甘肅省黃土高原典型小流域侵蝕溝道特征

石萬(wàn)里, 王守俊, 張 富

(1.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 林學(xué)院, 甘肅 蘭州 730070; 2.甘肅省水利廳水土保持局， 甘肅 蘭州 730000)

甘肅省黃土高原典型小流域侵蝕溝道特征

石萬(wàn)里1, 王守俊2, 張 富1

(1.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)院,甘肅蘭州730070; 2.甘肅省水利廳水土保持局，甘肅蘭州730000)

[目的] 對(duì)甘肅省黃土高原典型小流域侵蝕溝道的分級(jí)分類(lèi)進(jìn)行簡(jiǎn)要研究，為進(jìn)一步推動(dòng)該區(qū)水土保持和生態(tài)治理工作提供理論基礎(chǔ)。 [方法] 在甘肅省第一次全國(guó)水利普查結(jié)果的基礎(chǔ)上，運(yùn)用GIS技術(shù)，采用地貌幾何定量數(shù)學(xué)模型分級(jí)方法，定量化分級(jí)溝道，并從地質(zhì)、地貌、大小以及形狀對(duì)侵蝕溝道進(jìn)行分類(lèi)，由此來(lái)推斷黃土高原區(qū)侵蝕溝道的特征。 [結(jié)果] 甘肅黃土高原典型小流域侵蝕溝道主要以Ⅰ級(jí)溝道為主，其中丘陵溝壑區(qū)主要以半開(kāi)析、中度割裂、半主溝型為主；高塬溝壑區(qū)主要以半開(kāi)析、中度割裂、支溝型為主。 [結(jié)論] 丘陵溝壑區(qū)第五副區(qū)溝壑狹窄陡峭，溝道破碎化程度高，水土流失量高，治理難度大，溝道難以利用。

黃土高原; 小流域; 侵蝕溝道; 分級(jí)分類(lèi)

文獻(xiàn)參數(shù)： 石萬(wàn)里, 王守俊, 張富.甘肅省黃土高原典型小流域侵蝕溝道特征[J].水土保持通報(bào)，2017,37(4)：236-241.DOI:10.13961/j.cnki.stbctb.2017.04.040； Shi Wanli, Wang shoujun, Zhang Fu. Characteristics of erosion gullies in small watershed scale on Loess Plateau in Gansu Province[J]. Bulletin of Soil and Water Conservation, 2017,37(4)：236-241.DOI:10.13961/j.cnki.stbctb.2017.04.040

