邢臺市西部山區流域植被對徑流分配影響分析

孟風英 梁愛華

【摘要】本文在分析了邢臺市西部山區兩個小面積徑流水文試驗站的資料的基礎上，進行了流域植被對徑流的調節作用進行研究。主要對徑流的年內分配、徑流系數、削減洪峰作用以及枯季徑流量等進行分析，提出了搞好水土保持、增加流域植被的覆蓋率對水資源保護具有積極意義。

【關鍵詞】植被覆蓋率；徑流；水土保持；降雨徑流；小流域實驗站

1. 項目區水文特征與植被情況

1.1項目區基本情況。

（1）邢臺市西部山區分布有坡底水文站和西臺峪水文站，兩個水文站同屬于國家基本水文站。

（2）坡底水文站位于河北省邢臺縣城計頭鄉坡底村，東經114°02ˊ，北緯37°05ˊ。屬于海河流域，斷面設在子牙河水系沙河路羅川上。流域集水面積283Km2，主河道長26.8Km，流域坡度15.2‰，流域寬度10.6Km。該站流域面積小，源短流急，水位暴漲暴落。斷面以上都是支流小溪，河網密度大。屬于季節性河流，洪水多發生在6～9月份，多數發生在七月下旬至八月上旬。本站位于深山區，斷面以上山峰疊起，地勢起伏，一般在海拔400～1000m，個別山峰高達1700～1800m。山間部分零星土地主要種植小麥、大豆、玉米及谷物。由于連年綠化，封山育林。無荒山禿嶺，植被較好。土質以黃、黑土為主。

（3）西臺峪站為淺山區代表站，位于河北省臨城縣石城鄉西臺峪村，東經114°17'，北緯37°25'，是海河流域子牙河水系泜河南支的控制站，集水面積127Km2，主河道長25.3Km，流域坡度16.2‰，河道縱坡為20.4‰，流域平均寬度5.29Km。斷面以上山嶺、溝壑交錯，耕地面積較少，主要種植小麥玉米等作物。土質以黃土為主，間以紅土和沙土。近年來，綠化和資源開發并存，植被覆蓋率雖有所提高，但水土流失現象依然嚴重。

1.2水文特征。

（1）坡底水文站站地處半濕潤半干旱地區，屬于溫帶大陸性季風氣候，四季分明，溫差較大，夏季受海洋性氣團及太行山地形的影響，炎熱多雨，秋季為夏秋過度性季節，一般年份降雨較少。年平均氣溫11.5°C，日照時數為2600小時，多年平均徑流深290mm，多年平均最大24小時降雨量90.5mm，多年平均最大3日降水量140mm，多年平均蒸發量980.5mm，1996年實測最大洪峰流量1120m3/s，最高洪水位312.16m。最大含沙量42.8Kg/m3。由于該站是季節性河流，徑流的年內以及年際變化極大。

（2）西臺峪水文站地處太行山迎風區，屬大陸性季風氣候。春季盛行東南風；秋季盛行西北風，最大風速可達6.0m/s。晝夜溫差較大，多年平均氣溫在12.0℃左右。流域形狀成不規則扇形，河網形狀如手掌，河網密度大、源短流急。該站平時基流很小，甚至河干；汛期洪水暴漲暴落，峰頂持續時間很短。降水量年際變化極大，年內分布極不均勻。多年平均降水量為612.0mm，最大降水量為2549.0mm，發生在1963年，最小為271.1mm；年內降水大都集中在6～9月份，約占年降水量的80%左右。多年平均徑流深為181.1mm，最大洪峰流量3990m3/s，最大含沙量51.2Kg/m3，最大洪峰流量和最大含沙量均發生在1963年。它們變差系數Cv值分別為：坡底站1.20；西臺峪站1.25。

1.3流域植被與土地利用狀況。

（1）通過對不同小流域土壤土質情況調查，坡底流域內土壤類型以褐土、草甸土為主，土體結構為片狀團粒，土壤中有機質為2.36%。西臺峪流域內土壤類型為褐土，土壤結構為單粒、屑粒，土壤中有機質含量為1.30%。

（2）流域內地理狀況和生產結構及生產條件等，包括農田面積、林地面積、天然草地、荒坡地、果園面積等所占比例的多少，均對流域的產流、匯流有直接影響。

（3）通過對兩個小流域土地利用情況調查可看出，西臺峪流域內農田面積占流域總面積的23.12%，而坡底流域的農田面積占總面積的7.67%，西臺峪流域內農業開發程度較高。坡底流域內林地面積占總流域面積的24.05%，而西臺峪流域內林地面積僅占總流域面積的7.50%。流域植被覆被率按林地面積、天然草場、荒坡地和果園面積統計，則坡底流域植被覆蓋率占流域面積的86.30%，西臺峪的植被覆蓋率占總流域面積的68.58%。

