從耳陽溝流域綜合治理看水土保持措施在抗御暴雨洪災中的作用

陳 瑾，孛永明，張佰林，尹彥平

(1.定西市水土保持科學研究所，甘肅定西 743000;2.岷縣水土保持局，甘肅岷縣 748400)

1 岷縣“2012·5·10”暴雨洪災情況

2012年5 月10 日下午5時32分至6時15分，甘肅省岷縣發生了大范圍冰雹及強降雨，降雨量達69.2 mm。由于降雨量大、歷時短，岷縣18個鄉鎮均遭受到冰雹、暴洪災害，造成47人死亡、12人失蹤、132人受傷入院治療。災害使4 080戶19 445間房屋倒塌，8 097戶40 489間房屋嚴重受損，損壞房屋10 035戶50 179間;損失農村家庭生產性固定資產123萬元，電視、摩托車等耐用消費品3 011.1萬元，家庭中囤積的中藥材7 052萬元，其他財產103.9萬元;毀壞耕地7 106.7 hm2，農作物受災面積24 266.7 hm2;死亡大牲畜7 087頭(匹)、豬28 965口、羊27 243只、雞鴨58 507只，損毀養殖暖棚846間16 920 m2，沖毀養殖小區17個9 185 m2;嚴重損毀國道51 km、省道69 km、縣鄉道路11條150 km、通村公路292條672 km，沖毀橋梁4座、受損橋梁74座，毀壞防洪河堤174 km;受損農村供水工程88處、灌溉渠道72.4 km。經初步核查，這次災害造成的直接經濟損失達76.27億元。

2 耳陽溝流域“2012·5·10”暴雨洪災情況

從岷縣“2012·5·10”暴雨洪災的成因及災害特征看，岷縣茶埠鎮的耳陽溝流域發生的暴雨洪災具有代表性［1］，因此本次調查中對耳陽溝暴雨洪災的誘發因子、災害特征、防治措施及效果等進行了詳查。

2.1 流域概況

耳陽溝流域位于岷縣茶埠鎮，距縣城25 km，面積82.38 km2，地處黃土高原邊緣，是甘南高原向黃土高原、隴南山地的過渡地帶，地貌上表現為海拔高、地面坡度大。地表巖石風化強烈，碎石巖屑散落在山坡，部分區域土層厚度小于1 m;人口密度110人/km2，人均土地0.9 hm2，人均耕地0.48 hm2，年人均產糧179 kg，農民年人均純收入1 383元;屬高原大陸性季風氣候，年均日照時數2 214.9 h，年均氣溫4.9～7.0℃，年均相對濕度68%，年均無霜期90～120 d，年均降水量596.5 mm。受大陸性氣團、副熱帶暖濕氣團的交替影響和地形對大氣抬升的作用，形成了高寒陰濕的氣候特點，降雨量多，氣溫低，無霜期短，多冰雹等自然災害。

2.2 暴洪災害成因

2.2.1 短歷時、高雨強、大雨量是形成山洪的主因

據岷縣氣象局公布的資料，此次降雨量達69.2 mm。查找有關資料可知，與耳陽溝下墊面條件相似的流域，暴雨徑流系數為0.4～0.6。根據“甘肅省主要站點最大24 h暴雨量與徑流深數值表”，參照相似地區的資料并經計算，得到耳陽溝流域“2012·5·10”暴雨的徑流系數為0.37，平均降雨強度為1.6 mm/min，洪水總量達211萬m3。

2.2.2 不合理的土地利用方式增加了流域產流量

耳陽溝是當地當歸苗的主產區，其育苗量占市場種苗量的40%～50%。由于流域土壤及氣候適宜，所育當歸苗的質量較好，因此周邊地區多到該流域采購種苗。當歸苗要求在海拔2 500 m以上的土地上種植，所以當地農戶多選擇在半山坡上種植。由于該流域降雨量大，土壤濕度常年保持在土壤田間持水量上下，為了防止種苗爛根，群眾多采用順坡種植，以利于排除地表積水、保持土壤相對干燥，同時為增加土壤溫度采用了地膜覆蓋技術，這無疑都有助于降雨徑流的形成。自推廣地膜種植當歸技術以來，耳陽溝流域在海拔2 500 m以上連片種植地膜當歸苗193 hm2。據定西市水土保持科學研究所觀測，塑料的徑流系數達0.95以上，比流域平均徑流系數高0.58，因此耳陽溝流域這部分土地在此次暴雨中多增加了13萬m3的徑流量。

2.2.3 采石場開挖面增加了流域產流量

耳陽溝流域有4家采石場，采石爆破形成了開挖面，裸露光滑的巖石面，其臨空面坡度多在70°以上。裸露巖石下滲能力弱，其徑流系數接近于1.0。據我們現場測定，耳陽溝流域4家采石場巖石裸露面積達1 km2，采石場管理及辦公、休息場所占地0.2 km2，據此計算此次暴雨中采石場的產流量達7萬m3。

2.2.4 溝道泄洪能力不足

據現場實測，“2012·5·10”暴雨前耳陽溝出口斷面溝道縱比降為5.8‰，平均寬120 m，河堤平均高2 m，取糙率系數0.04，則其過流能力為715 m3/s，能滿足“2012·5·10”暴雨洪水的過流要求［2］。但是，由于山洪中大量固體物質沉積，使斷面形態發生了變化，實際過流河道被沉積后的泥沙占據，抬高了河床，降低了河道的行洪能力。

2.2.5 溝道上游的松散固體物質在下游沉積，阻塞河道，造成災害

(1)支溝內沖出的洪積物堆積體。由于這一區域特殊的地質地貌條件，風化的巖石碎屑散落在山坡上，有些坡面的石渣、巖屑被直接沖到主溝道內并在適宜的河段堆積，為形成高含沙洪水提供了數量豐富的松散固體物質。