黃土高原坡溝系統(tǒng)不但是區(qū)域侵蝕的沙源地，而且對(duì)控制水土流失、恢復(fù)和重建生態(tài)系統(tǒng)有著重要的作用。黃土高原主要的形成是由于在第四紀(jì)以來(lái)，黃土高原分水嶺區(qū)基本上一直以上升為主，是侵蝕、剝蝕區(qū)。梁、卯區(qū)也屬上升區(qū)，但曾接受沉積，有過(guò)相對(duì)下沉的時(shí)期。而塬區(qū)卻經(jīng)歷了下降—緩慢上升—強(qiáng)烈上升幾個(gè)構(gòu)造階段,導(dǎo)致古盆地逐漸抬高為高平原，最后終于一躍而成為著名的黃土高原[1]。對(duì)黃土高原溝坡系統(tǒng)侵蝕現(xiàn)象與規(guī)律的研究，始終是黃土高原環(huán)境整治中很重要的科學(xué)命題。對(duì)具有代表性的小流域進(jìn)行溝道侵蝕特征研究對(duì)揭示區(qū)域侵蝕特征有著重要意義，并對(duì)更有效開(kāi)展黃土高原地區(qū)水土保持工作有著重要的指導(dǎo)意義。在溝道治理之前首先要將小流域里的溝道進(jìn)行分級(jí)，這是進(jìn)行溝道治理的一項(xiàng)基礎(chǔ)工作。為了使溝道不但在級(jí)別上能夠反映其侵蝕規(guī)律，而且使其能夠進(jìn)行同級(jí)之間的比較，進(jìn)而能夠有利于壩系的布局。付明勝等[2-3]針對(duì)中國(guó)在溝道分級(jí)中存在的問(wèn)題，采用美國(guó)地貌學(xué)家Hortun等[4]提出的地貌幾何定量數(shù)學(xué)模型分級(jí)方法，在1/108地形圖上進(jìn)行了分級(jí)：一級(jí)水道是指在一個(gè)流域內(nèi)，最小的不可分支的支溝；二級(jí)水道是指由2個(gè)一級(jí)水道匯合后組成的新的水道；三級(jí)水道是指由2個(gè)二級(jí)水道匯合后的水道；以此類(lèi)推，直到將整個(gè)流域中的水道劃分完畢。付明勝等[2]運(yùn)用這個(gè)方法分析了黃土丘陵溝壑區(qū)3條典型小流域的壩系現(xiàn)狀和壩系規(guī)劃，并達(dá)到了預(yù)期效果。在其研究中，根據(jù)不同的溝級(jí)設(shè)置了不同規(guī)模大小的工程，這樣可以使壩系布局具有合理性、科學(xué)性和規(guī)范性，同時(shí)使地貌研究呈定量化發(fā)展。可見(jiàn)，采用美國(guó)地貌幾何定量數(shù)學(xué)模型的分級(jí)方法具有很強(qiáng)的理論意義和實(shí)踐意義。國(guó)外有關(guān)溝道的分類(lèi)主要是源于對(duì)泥石流和山洪產(chǎn)生過(guò)程的荒溪分類(lèi)[5]。中國(guó)許多學(xué)者根據(jù)坡面侵蝕的形成原理將溝道劃分為指溝、細(xì)溝、淺溝、切溝、沖溝、溝道和河川等類(lèi)型，指溝是指自分水線開(kāi)始順坡向下流動(dòng)的過(guò)程由于受到地形的制約，逐步向低處集中，開(kāi)始沖成紋溝，進(jìn)而發(fā)展成指溝，指溝形成在細(xì)溝之前[6]。劉增文等[7]對(duì)黃土殘塬區(qū)侵蝕溝道分類(lèi)的研究表明，反映溝道特征的眾多指標(biāo)中，溝道的地貌形態(tài)對(duì)治理開(kāi)發(fā)最具實(shí)踐意義，他們運(yùn)用1∶1萬(wàn)地形圖對(duì)陜西省長(zhǎng)武縣境內(nèi)的溝道進(jìn)行了隨機(jī)抽樣調(diào)查并選取了18條溝道進(jìn)行系統(tǒng)的圖上測(cè)量和實(shí)地調(diào)查，并在其研究中按照溝道割裂狀況、溝道開(kāi)析狀況和主支溝3個(gè)不同角度對(duì)溝道進(jìn)行了分類(lèi)。本文是在甘肅省第一次全國(guó)水利普查結(jié)果的基礎(chǔ)之上，在甘肅黃土高原區(qū)運(yùn)用GIS技術(shù)，對(duì)侵蝕溝道采用地貌幾何定量數(shù)學(xué)模型分級(jí)方法，定量化分級(jí)溝道，并從地質(zhì)、地貌、大小以及形狀對(duì)侵蝕溝道進(jìn)行分類(lèi)，從而為更好的在黃土高原地區(qū)開(kāi)展水土保持和生態(tài)治理工作打下基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

甘肅黃土高原區(qū)位于甘肅省中東部，屬西北黃土高原的西部，北接寧夏，南以迭山、西秦嶺分水嶺為界，東鄰陜西，西至烏鞘嶺和青海。地理位置位于北緯33°6′—37°39′，東經(jīng)100°43′—108°42′。甘肅黃土高原區(qū)內(nèi)除分布有少量的土石山區(qū)外，其余均為黃土覆蓋，黃土厚度一般在10—300 m，海拔高度在1 000～3 000 m，地勢(shì)由西北向東南傾斜，溝壑密度多在1.8～2.5 km/km2，平均為2.13 km/km2。研究區(qū)內(nèi)以黃土丘陵溝壑第三、第五副區(qū)和黃土高塬溝壑區(qū)三個(gè)類(lèi)型區(qū)面積最大。黃土丘陵溝壑第三副區(qū)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“丘三區(qū)”)位于隴中東南部，介于東經(jīng)104°18′—106°21′，北緯34°23′—35°45′，總面積1.81×104km2，其中水土流失面積占96.8%，屬黃土高原嚴(yán)重流失區(qū)。黃土丘陵溝壑第五副區(qū)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“丘五區(qū)”)位于東經(jīng)102°36′—105°20′，北緯35°21′—37°37′，總面積4.12×104km2。黃土高塬溝壑區(qū)位于甘肅省東部，北部與環(huán)縣、華池、慶城、固原一線的黃土丘陵溝壑第二副區(qū)鄰近，西南鄰近達(dá)溪河與丘三區(qū)相連，東靠子午嶺，西近六盤(pán)山，東南與陜西省長(zhǎng)武縣相連，介于東經(jīng)106°40′—108°25′，北緯34°37′—35°52′，總面積1.51×104km2。