2. 流域植被對徑流調節作用

2.1流域植被對年徑流量的調節作用。

（1）河流水量可分為降水直接產生的流量和基流流量兩部分。直接流量即為相應于降雨馬上產生的流量，基流包括流域植被截留部分和土壤中被儲留后在緩慢流出的部分。直接流量包含溪流的流路上降水和短暫透過露巖的水、降于地表后又原封不動流出的水和降于山腹斜面的又經過地表或土壤表層很快流出的水。直接流量和基流流量的比例，在一定程度上反映流域植被對徑流的影響程度。流域植被越好，直接流量越小，對徑流的調節作用越大。采用1995～2004年監測資料，分析兩個流域直接產流情況，流域植被對徑流影響統計見表1。

（2）通過對坡底、西臺峪兩個小面積站年徑流量與年內降雨直接產流水量進行分析計算，坡底站流域植被截留率為68.78%，西臺峪站為54.67%。通過計算還可以看出，流域植被截流主要與植被有關，但也和降雨強度和降雨歷時及降水量有關。如1996年、2000年，該流域發生較大洪水，兩站截留率都比正常年份低2～3倍，說明流域植被截留也是有一定限度的，超過流域植被截留能力后，則全部以直接產流形式流出。而且降雨強度愈大，降雨愈集中，植被截留率愈低。

2.2流域植被對洪峰的截留作用。

（1）對于一個閉合小流域，單次洪水水量就是收集監測斷面上的區域所收集起來的直接天然降水徑流，一次降雨的產流量將受到眾多因素的影響，如降雨、前期土壤含水量、下墊面情況等，降雨因素又包括降水量、降雨強度等；下墊面情況又包括集水面質地、土壤結構、容重、集水面坡度等，均影響產流量的變化。

（2）根據實測降雨和徑流資料，確定兩個流域次暴雨徑流系數。在上述兩個小面積站的降水中，從1995～2004年測驗成果中，選擇降雨強度、降水量相似的次暴雨進行比較，分析不同流域單次暴雨的產流情況，并計算其徑流系數，調查結果見表2。

（3）通過對兩個流域幾場暴雨產流情況調查分析，在流域面雨量、降雨歷時及降雨強度基本相同的情況下，其徑流系數相差很大。坡底站在降雨強度為1.11～2.20mm/h，徑流系數分別為2.9～5.3%之間；西臺峪站降雨強度為1.49～2.23mm/h，徑流系數在12.0～16.2%之間。通過對次暴雨產流情況分析，說明流域植被對調節洪水起很大作用，不僅減少洪峰流量，而且延緩洪峰時間，增大對地下水的入滲量和入滲時間，對于涵養流域水分起重要作用。

3. 結語

（1）通過對坡底、西臺峪兩個小面積站年徑流量與年內降雨直接產流水量進行分析計算，坡底站流域植被截留率為68.78%，西臺峪站為54.67%。流域植被覆蓋率高的流域，截留率就高。根據實驗站10年監測資料分析，流域植被覆蓋率高17.72%，植被對水量的截留則提高了14.11%。

（2）根據10年平均資料計算，坡底站的汛期徑流量占全年徑流量的64.54%，非汛期徑流量占全年的35.46%。西臺峪站汛期徑流量占全年的74.14%，非汛期徑流量占全年的25.86%。分析結果說明，坡底站非汛期徑流量高于西臺峪站和柳林站，森林植被對年徑流量的調節作用比較明顯。在流域植被高17.72%的情況下，非汛期徑流量提高了9.60%。

（3）通過對不同流域幾場暴雨產流情況調查分析，在流域面雨量、降雨歷時及降雨強度基本相同的情況下，其徑流系數相差很大，西臺峪流域的次降雨徑流系數是坡底流域的3倍左右。通過對單次暴雨產流情況分析，說明流域植被對調節洪水起很大作用，不僅減少洪峰流量，而且延緩洪峰時間，增大對地下水的入滲量和入滲時間，對于涵養流域水分起重要作用。

參考文獻

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[作者簡介] 孟風英（1975.10-），女，籍貫：河北邢臺縣人，學歷：本科，職稱：工程師，從事水資源保護方面的工作。