佳蘆河流域特大暴雨洪水對(duì)下墊面治理的響應(yīng)

冉大川，齊 斌，肖培青，焦 鵬

（1.黃河水利委員會(huì) 黃河水利科學(xué)研究院，鄭州450003；2.黃河水利委員會(huì) 黃河中游水文水資源局，山西 晉中030600；3.水利部 黃土高原水土流失過程與控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，鄭州450003）

近年來，黃河中游干流及支流實(shí)測徑流量和輸沙量持續(xù)大幅度減少，引起多方高度關(guān)注。搞清黃河中游水沙劇變成因，闡明水土保持措施對(duì)水沙劇減的貢獻(xiàn)程度，分析暴雨條件下來水來沙對(duì)近期水土保持措施綜合治理的響應(yīng)關(guān)系，對(duì)于評(píng)價(jià)未來尤其是極端氣候條件下黃河水沙變化情勢具有重要意義。而近期流域暴雨洪水對(duì)下墊面治理的響應(yīng)和不同水土保持措施減洪減沙能力分析是黃河中游水沙變化情勢研究中一個(gè)非常薄弱的環(huán)節(jié)。本文通過野外實(shí)地調(diào)查和資料收集，對(duì)佳蘆河流域“2012－7－27”暴雨洪水特性、汛期降雨產(chǎn)流關(guān)系、水土保持措施減洪減沙能力及減洪減沙量、洪水輸沙量銳減的下墊面成因等進(jìn)行了分析和計(jì)算，同時(shí)分析了流域洪水輸沙量減少的水土保持治理措施特征，為進(jìn)一步研究黃河中游相關(guān)流域水土保持措施變化和綜合治理對(duì)流域水沙變化的影響、開展基于下墊面治理的黃河中游多沙粗沙區(qū)暴雨洪水分析奠定了基礎(chǔ)。

1 “2012－7－27”暴雨洪水概況

佳蘆河發(fā)源于陜西省榆林市榆陽區(qū)雙山鄉(xiāng)斷橋村，由西北向東南流至榆林市佳縣佳蘆鎮(zhèn)木廠灣村后注入黃河，干流長93km，溝道平均比降6.28‰，流域面積1 134km2。出口水文站為申家灣水文站，控制面積1 121km2。佳蘆河地處黃土高原毛烏素沙漠南緣，流域地貌類型絕大部分屬黃土丘陵溝壑區(qū)，梁峁起伏，溝壑縱橫，溝壑密度3.24km/km2［1］。

2012年7月26日16時(shí)至27日14時(shí)，黃河中游山（西）陜（西）區(qū)間部分地區(qū)突降中到大雨，局部地區(qū)降暴雨到大暴雨。佳蘆河申家灣站最大12h、最大6 h和最大4h降雨量分別高達(dá)221.2mm，211.2mm和108.6mm，40min降雨量達(dá)86.4mm，均為該站有記錄以來最大降水。由于佳蘆河流域多年平均降水量為395.1mm，本次一天之內(nèi)的降雨相當(dāng)于流域半年多的降雨。佳蘆河出現(xiàn)1971年以來最大洪水過程，實(shí)測最大洪峰流量1 820m3/s。7月27日20時(shí)至28日8時(shí)，山陜區(qū)間北部再次出現(xiàn)較強(qiáng)降水過程，局部地區(qū)降暴雨，個(gè)別站降大暴雨。暴雨中心位于禿尾河、佳蘆河下游和無定河的上中游以及窟野河口至佳蘆河口的黃河干流兩岸，暴雨籠罩面積約1萬km2。其中佳蘆河支流金明寺川金明寺站最大6h降雨量達(dá)87.2mm，由于前后兩次暴雨洪水疊加，洪峰接踵而至，實(shí)測最大洪峰流量2 010m3/s。根據(jù)張利娜［2］等的研究，來自孟加拉灣和南海的暖濕氣流，為黃河中游“2012－7－27”暴雨的形成提供了充足的水汽條件并產(chǎn)生了明顯的水汽輻合；熱力對(duì)流對(duì)該次暴雨的形成起到了重要作用。

在佳蘆河“2012－7－27”暴雨洪水中，佳縣受災(zāi)群眾達(dá)十余萬人，直接經(jīng)濟(jì)損失約4.5億元。主要的水土保持工程措施淤地壩水毀嚴(yán)重，該次暴雨共水毀淤地壩748座，其中大型淤地壩79座，中型淤地壩277座，小型淤地壩392座，直接經(jīng)濟(jì)損失1.4億元。

2 暴雨洪水泥沙特點(diǎn)

根據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì)，佳蘆河流域“2012－7－27”暴雨洪水特征值見表1。高亞軍［3］等的分析表明，佳蘆河流域“2012－7－27”暴雨中心雨量和最大2h雨量均為有資料記載以來的最大值。另據(jù)歷史資料統(tǒng)計(jì)［4］，1970年8月2日佳蘆河流域也曾普降大暴雨，流域面平均降雨量達(dá)127mm，而本次暴雨流域面平均雨量高達(dá)170.3mm，也為有資料記載以來的最大值。