1.2 典型小流域選取

基于甘肅省第一次全國(guó)水利普查的相關(guān)結(jié)果，在甘肅黃土高原丘三區(qū)、丘五區(qū)、高塬溝壑區(qū)，選擇羅玉溝、呂二溝、安家溝、高泉溝、稱(chēng)溝河、南小河溝等典型試驗(yàn)小流域和試點(diǎn)示范小流域，所選擇流域涵蓋了該區(qū)域有長(zhǎng)時(shí)間監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的小流域，具體信息詳見(jiàn)表1。

表1 選取典型小流域信息

1.3 數(shù)據(jù)分析

1.3.1 溝道分級(jí) 利用衛(wèi)星影像和DEM，1∶5萬(wàn)數(shù)字地圖(DLG)，或者在1∶1萬(wàn)地形圖，選擇不同類(lèi)型區(qū)研究小流域，按照甘肅省第一次全國(guó)水利普查的要求，對(duì)溝道面積0～5 000 hm2，溝道長(zhǎng)度大于等于500 m的溝道進(jìn)行分級(jí)研究。在ArcGIS 9.3上采用Hortun-Strahler地貌幾何定量數(shù)學(xué)模型分級(jí)方法，對(duì)不同類(lèi)型區(qū)所要研究的小流域進(jìn)行分級(jí)[8-10]。第一級(jí)水道是指最小的且不可分支的支溝；二級(jí)水道是指由2個(gè)一級(jí)水道匯合后組成的新的水道；三級(jí)水道是指2個(gè)二級(jí)水道匯合后組成的水道；以此類(lèi)推，直到整個(gè)流域水道劃分完畢。通過(guò)整個(gè)流域的水沙河槽為最高級(jí)水道，也就是這個(gè)小流域的流域等級(jí)[11]。另外指出，所有的間歇性水道和永久性水道，只要它們具有特征明顯的穩(wěn)定性谷地，都可以根據(jù)序列的命名原則進(jìn)行分級(jí)。

1.3.2 溝道分類(lèi) 在典型小流域的地形圖或影像圖上對(duì)已經(jīng)分級(jí)的溝道進(jìn)行系統(tǒng)的實(shí)地調(diào)查和圖上量測(cè)。實(shí)地調(diào)查包括對(duì)流域界限和溝緣線的勾繪、溝道及溝頭的治理與利用情況調(diào)查等[12-16]；圖上量測(cè)包括對(duì)每條溝道的流域面積、溝壑面積、溝道長(zhǎng)度(主溝長(zhǎng)、各級(jí)支溝長(zhǎng)和溝道全長(zhǎng))、溝壑密度、溝道相對(duì)高差等特征值的測(cè)算；然后根據(jù)以下公式計(jì)算每條溝道的開(kāi)析度、地面割裂度和主支溝系數(shù)等地貌形態(tài)特征值[17]。

(1) 按溝道的開(kāi)析狀況分類(lèi)

K=D/H=1000A/(LH)

(1)

式中：K——溝道開(kāi)析度；D——溝道平均寬(m)；H——溝道平均相對(duì)高差(m)；A——溝壑面積(km2)；L——溝道全長(zhǎng)(km)。

(2) 按溝道的割裂狀況分類(lèi)

G=(A/S)×100%

(2)