(2)采石場開山炸石廢棄的石渣、巖屑及成品料。耳陽溝的二馬溝內有4家采石場，開采石料被剝離的土壤和巖屑直接倒入溝道內，開采的塊石和成品石料以及加工的設備也全部堆積在溝道中，開發者沒有留下足夠的行洪通道，因此洪水暴發后這些人為的堆積物就成為洪水泥沙的主要固體物質來源。

(3)小型井礦棄渣。在耳陽溝里的個別地方，可見到一些井礦開采后廢棄的礦渣，這些礦渣沒有任何攔擋措施，暴雨中會隨地表徑流進入溝道，成為高含沙水流的固體物質。

(4)植被覆蓋度差的區域的風化巖屑。由于氣候的差異和人為破壞，耳陽溝流域地表植被差異很大，植被差的區域覆蓋度不足20%，而且在這些區域的上方坡面上散存著一定數量的風化巖石碎屑，在暴雨中有些以洪積物的形式堆積在小的支毛溝出口，成為高含沙水流固體物質的來源之一。

(5)坡耕地的表土。耳陽溝流域有旱坡地420 hm2，坡度多在10°～20°之間，表土遭到了強烈的侵蝕，形成洪水中固體物質的細粒成分。據測算，此次暴雨坡地平均侵蝕模數達3 240 t/km2，坡地流失的表土量達8 779.35 m3(容重取1.55 t/m3)。

3 水土保持措施在抗御暴雨洪災中的作用

岷縣水土保持工程驗收資料顯示，從2000年開始，耳陽溝流域新增治理面積1 384.68 hm2，其中興修梯田475.5 hm2，營造水土保持林439 hm2，種草109.8 hm2，實施封禁治理360.38 hm2，加上2000年以前的治理面積，累計治理程度達到71.6%。

3.1 梯田的攔蓄作用

調查發現，耳陽溝流域梯田沒有發生大面積的毀壞現象，在強暴雨作用下，梯田在保證自身安全的同時有效地攔蓄了雨水，保護了位于梯田下方的土地安全。據測算，耳陽溝流域2000年以來新增的梯田在此次強暴雨中共攔蓄徑流32萬m3，減少土壤流失0.994萬t。

近年來在流域內新修梯田475.5 hm2，占流域總面積的5.77%，由于調查中沒有發現梯田被沖毀的現象，因此可以認為梯田上的降雨幾乎全部被攔蓄，有效減小了流域的徑流系數。據計算，此次暴雨中僅梯田一項即使全流域徑流系數減小0.056，約可減少流域徑流量32萬m3。

3.2 封禁治理、水土保持林和種草的作用

耳陽溝流域屬河谷盆地輕度侵蝕區，在植被狀況好的區域年均侵蝕模數為236 t/km2。在這個級別的侵蝕強度下，與“2012·5·10”暴雨洪災中坡耕地土壤流失相比，2000年以來新增的林草措施和封禁治理攔截的土壤流失量為1.76萬t。

耳陽溝陰坡及深山區植被較好，平均覆蓋度為74%，植被由多種落葉灌木林、雜草和次生灌木構成灌叢化草甸草場。在這些區域基本看不到有侵蝕現象，暴雨過后沒有留下侵蝕的痕跡，侵蝕模數在200 t/km2以下。這些天然的植被在“2012·5·10”暴雨中明顯起到了攔蓄徑流、控制土壤侵蝕的作用。

4 對“2012·5·10”暴雨洪災的認識

耳陽溝內的支溝雖然具備了泥石流形成的地貌條件，但由于溝道內自然風化巖石碎屑等松散堆積物并不多，所以并沒有形成泥石流災害，說明耳陽溝內的支溝有足夠的泄洪能力。

從現場看，由于溝道內有大量的固體堆積物，暴雨中形成的高含沙水流淤塞下游河道，降低了河道泄洪能力，使河水漫堤，導致個別地方發生了小的災害。

在這次暴雨洪水中淤積河道、抬高河床、降低河道泄洪能力的主要固體物質來源，是溝道中人為采石過程中堆積的巖屑和石料。據對采石場粗略估算，洪水發生前大約有5 000 m3的碎石、廢土以及廢石料堆積在溝道中。經取樣分析，粒徑10～25 mm的固體物質主要是采石場的成品石料，因此這次暴雨洪災與不合理的流域開發利用有著直接的關系。

5 幾點建議

(1)水土保持是防治暴雨洪災的有效措施［3］，通過修筑梯田、造林種草、實施封育等，將降雨產生的徑流分散攔截，削弱和控制形成洪水的條件，能從根本上延緩和控制洪水發生，即便是不能完全控制洪水，至少也可以降低同等降雨條件下洪水發生的幾率及周期，或能起到緩洪滯洪、削減洪峰的作用。

(2)要加強對開發建設項目尤其是對暴洪災害易發區域的管理，使礦產資源的開發規范、有序。

(3)在各項水土保持措施沒有完全發揮作用的條件下，要加強宣傳，強化群眾保護植被、保護生態的意識，堅決遏制人為因素對植被造成的破壞。

(4)針對岷縣的實際，在水土保持規劃設計中，要改變以往以水土流失強度來判斷水土流失強弱的片面認識，而要以“水土流失程度”作為衡量水土流失狀況的指標來制定水土保持規劃。

［1］陳瑾，張健.芻議定西地區南部泥石流防治途徑［J］.中國水土保持，1993(1)：21-22.

［2］陳家琦，張恭肅.小流域暴雨洪水計算［M］.北京：水利電力出版社，1985：61-65.

［3］孟慶枚.黃土高原水土保持［M］.鄭州：黃河水利出版社，1999：269-272.