小流域水土流失監測方法解析

霍軍文

延安市水土保持監測分站

小流域水土流失監測方法解析

霍軍文

延安市水土保持監測分站

水土保持監測是評價水土流失防治措施治理效果的基礎和主要依據，開展小流域水土保持監測，能夠摸清流域內水土流失的成因、類型、危害等基本情況，并進一步制定水土流失相關治理方案和措施。本文以陜西省延安市寶塔區王皮灣小流域為例，系統探討小流域水土流失監測方法，以期為我國小流域水土流失的科學監測及防治體系的合理構建提供方法借鑒。

水土流失；水土保持監測；方式方法；王皮灣小流域

一、引言

隨著經濟的高速增長，中國各行各業發展迅猛，大規模的經濟活動對原生植被和生態平衡造成了一定程度的破壞，進而導致水土流失的不斷加劇，引起社會各界以及政府的廣泛關注和高度重視。水土保持監測可為水土流失的治理和水土保持規劃提供基礎數據，是預防水土流失的根本性工作。而小流域是水土保持監測的基本單元，因此，開展小流域水土保持監測方法和監測體系的探討，可以為我國水土流失防治工作的提升提供有力保障。

延安市寶塔區王皮灣小流域屬黃土丘陵溝壑Ⅱ副區，系黃河流域延河水系的二級支流，流域總面積5.13km2。筆者就這一小流域作為水土保持監測區，對該流域內水土流失及水土保持監測工作進行系統考察和研究。

二、小流域概況

王皮灣小流域觀測場位于延安市西北地區的寶塔區棗園鄉王皮灣村，是黃河流域延河水系的二級支流，流域面積5.13km2，地理坐標是東經109°18′5″北緯36°38′17″。

地勢西北高、東南低，流域南北長，東西窄，呈羽狀。在長期的水蝕作用下，流域呈現出地面破碎、溝壑密布、山高溝深的黃土丘陵地貌特點。地貌由梁峁、溝谷、溝床3個單元組成，以梁坡為主，其上覆蓋有大量的黃土。主溝道斷面呈“U”形，支溝溝道斷面多呈“V”形。地表支離破碎，梁峁密布，梁窄坡陡，溝壑縱橫，河谷深切，基巖出露，溝道密度大。

該流域為暖溫帶大陸性季風氣候，晝夜溫差較大，四季分明，降水多集中在7、8、9三個月。

流域內土壤為黃綿土，植被類型屬于森林草原地帶植被，自然植被為灌木草叢，生長較為稀疏，人工林有刺槐、小葉楊、沙棘、檸條、旱柳、杜梨、榆樹、山杏、山桃、蘋果等，人工林郁閉度在0.5以上。流域現狀林草植被覆蓋度為69.62%。

王皮灣小流域全流域均為水土流失區，侵蝕類型以水力侵蝕和重力侵蝕為主，水土保持措施以人工造林方式為主。

三、小流域水土保持監測方法

水土保持監測是提高水土流失治理質量的重要組成部分，也是實施正確水土保持措施的基本依據，黃河流域上中游作為水土流失最為嚴重的河段，水土流失治理顯得尤為重要的，水土流失對區域社會經濟發展以及生態環境具有極大的威脅。因此，加強小流域水土保持監測工作，能夠及時了解和掌握流域水土流失程度，為水土流失治理工作提供正確的基礎數據。

王皮灣小流域水土保持監測方法主要有以下幾種：

（一）地面觀測

作為水土保持監測的主要方式，地面觀測主要是對流域內各種侵蝕類型的地面觀測和分類、農戶監測及地面調查。其中最主要的是在流域內具有代表性的區域建立監測點，利用相關設備進行觀測。在王皮灣小流域內建立了巴歇爾量水堰控制站，監測通過流域出口控制站的徑流量和輸沙量。控制站于2012年底建成，2013年5月正式投入使用，主要監測內容包括降雨、徑流、泥沙和流域土壤侵蝕影響因子。

徑流小區的建設也是地面觀測的組成部分。在王皮灣小流域共建有坡面徑流小區12個，通過不同類型小區布設，監測不同植被條件下徑流量和土壤流失量，12個徑流小區措施配置依次為刺柏（Juniperus formosana Hayata）、油松（Pinus tabuliformis Carr.）、側柏（Platycladus orientalis（L.）Franco）、杏樹（Armeniaca vulgaris Lam.）、蘋果（Malus domestica）、紫穗槐（Amorpha fruticosa Linn.）、刺槐（Robinia pseudoacacia Linn.）、沙棘（Hippophae rhamnoides Linn.）、裸露地、桃樹（Amygdalus persica L.）、紫花苜蓿（Medicago sativa L.）和荒坡，主要監測內容包括降雨、徑流泥沙和土壤植被等狀況。通過這些觀測資料的分析整理，探索水土流失規律，以采取適當的防治措施來減少坡面侵蝕。

（二）無人機遙感觀測

針對流域水土流失狀況調查，無人機遙感可以發揮重要作用，其宏觀、快速、動態和經濟的特點，成為土壤侵蝕調查的重要信息源。我們利用無人機對王皮灣小流域進行了拍攝，精確計算及繪制出了各區的界限。通過設置的標識，可以提取到各區域及植物覆蓋范圍和土地的利用情況，然后再進行了DEM數據分析，得到坡度信息之后，再綜合土壤的侵蝕分類標準、土壤侵蝕方程，得到了流域內的水土流失狀況、強度及分布情況，確定了流域土壤侵蝕類型、強度、程度以及地形、植被、管理措施等土壤侵蝕因子，為做好下一步流域水土保持規劃，加快流域水土流失治理速度提供了強有力支撐。

（三）地面調查

地面調查作為其他監測方式的補充方法，是為了保證調查結果的真實性的調查方法，主要針對突發性事件的發生，屬于補充性質的調查方案，是對重點流域、示范區、水土流失項目治理區域等的地面調查的重要補充。一般采取資料收集、實地考察和量測、調查會、訪問等多種形式的調查方法，調查內容包括地形地貌變化、土地利用變化、擾動土地面積、損壞水土保持設施數量、植被破壞面積、水土流失面積；與水土流失有關的侵蝕性降雨（特別是短歷時暴雨）、大風情況；各項防治措施的面積、數量、質量，林草措施的成活率、保存率、面積核實率、生長情況，工程措施的穩定性、完好性和運行情況；河道淤積、水土流失危害、生態環境變化等。

四、結束語

水土流失監測方面的科學技術發展很快，為中國水土流失治理工作提供了強有力的技術支撐。小流域水土流失的影響因素繁多，因此，需要對小流域水土流失進行實時科學的監測。但是中國現有的小流域水土保持監測方法都有各自的優勢及缺點，將多種監測方式有機結合使用是必然趨勢。根據小流域的實際情況，綜合應用和建立健全多種監測方式組成的綜合監測體系，最大程度上治理和減少流域內的水土流失，促進流域內社會經濟的可持續發展，不斷提高水土資源的利用效率。

[1]水利部水土保持司，水利部水土保持監測中心.SL277-2002水土保持監測技術規程[M].北京：中國水利水電出版社，2002.

[2]李宏偉，田耀金，宋立旺，彭慶衛.水土流失監測方法研究進展[J].中國人口·資源與環境，2015，S1：393-395.