式中：G——地面割裂度(%)；A——溝壑面積(km2)；S——流域面積(km2)。

(3) 按溝道主支溝狀況分類(lèi)

R=L0/L

(3)

式中：R——主支溝系數(shù)；L0——主溝道長(zhǎng)(m)；L——溝道全長(zhǎng)(m)。

2 結(jié)果與分析

2.1 侵蝕溝道分級(jí)研究

通過(guò)運(yùn)用不同類(lèi)型區(qū)典型流域的衛(wèi)星影像圖和地形圖，對(duì)大于500 m的溝道進(jìn)行系統(tǒng)的實(shí)地調(diào)查(主要包括流域界限和溝緣線的勾繪)和圖上測(cè)量(主要包括溝道流域面積、溝壑面積及溝道相對(duì)高差特征值的測(cè)量及計(jì)算，如圖1所示)。同時(shí)溝道的分級(jí)結(jié)果表明，3個(gè)類(lèi)型區(qū)典型小流域的溝道基本可以分為5級(jí)，主要以Ⅰ級(jí)溝道為主。丘三區(qū)Ⅰ級(jí)溝道28條，平均溝長(zhǎng)1 146.51 m，高差149.43 m，平均比降0.13%，平均溝道面積103.35 hm2，平均寬度864.92 m；Ⅱ級(jí)溝道4條，平均溝長(zhǎng)1 943.00 m，高差219.50 m，平均比降0.15%，平均溝道面積139.50 hm2，平均寬度670.20 m；Ⅲ級(jí)溝道5條，平均溝長(zhǎng)568.80 m，高差125.00 m，平均比降0.23%，平均溝道面積14.48 hm2，平均寬度222.81 m。該區(qū)域沒(méi)有Ⅳ或Ⅴ級(jí)溝道。丘五區(qū)Ⅰ級(jí)溝道80條，平均溝長(zhǎng)1 219.46 m，高差178.38 m，平均比降16.28%，平均溝道面積21.46 hm2，平均寬度176.83 m；Ⅱ級(jí)溝道20條，平均溝長(zhǎng)2 321.89 m，高差133.00 m，平均比降8.73%，平均溝道面積33.61 hm2，平均寬度135.08 m；Ⅲ級(jí)溝道9條，平均溝長(zhǎng)5 056.25 m，高差226.67 m，平均比降5.24%，平均溝道面積71.78 hm2，平均寬度138.75 m；Ⅳ級(jí)溝道4條，平均溝長(zhǎng)4 638.90 m，高差193.75 m，平均比降4.48%，平均溝道面積76.08 hm2，平均寬度168.94 m；Ⅴ級(jí)溝道1條，溝長(zhǎng)1 175.41 m，高差215.00 m，比降19.29%，溝道面積60.62 hm2，寬度515.75 m。高塬溝壑區(qū)Ⅰ級(jí)溝道20條，平均溝長(zhǎng)1 038.60 m，高差167.25 m，平均比降0.18%，平均溝道面積1.17 hm2，平均寬度312.30 m；Ⅱ級(jí)溝道2條，平均溝長(zhǎng)1 005.50 m，高差165 m，比降0.16%，平均溝道面積0.95 hm2，平均寬度445 m；Ⅲ級(jí)溝道1條，溝長(zhǎng)9 374 m，高差315 m，平均比降0.03%，溝道面積10.96 hm2，寬度871 m。該區(qū)域沒(méi)有Ⅳ或Ⅴ級(jí)溝道。由分析可知，丘三區(qū)溝道較寬且較為平緩，丘五區(qū)溝道細(xì)長(zhǎng)陡峭，高塬溝壑區(qū)溝道細(xì)長(zhǎng)而平緩。因此丘五區(qū)更容易發(fā)生河流侵蝕和降雨侵蝕[26-27]。

