東山流域水土保持措施對地表徑流和土壤侵蝕的影響

張慧芳

（太原市水土保持科學研究所，山西 太原 030025）

1 研究流域概況

婁煩縣東山流域緊鄰汾河水庫，位于大壩左壩頭上游2 km處，流域面積14.67 km2，其中水土流失面積12.47 km2，占總面積的85%。流域地貌類型屬典型的黃土丘陵溝壑區，區內梁峁起伏、溝壑縱橫，最高海拔1 775 m，最低海拔1 135.6 m，相對高差639.4 m。流域上中游大部分面積被第四紀黃土覆蓋，下游區域為土石山區，土薄石多，溝底及兩側基巖出露。流域內年平均降雨量434 mm，年均氣溫7.8℃。土壤種類主要是黃綿土和紅壤土。流域內植被以人工營造的油松、檜柏、側柏、檸條、木瓜、棗、杏等為主，天然植被以荊條、沙棘、黃刺梅、白羊草、胡枝子等灌草為主。

2 研究方法

2.1 徑流小區基本情況

在流域內一半陰坡的中上坡部位設置8個標準徑流小區，每個徑流小區長20 m，寬5 m，面積100 m2，周圍用漿砌磚塊圍護，下部有容積0.4 m3的分流桶和集流桶，坡度18°。兩小區中間設1 m隔離帶。

2.2 數據觀測

降雨觀測采用自記雨量計記錄，徑流量觀測通過量得分流桶、集流桶內泥水深度后，經計算獲得小區場降雨所沖下的泥沙及徑流的總體積。含沙量是分別在分流桶和集流桶內不同部位采集500 mL徑流樣品，用沉淀烘干法測量。根據徑流含沙量可計算小區場降雨侵蝕量，由徑流量結合場降雨在小區投影面積上的降雨量計算出不同水土保持措施下小區的徑流系數及入滲系數。東山流域徑流小區建于2006年，但由于多種原因，2007—2009年數據不夠全面，因而此次研究采用2010—2012年間的數據。

3 結論與分析

3.1 降雨量及產流產沙情況

從2010—2012年的監測情況來看，全縣降雨量少，且多集中在7—9月。根據水土保持監測技術指標體系，我國多以次降雨量10 mm為侵蝕性降雨臨界值。累加1年內侵蝕性降雨量即得年侵蝕性降雨量。2010年侵蝕性降雨6次，年侵蝕性降雨量174.7 mm；2011年侵蝕性降雨13次，年侵蝕性降雨量304.2 mm；2012年侵蝕性降雨10次，年侵蝕性降雨量269.7 mm。2010—2012年侵蝕性降雨29次，侵蝕性降雨總量達748.6 mm。

3.2 不同水土保持措施下的徑流量和侵蝕量

不同水土保持措施下各徑流小區的年徑流量如圖1所示。

圖1 不同水土保持措施下徑流量變化

試驗結果表明，在不同水土保持措施條件下，各徑流小區的徑流量和侵蝕量明顯不同，但徑流量和侵蝕量在不同水土保持措施下的變化規律大致相似。

原始坡地及魚鱗坑整地小區的徑流量與侵蝕量變化規律和降雨量的變化規律基本一致，降雨量越大，徑流量、侵蝕量也越大；水平階整地小區的徑流量、侵蝕量與降雨量關系不大。當降雨量相同，地表植被覆蓋度相差不大時，水平階整地的徑流量、侵蝕量明顯小于魚鱗坑整地，徑流量、侵蝕量的排序為：水平階整地＜魚鱗坑整地＜原始坡地。

從圖1可以看出，同為原始坡度小區，A，C小區徑流量、侵蝕量相差明顯。其原因在于A小區為原始荒草地，從建立小區至今，沒有過人為干擾，地表植被覆蓋度不小于70%，而C小區每年春季進行人工種草，至每年汛期，地表植被覆蓋度35%左右。植被水土保持功能的大小主要體現在林冠層、活地被物層、死地被物層、根系層和土壤層，當不同層次同時、連續對降水層層攔截，增加降雨向地表土壤中入滲，使徑流量不間斷地被消耗，從而減小了徑流量的沖刷力和挾沙能力,最終減少了土壤侵蝕量。同是水平階整地的B，F，G，H4個徑流小區的產流產沙量相差不大，其原因在于這4個徑流小區建立時間較短，不論是灌木林還是喬木林，其郁閉度都不高，使得徑流試驗差距不明顯。

3.3 不同水土保持措施下的徑流系數

試驗結果表明，不同水土保持措施下徑流系數和降雨量關系不大，而水土保持措施對徑流小區的徑流系數有明顯影響，徑流系數排序為：坡地＞魚鱗坑整地＞水平階整地。實踐證明，改變微地形可以有效攔蓄地表徑流。

4 結論

通過對東山流域不同水土保持措施下地表徑流和土壤侵蝕的研究得出以下幾點結論：一是水土保持工程措施對地表徑流和侵蝕量影響較大，改變微地形可以明顯降低地表徑流量及侵蝕量。二是地表植被覆蓋度對地表徑流量及侵蝕量影響明顯，提高地表植被覆蓋度可以降低徑流量及侵蝕量。三是在流域內大力實施水土保持工程措施和植物措施，可以有效降低流域地表徑流量和土壤侵蝕量，減少水土流失量，提高流域內的土地生產力水平。