西峰水保站黃土高塬溝壑區水土流失規律試驗觀測

王鴻斌

(黃河水利委員會 西峰水土保持科學試驗站，甘肅 慶陽 745000)

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西峰水保站黃土高塬溝壑區水土流失規律試驗觀測

王鴻斌

(黃河水利委員會 西峰水土保持科學試驗站，甘肅 慶陽 745000)

水土流失規律；試驗觀測；黃土高塬溝壑區；西峰站

西峰站的黃土高塬溝壑區水土流失規律試驗觀測工作已開展了60余年，初步摸清了黃土高塬溝壑區水土流失基本規律，提出了黃土高塬溝壑區水土流失綜合治理模式，對推動黃土高原地區乃至全國的水土流失治理、發展當地農業生產、減少入黃泥沙做出了重要貢獻。未來，西峰站黃土高塬溝壑區水土流失觀測將以數字化、信息化發展為目標，努力提高觀測成果的科學性和準確性，為黃土高塬溝壑區乃至整個黃土高原的水土流失治理和黃河治理提供決策支持。

西峰水土保持科學試驗站成立于1951年，是黃河水利委員會在黃土高塬溝壑區設立的集水土保持科學研究、監督監測、治理示范、管理服務于一體的綜合性基層事業單位。為探索黃土高塬溝壑區水土流失規律、分析水土保持效益，西峰站在新中國成立初期相繼建立了黃土高塬溝壑區南小河溝、趙家川、王家灣、硯瓦川，子午嶺次生林區王家河、石橋、堡子溝、柳溝、魏家溝、石橋溝、黨家川，殘塬溝壑區鋪溝、野雞溝、小羊溝、丁家嘴溝等一批監測流域，形成了中流域套小流域、小流域套支毛溝、支毛溝套小區的觀測站網體系，先后共建成徑流站24個、徑流小區68個。

1 試驗觀測站網布設

60多年來，西峰站緊緊圍繞黃土高塬溝壑區水土流失治理需求，按照“縱向對比，平行對比，以及大流域套小流域，綜合套單項”的指導思想，在水土保持試驗研究、綜合治理、示范與推廣、生態工程建設等方面，開展了大量極具價值的基礎性工作。通過觀測研究，初步摸清了高塬溝壑區水沙變化規律，取得了一系列單項水土保持措施及小流域綜合治理效益變化監測成果，為中小流域綜合治理模式的確定、農林牧生態經濟結構優化、徑流高效利用及節水灌溉技術體系的形成與發展提供了技術支撐，對推動黃土高原地區乃至全國的水土流失治理、發展當地農業生產、減少入黃泥沙發揮了重要作用，為中國水土保持學科體系創立做出了貢獻。

目前西峰站正在對南小河溝和硯瓦川兩個流域實施監測。南小河溝小流域地處甘肅省慶陽市西峰區境內，系涇河的二級支流，流域總面積38.93 km2。從1954年開始分別在南小河溝流域出口、治理溝(楊家溝)和非治理溝(董莊溝)支毛溝出口設立把口站，并配套布設了氣象、徑流小區觀測。現實施觀測的有4個徑流泥沙測站、14個自動化雨量站、1個標準氣象園、14個坡度因子徑流小區、2個全坡面徑流小區、2個荒坡標準小區、6個水土保持措施因子小區。流域內雨量站網密度為2.8站/km2。硯瓦川流域地處甘肅省慶陽市西峰區、寧縣境內，系涇河二級支流，流域總面積376.69 km2，涉及西峰區、寧縣的8個鄉鎮。為探索中尺度流域的水土流失綜合治理效益，并為小區及小流域觀測資料移用于大面積水土流失治理效益分析提供依據，從1976年開始，西峰站在硯瓦川流域布設了1個徑流泥沙測站。目前，該流域內共布設了24個雨量站，雨量站網密度為15.7站/km2。

2 試驗觀測內容及指標體系

西峰站水土流失規律觀測的內容與指標體系主要包括：①河道徑流泥沙監測。通過建立測站，觀測水位(水頭)、流量、含沙量、降水量和蒸發量等，掌握中小流域水沙變化規律。②單項治理措施效益觀測。通過建立徑流小區，主要觀測徑流量、侵蝕量、降水量、土壤含水率等，測定洪水深、徑流量、含沙量、侵蝕模數。③徑流泥沙變化的降雨因子監測。采用人工雨量筒、虹吸式自記雨量計、遙測雨量計觀測全年次降雨量、降雨歷時、降雨總量。④溝道治理工程淤積變化。對壩庫淤積采用斷面法測量，一年一次計算年淤積量，對特大暴雨增加測次，以觀測次暴雨淤積情況。⑤氣象要素觀測，主要觀測風力、風向、溫度、濕度、蒸發、降雨等氣象要素。⑥典型暴雨調查。監測較大范圍暴雨強度、歷時、危害程度、坡面侵蝕、溝道重力侵蝕等，要做到調查及時、全面、準確。⑦調查董莊溝溝道上中下游斷面年度沖淤變化。采用投影法進行喬木林、灌木林樣方郁閉度觀測，采用網格法進行荒坡樣方覆蓋度觀測。

