004，20(4):28～30．

［3］ 武英秀，喬光建，路增?。吓_市山丘區水土流失機理分析及治理規劃研究［A］．河北省第六屆水土保持生態環境建設學術研討會論文匯編［C］，河北省水利學會，2004.350～354．

［4］ 王禮先主編．中國水利百科全書#8226;水土保持分冊［M］ ．中國水利水電出版社，2004年1月．

［5］ 郭廷輔，段巧甫，著．水土保持徑流調控理論與實踐［M］．中國水利水電出版社，2004年9月．

［6］ 符素華，段淑懷，李永貴，等．北京山區土地利用對土壤侵蝕的影響，自然科學進展，2002，12（1）：108～112．

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［文章編號］1619-2737（2011）09-25-229

［作者簡介］ 康彥付（1978-），男，籍貫：河北隆堯縣人，職稱：工程師，從事水文分析計算和水資源保護方面的工作。