圖1 3個(gè)類(lèi)型區(qū)典型流域侵蝕溝道分級(jí)信息

2.2 侵蝕溝道分類(lèi)研究

2.2.1 按溝道的開(kāi)析狀況分類(lèi) 溝道的開(kāi)析狀況是指溝道的開(kāi)張程度，主要用來(lái)表示溝道宏觀地形開(kāi)闊特征。一般情況下，溝道開(kāi)析度越大，溝壑就越開(kāi)闊，溝坡就越平緩，溝道的立地條件就越好，開(kāi)發(fā)利用潛力愈大[28-29]。各類(lèi)型區(qū)開(kāi)析度K的劃分標(biāo)準(zhǔn)如表2所示，開(kāi)析度分類(lèi)見(jiàn)圖2。丘三區(qū)Ⅰ級(jí)溝道中，開(kāi)析型2條，半開(kāi)析型25條，深切型1條；Ⅱ級(jí)溝道中開(kāi)析型1條，半開(kāi)析型3條；Ⅲ級(jí)溝道中開(kāi)析型1條，半開(kāi)析型3條，深切型1條。丘五區(qū)Ⅰ級(jí)溝道中，開(kāi)析型9條，半開(kāi)析型67條，深切型4條；Ⅱ級(jí)溝道中開(kāi)析型4條，半開(kāi)析型14條，深切型12條；Ⅲ級(jí)溝道中半開(kāi)析型7條，深切型2條；Ⅳ級(jí)溝道中開(kāi)析型1，半開(kāi)析型2條，深切型1條；Ⅴ級(jí)溝道中開(kāi)析型1條。在高塬溝壑區(qū)Ⅰ級(jí)溝道中，開(kāi)析型3條，半開(kāi)析型15條，深切型2條；Ⅱ級(jí)溝道中開(kāi)析型1條，半開(kāi)析型1條；Ⅲ級(jí)溝道中開(kāi)析型1條。分析可知，丘五區(qū)開(kāi)析度K較丘三區(qū)和高塬溝壑區(qū)小，溝壑狹窄，溝坡陡峭，水土流失風(fēng)險(xiǎn)較大，不容易開(kāi)發(fā)利用。

表2 各類(lèi)型區(qū)典型小流域開(kāi)析狀況劃分標(biāo)準(zhǔn)

圖2 各類(lèi)型區(qū)典型小流域溝道開(kāi)析度

2.2.2 按溝道的割裂狀況分類(lèi) 溝道的割裂狀況用地面割裂度G來(lái)反映。在一定的地域范圍內(nèi)，地面割裂度G值越高，說(shuō)明溝壑面積越大，溝谷面積越小，地形越破碎，水土流失面積越大，治理任務(wù)也越艱巨，開(kāi)發(fā)利用程度也越難，治理措施更需要加強(qiáng)配置[28-29]。各類(lèi)型區(qū)割裂度G的劃分標(biāo)準(zhǔn)詳見(jiàn)表3，割裂狀況分類(lèi)如圖3所示。丘三區(qū)Ⅰ級(jí)溝道中，強(qiáng)度割裂型3條，中度割裂型19條，輕度割裂型7條；Ⅱ級(jí)溝道中強(qiáng)度割裂型2條，中度割裂型2條；Ⅲ級(jí)溝道中強(qiáng)度割裂型2條，中度割裂型3條。丘五區(qū)Ⅰ級(jí)溝道中，強(qiáng)度割裂型1條，中度割裂型27條，輕度割裂型52條；Ⅱ級(jí)溝道中強(qiáng)度割裂型3條，中度割裂型14條，輕度割裂型3條；Ⅲ級(jí)溝道中強(qiáng)度割裂型4條，中度割裂型3條，輕度割裂型2條；Ⅳ級(jí)溝道中強(qiáng)度割裂型2條，中度割裂型2條；Ⅴ級(jí)溝道中強(qiáng)度割裂型1條。高塬溝壑區(qū)Ⅰ級(jí)溝道中，強(qiáng)度割裂型3條，中度割裂型12條，輕度割裂型5條；Ⅱ級(jí)溝道中中度割裂型1條；Ⅲ級(jí)溝道中強(qiáng)度割裂型1條。3個(gè)類(lèi)型區(qū)中丘三區(qū)和高塬溝壑區(qū)的割裂度G值較大，說(shuō)明這兩個(gè)區(qū)域溝谷面積小，地形破碎。

表3 各類(lèi)型區(qū)典型小流域割裂狀況劃分標(biāo)準(zhǔn)

