建設活動中下墊面條件與水土流失關系探討

甄斌 李莉 楊春霞

摘要：認識不同立地條件的侵蝕特點是科學認識侵蝕分布和分區進行預防及保護的前提。本文結合實踐中常見的幾種擾動形式，結合已有研究成果對比分析了其侵蝕強度特點，同時對比分析了局部整地在植被恢復中的作用，研究結果可為生態保護和高質量發展大目標下的科學精準防護和植被恢復提供參考。

關鍵詞：擾動;坡地;穴狀整地;平茬措施;坡地;水土流失

中圖分類號：X141 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2020）12-0-01

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.12.114

Discussion on the relationship between underlying surface conditions and soil and water loss in construction activities

Zhen Bin1，Li Li2，Yang Chunxia2

（1.Research Institute of Yellow River Survey， Planning and Design Co.，Ltd.，Zhengzhou Henan 450003，China;2.Yellow River Water Conservancy Research Institute Key Laboratory for soil and Water Loss Process and control， Some Random Place Somewhere，Zhengzhou Henan 450003，China）

Abstract：Understanding the erosion characteristics of different site conditions is the premise of scientific understanding of erosion distribution and zoning for prevention and protection.Combined with several common forms of disturbance in practice，the characteristics of erosion intensity are compared and analyzed， and the role of local land preparation in vegetation restoration is compared and analyzed.The results can provide reference for scientific and accurate protection and vegetation restoration under the goal of ecological protection and high quality development.

Key words：Disturbance;Sloping land;Hole-shaped land preparation;Stubble measures;Sloping land;Soil erosion

以生態保護和高質量發展為目標，對依托水土資源的生態建設活動提出了更高的要求。生產建設過程中注重保護，建設過程之后注重恢復及效果勢在必行，因此尋求切實可行的方法尤為重要。

不同建設活動以擾動破壞地表及其生態功能開始，以恢復地表植被生態系統及功能結束，在這一過程中，存在多種形式的擾動破壞形式，研究各擾動形式危害大小并針對性地采取預防保護措施是貫徹生態保護和高質量發展的前提，本文結合實際工作認識和已有研究成果，探討建設活動中不同擾動形式對水土流失的影響，以增加各領域工作者對擾動類型及其水土流失強度的直觀認識。

1 坡面擾動形式及其水土流失特點

生產建設過程中，以坡地水土流失最明顯，開挖擾動后形成密實度較高的裸坡、堆砌形成不同密實度的裸坡以及植被恢復初期等幾種坡地形式為例，數據依據文獻[1]整理，不同立地條件坡面產沙特征見表1.地形和侵蝕外力相似條件下，土壤密實和含水量對坡地水土流失度小的坡地，坡地侵蝕強度越高，如組次1-3的三種立地條件。對于有紫花苜蓿覆蓋的小區也有類似表現，即土壤容重小、前期土壤濕潤的坡地，侵蝕強度越大。對于原狀棄耕自然草地坡面，由于植被覆蓋結構完整，侵蝕產沙強度最低。

由于試驗條件不同，各組次間不免存在系統間的誤差，但不影響我們對原狀坡面遭受破壞后侵蝕強度增加幅度的認識。比如，與原狀自然草地坡面相比，徑流沖刷模擬試驗中顯示，裸坡侵蝕強度增加65.6倍之多，新恢復的紫花苜蓿侵蝕強度也增加1.8倍，從紫花苜蓿和自然草地的侵蝕強度對比也可以看出，實施了人工種草后，侵蝕強度減少明顯，也說明采取植被措施后，需要一定的植被恢復期才能充分發揮植被的水土保持作用。

模擬降雨試驗中，與自然裸地對比，人為裸坡侵蝕強度增加21～24.55倍，試試紫花苜蓿2個月后的侵蝕強度有明顯降低;但在人為裸坡上栽植冬青灌木后，由于地表沒有植被覆蓋，由于栽植初期冬青灌木頭重腳輕，侵蝕強度反而增強23.15～28.18倍，且栽植密度越大，侵蝕強度增加越明顯，可見在裸坡治理初期，不能盲目追求綠化效果，必須切合實際并做好植被恢復初期的防護。

