小流域水土流失監(jiān)測方法解析

霍軍文

延安市水土保持監(jiān)測分站

小流域水土流失監(jiān)測方法解析

霍軍文

延安市水土保持監(jiān)測分站

水土保持監(jiān)測是評價水土流失防治措施治理效果的基礎(chǔ)和主要依據(jù)，開展小流域水土保持監(jiān)測，能夠摸清流域內(nèi)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(guān)治理方案和措施。本文以陜西省延安市寶塔區(qū)王皮灣小流域為例，系統(tǒng)探討小流域水土流失監(jiān)測方法，以期為我國小流域水土流失的科學監(jiān)測及防治體系的合理構(gòu)建提供方法借鑒。

水土流失；水土保持監(jiān)測；方式方法；王皮灣小流域

一、引言

隨著經(jīng)濟的高速增長，中國各行各業(yè)發(fā)展迅猛，大規(guī)模的經(jīng)濟活動對原生植被和生態(tài)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(guān)注和高度重視。水土保持監(jiān)測可為水土流失的治理和水土保持規(guī)劃提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，是預防水土流失的根本性工作。而小流域是水土保持監(jiān)測的基本單元，因此，開展小流域水土保持監(jiān)測方法和監(jiān)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(qū)王皮灣小流域?qū)冱S土丘陵溝壑Ⅱ副區(qū)，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(jiān)測區(qū)，對該流域內(nèi)水土流失及水土保持監(jiān)測工作進行系統(tǒng)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(qū)的寶塔區(qū)棗園鄉(xiāng)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(jīng)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(xiàn)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(nèi)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(xiàn)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(qū)，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(jiān)測方法

水土保持監(jiān)測是提高水土流失治理質(zhì)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(jù)，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(qū)域社會經(jīng)濟發(fā)展以及生態(tài)環(huán)境具有極大的威脅。因此，加強小流域水土保持監(jiān)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(chǔ)數(shù)據(jù)。

王皮灣小流域水土保持監(jiān)測方法主要有以下幾種：

（一）地面觀測

作為水土保持監(jiān)測的主要方式，地面觀測主要是對流域內(nèi)各種侵蝕類型的地面觀測和分類、農(nóng)戶監(jiān)測及地面調(diào)查。其中最主要的是在流域內(nèi)具有代表性的區(qū)域建立監(jiān)測點，利用相關(guān)設(shè)備進行觀測。在王皮灣小流域內(nèi)建立了巴歇爾量水堰控制站，監(jiān)測通過流域出口控制站的徑流量和輸沙量?？刂普居?012年底建成，2013年5月正式投入使用，主要監(jiān)測內(nèi)容包括降雨、徑流、泥沙和流域土壤侵蝕影響因子。

徑流小區(qū)的建設(shè)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(qū)12個，通過不同類型小區(qū)布設(shè)，監(jiān)測不同植被條件下徑流量和土壤流失量，12個徑流小區(qū)措施配置依次為刺柏（Juniperus formosana Hayata）、油松（Pinus tabuliformis Carr.）、側(cè)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(jiān)測內(nèi)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(guī)律，以采取適當?shù)姆乐未胧﹣頊p少坡面侵蝕。

（二）無人機遙感觀測

針對流域水土流失狀況調(diào)查，無人機遙感可以發(fā)揮重要作用，其宏觀、快速、動態(tài)和經(jīng)濟的特點，成為土壤侵蝕調(diào)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(qū)的界限。通過設(shè)置的標識，可以提取到各區(qū)域及植物覆蓋范圍和土地的利用情況，然后再進行了DEM數(shù)據(jù)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(nèi)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(guī)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(diào)查

地面調(diào)查作為其他監(jiān)測方式的補充方法，是為了保證調(diào)查結(jié)果的真實性的調(diào)查方法，主要針對突發(fā)性事件的發(fā)生，屬于補充性質(zhì)的調(diào)查方案，是對重點流域、示范區(qū)、水土流失項目治理區(qū)域等的地面調(diào)查的重要補充。一般采取資料收集、實地考察和量測、調(diào)查會、訪問等多種形式的調(diào)查方法，調(diào)查內(nèi)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(shè)施數(shù)量、植被破壞面積、水土流失面積；與水土流失有關(guān)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(shù)量、質(zhì)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(wěn)定性、完好性和運行情況；河道淤積、水土流失危害、生態(tài)環(huán)境變化等。

四、結(jié)束語

水土流失監(jiān)測方面的科學技術(shù)發(fā)展很快，為中國水土流失治理工作提供了強有力的技術(shù)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(jiān)測。但是中國現(xiàn)有的小流域水土保持監(jiān)測方法都有各自的優(yōu)勢及缺點，將多種監(jiān)測方式有機結(jié)合使用是必然趨勢。根據(jù)小流域的實際情況，綜合應用和建立健全多種監(jiān)測方式組成的綜合監(jiān)測體系，最大程度上治理和減少流域內(nèi)的水土流失，促進流域內(nèi)社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)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(jiān)測中心.SL277-2002水土保持監(jiān)測技術(shù)規(guī)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(wèi).水土流失監(jiān)測方法研究進展[J].中國人口·資源與環(huán)境，2015，S1：393-395.