圖3 各類(lèi)型區(qū)典型小流域溝道割裂度

2.2.3 按溝道主支溝狀況分類(lèi) 溝道主支溝狀況反映了溝道的支溝發(fā)育程度和數(shù)量，同時(shí)也間接的反映了流域溝道切割的破碎程度，對(duì)反映溝道的地形狀況及溝道治理具有指導(dǎo)作用[30]。各類(lèi)型區(qū)的主支溝系數(shù)R的劃分標(biāo)準(zhǔn)如表4所示，主支溝系數(shù)分類(lèi)見(jiàn)圖4。丘三區(qū)Ⅰ級(jí)溝道中，主溝型2條，半主溝型23條，支溝型3條；Ⅱ級(jí)溝道主溝型4條；Ⅲ級(jí)溝道主溝型5條。丘五區(qū)Ⅰ級(jí)溝道中，主溝型21條，半主溝型54條，支溝型5條；Ⅱ級(jí)溝道中半主溝型12條，支溝型8條；Ⅲ級(jí)溝道中半主溝型1條，支溝型8條；Ⅳ級(jí)溝道支溝型4條；Ⅴ級(jí)溝道半主溝型1條。高塬溝壑區(qū)Ⅰ級(jí)溝道支溝型20條；Ⅱ級(jí)溝道支溝型2條；Ⅲ級(jí)溝道主溝型1條。三個(gè)類(lèi)型區(qū)中以丘五區(qū)主支溝系數(shù)最大，說(shuō)明區(qū)域溝道切割較大，破碎程度較高。

表4 各類(lèi)型區(qū)典型小流域主支溝狀況劃分標(biāo)準(zhǔn)

圖4 各類(lèi)型區(qū)典型小流域溝道主支溝系數(shù)

3 討論與結(jié)論

(1) 丘三區(qū)的Ⅰ級(jí)溝道中，Ⅰ14型(半開(kāi)析+中度割裂+半主溝型)的溝道所占比例最高，占總溝道條數(shù)的39.5%，占總面積的44.38%；在Ⅱ級(jí)溝道中，以Ⅱ10型(半開(kāi)析+強(qiáng)度割裂+主溝型)最高，占總溝道條數(shù)的比例為5.3%，占總面積的6.02%；在Ⅲ級(jí)溝道中以Ⅲ10型(半開(kāi)析+強(qiáng)度割裂+主溝型)為最高，占總溝道條數(shù)的比例為5.3%，占總面積的0.13%。

(2) 在丘五區(qū)的Ⅰ級(jí)溝道中，Ⅰ15型(半開(kāi)析+輕度割裂+半主溝型)的溝道所占比例最高，占總溝道條數(shù)的27.9%，占總面積的20.41%；在Ⅱ級(jí)溝道中為Ⅱ14型(半開(kāi)析+中度割裂+半主溝型)占總溝道條數(shù)的6.1%，占總面積的6.67%；在Ⅲ級(jí)溝道中Ⅲ16型(半開(kāi)析+強(qiáng)度割裂+支溝型)、Ⅲ17型(半開(kāi)析+中度割裂+支溝型)、Ⅲ25型(深切析+強(qiáng)度割裂+支溝型)、Ⅲ18型(開(kāi)析+輕度割裂+支溝型)的溝道條數(shù)所占比例均為1.8%，而半開(kāi)析+中度割裂+支溝型所占的面積最大，占總面積的8.74%；在Ⅳ級(jí)溝道中，各個(gè)類(lèi)型的溝道條數(shù)所占比例均為總條數(shù)的0.9%，而開(kāi)析+中割裂度+支溝型的溝道面積最大，占總面積的4.26%；在Ⅴ級(jí)溝道中，僅有Ⅴ4型(開(kāi)析+強(qiáng)度割裂+半主溝型)一種類(lèi)型，占溝道總條數(shù)的0.9%，占總面積的1.78%。

(3) 在高塬溝壑區(qū)的Ⅰ級(jí)溝道中，Ⅰ17型(半開(kāi)析+中度割裂+支溝型)溝道所占比例最高，占總溝道條數(shù)的34.7%，占總面積的17.34%；在Ⅱ級(jí)溝道中Ⅱ17型(半開(kāi)析+中度割裂+支溝型)與Ⅱ8型(開(kāi)析+中度割裂+支溝型)的溝道條數(shù)所占比例相同，為總溝道條數(shù)的4.4%，分別占總面積的1.9%與3.92%；在Ⅲ級(jí)溝道中，Ⅲ1型(開(kāi)析+強(qiáng)度割裂+主溝型)的溝道占總溝道條數(shù)的4.4%，占總面積的51.56%。