2 坡面穴狀整地措施及其水土流失特點

生產建設過程中，植被恢復重建、施工跡地恢復、原有植被經營管理等實踐活動中都存在整地方式，一般情況下，整地方式對下墊面及地表均有一定的影響，尤其是坡地上的整地措施與水土流失強度關系密切。常見的整地措施有深翻整地、穴狀整地、水平階、植被平茬等措施。有關研究表明，全面整地后的植被栽植初期，坡地水土流失明顯[1]，尤其是深翻整地，植被建設之初，由于地表土壤的土質比較疏松，抗蝕性弱。水平階可以增加徑流入滲，切斷坡面徑流，抑制徑流泥沙發生，水平階整地措施可以大大減少坡面水土流失。各種整地措施應用環境不同，對水土流失影響也不同。以穴狀整地措施為例。

穴狀整地實踐活動在甘肅天水羅玉溝試驗場坡面實施，種植穴直徑×深約為30cm×30cm，穴坑呈品字形交錯排列，穴狀整地面積占小區總面積的24.75%;種植穴坑內覆土松軟，穴坑外原狀土致密堅硬。對比觀測情況。

降雨降落到地表轉化為入滲量和地表徑流量兩部分（忽略填洼），將坡面小區有徑流流出的時間記為產流時間，產流之前的入滲量即為降雨量，產流之后的入滲量按降雨強度和產流量推算;產流時間越長說明坡面入滲能力越強;和未整地的對比坡面小區相比，穴狀整地坡面降雨產流時間明顯滯后，入滲系數明顯較高，降雨產流量明顯低于未實施穴狀整地的對比坡面小區。對于裸地小區，穴狀整地后，產流時間從1′38″（93.50mm/h）延遲到4′55″，使產流時間比對比裸地滯后3′17″;整體入滲系數從0.34提高到0.60，入滲率由0.31mm/min提高到0.57 mm/min，穴狀整地后，強化入滲率達0.26 mm/min，致使產流量從1 290.11L降低到857.77L。對于自然草地小區亦是如此，在降雨強度相當的情況下（104.45、104.60mm/h），實施穴狀整地措施的自然草地降雨產流時間延遲了1′04"，入滲系數由0.69提高到0.79，入滲率從0.66mm/min提高到0.76 mm/min，強化入滲率0.105 mm/min，產流量降低到未整地自然草地小區的69.51%。

3 結論與討論

在建設活動擾動地表、植被恢復建設過程中，建設期的擾動破壞極大地增加了土壤侵蝕強度，同時建設初期植被恢復形式和整地措施也對下墊面的土壤侵蝕環境產生一定的影響。

擾動后的坡地侵蝕強度較自然草地增加明顯，人工種草措施可以明顯降低侵蝕強度，但草被措施水土保持功能的恢復需要時間;穴狀整地是一種局部整地方式，可以避免大范圍整地帶來的侵蝕強度增加危害，同時可以起到增加降雨入滲減少徑流和侵蝕的作用，在各領域的植被恢復實踐中可以推廣應用。

原狀地表和自然植被水土保持功能穩定，建設過程中應注意保護，各立地條件下水土流失特征差異明顯[3]，生產實踐中適時采取有效預防保護措施具有重要意義。以生態保護和高質量發展為目標，需要結合生產建設過程中其他擾動方式、各種預防保護措施及整地措施開展研究，以便遴選出生產實踐中更適合的方案。

參考文獻

[1]楊春霞，姚文藝，肖培青，等.不同立地條件下坡面水土流失的差異性試驗研究[J].水土保持研究，2010，17（1）：222-224.

[2]王萍，王克勤，李太興，等.反坡水平階對坡耕地徑流和泥沙的調控作用[J].應用生態學報，2011，22（05）：1261-1267.

[3]李鵬，崔文斌，鄭良勇，等.草本植被覆蓋結構對徑流侵蝕動力的作用機制[J].中國水土保持科學，2006（01）：55-59.

收稿日期：2020-09-27

基金項目：國家自然科學基金項目（41701326）;水利部黃土高原水土流失過程與控制重點實驗室開放課題（201601）。

作者簡介：甄斌（1976-），男，漢族，學士，高級工程師，研究方向為水土保持技術及咨詢服務。