表1 佳蘆河流域“2012－7－27”暴雨洪水特征值

2.1 洪水泥沙關(guān)系分析

佳蘆河流域歷年最大洪峰流量大于1 000m3/s變化柱狀圖及對(duì)應(yīng)的洪水量與洪水輸沙量關(guān)系分別見圖1和圖2，不同時(shí)段洪水泥沙關(guān)系見圖3。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，在1958—2012年資料系列中最大洪峰流量大于1 000m3/s的洪水共有16場，“2012－7－27”洪水最大洪峰流量2 010m3/s，按由大到小排名居第6位。由圖2及圖3可以看出，無論是與Qm＞1 000m3/s的大洪水還是與歷年洪水相比，“2012－7－27”洪水輸沙量都明顯偏小。根據(jù)回歸分析（圖2），佳蘆河流域1958—1994年最大洪峰流量大于1 000m3/s的場次洪水泥沙線性關(guān)系式為：

式中：WH——場次洪水量（萬 m3）；WHS——場次洪水輸沙量（萬t）。式（1）相關(guān)系數(shù)為0.982?！?012－7－27”暴雨洪水量為6 040萬m3，帶入式（1）計(jì)算后得到其對(duì)應(yīng)的洪水輸沙量應(yīng)為4 600萬t，但本次暴雨實(shí)測洪水輸沙量僅為1 640萬t，只有計(jì)算值的35.7%，減少了64.3%。因此，佳蘆河流域“2012－7－27”暴雨洪水輸沙量與歷史相同洪水量對(duì)應(yīng)的洪水輸沙量相比大為減少。

圖1 佳蘆河流域最大洪峰流量（Qm＞1 000m3/s）變化

圖2 佳蘆河流域場次洪水泥沙關(guān)系（Qm＞1 000m3/s）

圖3 佳蘆河流域不同時(shí)段洪水泥沙關(guān)系

以黃河中游水土保持生態(tài)建設(shè)大規(guī)模開展的1997年為界，基于佳蘆河流域下墊面變化，對(duì)圖3顯示的關(guān)系分兩個(gè)時(shí)段進(jìn)一步分析，結(jié)果表明，1997—2012年與1957—1996年相比，流域洪水泥沙關(guān)系直線斜率變小，說明洪水含沙量減小。這與1997年以來流域水土保持綜合治理對(duì)下墊面的影響有密切關(guān)系。通過回歸分析，佳蘆河流域1957—1996年和1997—2012年洪水泥沙線性關(guān)系式分別為：

1957—1996年：

1997—2012年：

式中：WH——年洪水量（萬 m3）；WHS——年洪水輸沙量（萬t）。（2），（3）兩式相關(guān)系數(shù)分別為0.989，0.975。

由圖3及式（2），（3）斜率及截距可以看出，1997年以來佳蘆河流域洪水泥沙關(guān)系已經(jīng)發(fā)生變化，值得關(guān)注。流域洪水泥沙線性關(guān)系式的物理意義是其斜率代表流域洪水期平均含沙量，對(duì)比式（2），（3）的斜率可知，佳蘆河流域1957—1996年洪水期平均含沙量為 659.2kg/m3，1997—2012 年 下 降 為 296.6 kg/m3，減小了55%。從1994年以前最大洪峰流量大于1 000m3/s的15場歷史洪水最大含沙量來看，其平均值為1 140kg/m3，“2012－7－27”洪水最大含沙量僅為784kg/m3，在16場歷史洪水中排名最末位（圖4）。因此，與歷史大洪水相比，“2012－7－27”洪水含沙量大幅度減小。

圖4 佳蘆河流域特大洪水年份最大含沙量變化

2.2 汛期降雨產(chǎn)流關(guān)系分析

根據(jù)1957—2012年水文資料，點(diǎn)繪佳蘆河流域汛期（5—9月）降雨產(chǎn)流關(guān)系見圖5。按照發(fā)生洪水時(shí)降雨量的大小，佳蘆河流域汛期降雨產(chǎn)流關(guān)系以場次洪水對(duì)應(yīng)的面平均雨量為參數(shù)，可以分為3個(gè)區(qū)，即暴雨區(qū)、大雨區(qū)和一般降雨區(qū)。其中暴雨區(qū)場次洪水對(duì)應(yīng)的面平均雨量Pc≥50mm；大雨區(qū)場次洪水對(duì)應(yīng)的面平均雨量Pc取值為25mm≤Pc＜50mm；一般降雨區(qū)場次洪水對(duì)應(yīng)的面平均雨量Pc＜25 mm。通過回歸分析，佳蘆河流域3個(gè)區(qū)汛期降雨產(chǎn)流關(guān)系式分別為：

暴雨區(qū)：

大雨區(qū)：

一般降雨區(qū)：

式中：WH——年洪水量（萬 m3）；PX——流域汛期降雨量（mm）。（4），（5），（6）三式相關(guān)系數(shù)分別為0.991，0.984，0.637。