(4) 丘陵溝壑區(qū)第五副區(qū)溝壑狹窄陡峭，地形破碎，坡陡溝深，溝道破碎化程度高，水土流失量高，治理難度大，溝道難以利用，應(yīng)加強(qiáng)該區(qū)域水土流失的研究和治理。

[1] 閡隆瑞,范蕙.中國(guó)黃土高原的形成及其黃土成因的探討[J].科學(xué)通報(bào),1988,33(9):690-692.

[2] 付明勝,任兆選,白平良.地貌幾何數(shù)學(xué)模型在黃土高原溝道分級(jí)和壩系規(guī)劃中的應(yīng)用[J].中國(guó)水土保持科學(xué),2003,1(4):25-27.

[3] 付強(qiáng),彭紅,楊紅新,等.基于ArcGIS Hydrology工具的溝道分級(jí)特征值選取[J].中國(guó)水土保持,2009(3):55-57.

[4] 王曉朋,潘懋,任群智.基于流域系統(tǒng)地貌信息熵的泥石流危險(xiǎn)性定量評(píng)價(jià)[J].北京大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2007,43(2):211-215.

[5] 王禮先.流域管理學(xué)[M].北京:中國(guó)林業(yè)出版社,1999:181-195.

[6] 關(guān)君蔚.水土保持原理[M].北京:中國(guó)林業(yè)出版社,1996:1-10.

[7] 劉增文,李雅素.黃土殘塬區(qū)侵蝕溝道分類(lèi)研究[J].中國(guó)水土保持,2003(9):28-30.

[8] 蔣德麒,趙誠(chéng)信,陳章霖.黃河中游小流域徑流泥沙來(lái)源初步分析[J].地理學(xué)報(bào),1966,32(1):20-36.

[9] 陳浩,王開(kāi)章.黃河中游小流域坡溝侵蝕關(guān)系研究[J].地理研究,1999,18(4):363-372.

[10] 馬寧,趙幫元,王富貴,等.水土流失治理背景下小流域泥沙來(lái)源初探:以皇甫川流域西五色浪溝小流域?yàn)槔齕J].中國(guó)水土保持科學(xué),2011,9(5):15-19.

[11] 姚文藝,肖培青.黃土高原土壤侵蝕規(guī)律研究方向與途徑[J].水利水電科技進(jìn)展,2012,32(2):73-78.

[12] 陸中臣.流域侵蝕產(chǎn)沙和物質(zhì)轉(zhuǎn)移[J].地理研究,1989,8(2):101-111.

[13] 景可,陳永宗.我國(guó)土壤侵蝕與地理環(huán)境的關(guān)系[J].地理研究,1990,9(2):29-38.

[14] 陳浩.降雨特征和上坡來(lái)水對(duì)產(chǎn)沙的綜合影響[J].水土保持學(xué)報(bào),1992,6(2):17-23.

[15] 陳浩.流域系統(tǒng)水沙過(guò)程變異規(guī)律研究進(jìn)展[J].水土保持學(xué)報(bào),2001,15(5):102-107.

[16] 肖培青,鄭粉莉,姚文藝.坡溝產(chǎn)沙關(guān)系及其侵蝕機(jī)理研究進(jìn)展[J].水土保持研究,2004,11(4):101-104.

[17] 曾伯慶.晉西黃土丘陵溝壑區(qū)水土流失規(guī)律及治理效益[J].人民黃河,1980(2):20-25.

[18] 焦菊英,劉元保,唐克麗.小流域溝間與溝谷地徑流泥沙來(lái)量的探討[J].水土保持學(xué)報(bào),1992,6(2):24-28.

[19] 吳淑芳,吳普特,宋維秀,等.坡面調(diào)控措施下的水沙輸出過(guò)程及減流減沙效應(yīng)研究[J].水利學(xué)報(bào),2010,41(7):870-875.