3 試驗觀測取得的成果資料

1964年,整編刊印了1954—1963年《黃河中游水土保持徑流測驗資料西峰小流域部分》《黃河中游水土保持徑流測驗資料西峰徑流小區部分》。1982年，整編刊印了《1954—1980年黃河中游水土保持徑流泥沙測驗資料西峰部分》。

1981年以后，每年按照以下五部分內容連續編印觀測成果資料：第一部分降水資料，包括降水量觀測記載表、降水量摘錄表、逐日降水量表、各時段最大降水量；第二部分徑流資料，包括洪水水文要素摘錄表、逐次洪水測驗成果表、逐日平均流量表、逐次洪水降水量觀測成果表；第三部分徑流小區資料，包括徑流小區觀測記載表、徑流小區逐次徑流測驗成果表；第四部分泥沙觀測資料，包括水位流量單沙測驗記載表、懸移質水樣處理記載表、逐日平均輸沙率表、逐日平均含沙量表；第五部分其他資料，包括蒸發量觀測記載表、逐日蒸發量表、土壤濕度測定計算表、土壤含水率實測成果表等。

4 試驗觀測成果及其應用

一是摸清了黃土高塬溝壑區水土流失基本規律。以南小河溝流域1954—1980年水土流失試驗觀測數據為樣本，分析研究得出黃土高塬溝壑區“徑流主要來自塬面，泥沙主要來自溝谷，塬水下溝對流域泥沙量影響最大”。塬面徑流量占總量的67.4%，溝谷泥沙量占總量的86.3%，塬水下溝后流域泥沙總量增加76.8%～77.9%。

二是提出了黃土高塬溝壑區水土流失綜合治理模式。以南小河溝流域水土流失規律觀測數據成果為依據，提出了黃土高塬溝壑區水土保持“三道防線”綜合治理模式。基本方略為：固溝保塬，塬、坡、溝綜合治理，按照因地制宜、因害設防的原則，建立“塬面徑流控調，坡面林草治理，溝道水沙集蓄”三道防線。

三是取得了觀測流域水土保持措施效益監測的定量化成果。比如，據同期對比資料，楊家溝經過綜合治理，與非治理溝董莊溝相比，1954—1997年洪水輸沙量減少了76.1%，2007—2011年平均洪水輸沙量為3 710 t，平均輸沙模數為3 229.5 t/km2，比董莊溝洪水輸沙量減少了84.9%。此外，每年還為全國水土保持公報的發布提供翔實的水土保持措施監測數據。

5 試驗觀測的特點

西峰站黃土高塬溝壑區水土流失規律試驗觀測體現了五大特點：一是觀測歷史悠“久”。從1954年開始，西峰站在黃土高塬溝壑區布設水土流失試驗觀測站網，開展了降雨徑流泥沙觀測、下墊面調查、水土保持效益分析等工作，開創了黃土高塬溝壑區水土流失試驗觀測的先河。二是資料系列“長”。截至2014年底，取得了徑流泥沙資料755站年，雨量資料2 969站年，地形因子徑流小區、植被因子徑流小區、耕作措施因子徑流小區、水土保持措施因子徑流小區、泥沙徑流小區徑流泥沙資料358區年。三是試驗觀測規模“大”。按照“中尺度流域、小流域、支毛溝、徑流小區”的布設原則，開展了不同尺度的水土流失規律試驗研究，現有南小河溝國有試驗觀測基地4.8 km2，是目前國內最大的水土流失試驗觀測基地。四是試驗觀測成果應用“廣”。西峰站在實踐中總結提出了固溝保塬的治理方針、“三道防線”和“四個生態經濟帶”的綜合治理模式，在慶陽地區37條大塬綜合治理中得到采用。五是試驗觀測手段“新”。為提高水土流失試驗觀測精度，西峰站從2008年開始，建成了南小河溝水土流失自動化測報系統，實現了降雨、水位、蒸發、氣溫等要素的自動化觀測和實時傳輸；2015年又建成了推移質集沙槽，首次將推移質納入全國水土流失動態監測與公告項目之中。

6 結 語

在生態環境受到高度重視的今天，及時、準確的水土保持監測數據對經濟社會持續發展至關重要。西峰水保站將一如既往，按照國家及部、委關于生態環境監測工作的要求，進一步優化水土保持監測網絡，依靠科技創新和技術進步，提高水土保持監測的立體化、自動化和智能化水平，為黃土高塬溝壑區乃至整個黃土高原的水土流失治理和黃河治理提供決策支持，為國家生態建設管理和規劃提供依據。

(責任編輯 李楊楊)

S157

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1000-0941(2016)10-0027-02

王鴻斌(1968—)，男，甘肅慶陽市人，學士，高級工程師，長期從事水土流失規律觀測及水土保持監測工作。

2016-08-02