[20] Horton R E, Leach H R, Vliet R V. Laminar sheet-flow[J]. Eos Transactions American Geophysical Union, 1934,15(2):393-404.

[21] Horton R E. Erosional development of streams and their drainage basins: Hydrophysical approach to quantitative morphology[J]. Geological Society of America Bulletin, 1945,56(3):275-370.

[22] 張學(xué)雷,陳杰.德國(guó)土壤科學(xué)的研究進(jìn)展[J].土壤通報(bào),2003,34(6):558-561.

[23] 鄭粉莉,王占禮,楊勤科.土壤侵蝕學(xué)科發(fā)展戰(zhàn)略[J].水土保持研究,2004,11(4):1-10.

[24] 張松柏.慶陽(yáng)市董志塬水土保持對(duì)策研究[J].西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào):社會(huì)科學(xué)版,2012,12(2):67-72.

[25] 楊曉珍,高春河,朱嫣.寧南山區(qū)水土保持工程固溝模式探索[J].中國(guó)水土保持,2010(2):47-48.

[26] 劉會(huì)源,宋錦霞,牛萍.黃土高原地區(qū)溝道工程的水保作用與防洪功效[J].水土保持研究,2004,11(3):204-207.

[27] 王萬(wàn)忠,焦菊英,馬麗梅,等.黃土高原不同侵蝕類(lèi)型區(qū)侵蝕產(chǎn)沙強(qiáng)度變化及其治理目標(biāo)[J].水土保持通報(bào),2012,32(5):1-7.

[28] 張勝利,崔云鵬.渭北高原溝壑區(qū)溝道治理工程體系配置優(yōu)化研究[J].西北林學(xué)院學(xué)報(bào),1995,10(S1):39-46.

[29] 高鵬,蔣定生.黃土高原丘陵溝壑區(qū)溝道水資源利用模式初探[J].水土保持研究,2000,7(2):77-79.

[30] 雷阿林,唐克麗,王文龍.土壤侵蝕鏈概念的科學(xué)意義及其特征[J].水土保持學(xué)報(bào),2000,14(3):79-83.

Characteristics of Erosion Gullies in Small Watershed Scale on Loess Plateau in Gansu Province

SHI Wanli1, WANG Shoujun2, ZHANG Fu1

(1.Forestry College, Gansu Agricultural University, Lanzhou， Gansu 730070， China; 2.Gansu Soil and Water Conservation Bureau， Lanzhou， Gansu 730000， China)

[Objective] The paper studied the classification of the erode gullies in small typical watersheds on the loess plateau in Gansu Province aimed to lay foundation for the better development of soil and water conservation and ecological management in the Loess Plateau. [Methods] Based on the results of the first national water resources and water power investigation, using GIS technology and math model of physiognomy geometry ration, the gullies were graded quantitatively and erosion gullies are classified from geology, geomorphology, size, and shape. Therethrough, the characteristics of erosion gullies in the Loess Plateau were inferred from. [Results] The results showed that in small watershed scale on Loess Plateau in Gansu Province, most of the erosion gullies are those, in hilly and gully regions, that have semi-opened, moderate fragmented and semi-main groove typed characteristics; In Loess gully regions, that have semi-opened, moderate fragmented and branch gully typed characteristics. [Conclusion] In the hilly and gully region, the fifth gully is narrow and steep, the gully fragmentation is high and the amount of soil erosion is great. It is difficult to manage and use the gullies.

LoessPlateau;watershed;erosiongullies;classification

A

： 1000-288X(2017)04-0236-06

： S157.1

2016-12-15

：2017-01-03

甘肅省水利普查科研專(zhuān)項(xiàng)“甘肅黃土高原侵蝕溝道特征與水沙資源保護(hù)利用研究”

石萬(wàn)里(1980—),男(漢族)，甘肅省慶陽(yáng)市人,碩士，講師,主要從事水土保持學(xué)方面的研究。E-mail:shiwl@gsau.edu.cn。

張富(1961—),男(漢族)，甘肅省定西市人,博士，研究員,主要從事水土保持配置及環(huán)境整治與生態(tài)修復(fù)研究。E-mail:fuzhang001@163。