圖5 佳蘆河流域汛期降雨產(chǎn)流關(guān)系

由此可見，當(dāng)佳蘆河流域汛期發(fā)生高強(qiáng)度暴雨或大暴雨時(shí)，其降雨量與流域產(chǎn)洪量具有非常密切的線性正相關(guān)關(guān)系，暴雨越大，產(chǎn)洪量越大。暴雨區(qū)單位毫米暴雨產(chǎn)洪量（即暴雨區(qū)線性關(guān)系式斜率）高達(dá)32萬 m3/mm。2012年雖然發(fā)生了“2012－7－27”暴雨洪水，但2012年點(diǎn)據(jù)卻在大雨區(qū)右側(cè)，偏離暴雨區(qū)較遠(yuǎn)，說明目前佳蘆河流域發(fā)生特大暴雨時(shí)的降雨產(chǎn)洪關(guān)系與以往相比已經(jīng)發(fā)生明顯變化，相同汛期降雨對(duì)應(yīng)的產(chǎn)洪量明顯減小，這顯然與目前流域下墊面的攔蓄作用顯著增大密切相關(guān)。

對(duì)于中等強(qiáng)度的汛期大雨，佳蘆河流域汛期降雨產(chǎn)流關(guān)系仍為非常密切的線性正相關(guān)關(guān)系。大雨區(qū)單位毫米降雨產(chǎn)洪量為22萬m3/mm，比暴雨區(qū)絕對(duì)值減小10萬m3/mm，減小了31.3%。對(duì)于一般強(qiáng)度的汛期降雨，佳蘆河流域汛期降雨產(chǎn)流線性正相關(guān)關(guān)系雖然相關(guān)性較差，但其相同汛期降雨對(duì)應(yīng)的產(chǎn)洪量卻明顯小于大暴雨區(qū)。根據(jù)以上關(guān)系式計(jì)算，對(duì)于相同的汛期降雨（如400mm），大雨區(qū)的產(chǎn)洪量只有暴雨區(qū)的56.5%，一般降雨區(qū)的產(chǎn)洪量僅分別為暴雨區(qū)和大雨區(qū)的21.9%和38.7%。由于流域一般降雨區(qū)的降雨產(chǎn)流關(guān)系相對(duì)比較散亂，說明其影響因素較為復(fù)雜。

根據(jù)以上對(duì)比分析，佳蘆河流域“2012－7－27”暴雨洪水特點(diǎn)是：暴雨量大，雨強(qiáng)大，籠罩面積大；洪峰流量、最大含沙量、洪水量和洪水輸沙量明顯減小；1997年以來的洪水泥沙關(guān)系已有明顯變化。

3 水土保持措施減洪減沙量計(jì)算

3.1 水保措施保存面積核實(shí)

本次研究通過歷時(shí)半個(gè)月的典型調(diào)查，在廣泛收集佳蘆河流域水利水保措施年報(bào)等資料的基礎(chǔ)上，采用衛(wèi)星遙感資料修正、抽樣調(diào)查、與第一次全國水利普查公報(bào)數(shù)據(jù)核對(duì)等多種途徑，核實(shí)了流域截至2012年底的水保措施保存面積（表2）。水保措施配置比指某一單項(xiàng)水土保持措施保存面積與水土保持措施總保存面積之比。佳蘆河流域2006年與2012年水保措施配置比計(jì)算結(jié)果見表2，水保措施配置比變化過程見圖6。由此可見，2012年底水保措施累積保存面積比2006年底增加了57.3%，年均治理進(jìn)度達(dá)到9.6%。

表2 佳蘆河流域水保措施保存面積核實(shí)結(jié)果

由配置比計(jì)算結(jié)果來看，2012年與2006年相比，佳蘆河流域梯田、壩地和封禁治理配置比均呈上升趨勢，其中梯田配置比上升17.4%，壩地配置比上升4.0%，封禁治理配置比上升26.7%。但林草措施配置比均呈下降趨勢，其中林地配置比下降5.0%，草地配置比下降7.2%?？傮w而言，佳蘆河流域工程措施（梯田和壩地）配置比上升，封禁治理配置比上升最為明顯；林草措施配置比則有所下降。水保措施配置比的變化對(duì)流域水土保持措施減洪減沙作用的充分發(fā)揮將產(chǎn)生重要影響，有待進(jìn)一步深入研究。

3.2 水保措施減洪減沙量計(jì)算與分析

采用“指標(biāo)法”計(jì)算佳蘆河流域2012年水土保持措施減洪減沙量。根據(jù)“十一五”國家科技支撐計(jì)劃重點(diǎn)課題第四專題“黃河中游水沙變化成因分析”1997—2006年研究成果［5］，求得佳蘆河流域近期水土保持措施減洪減沙指標(biāo)，計(jì)算流域2012年水土保持措施減洪減沙量（表3）。

圖6 佳蘆河流域水保措施配置比變化對(duì)比

表3 佳蘆河流域2012年水土保持措施減洪減沙量計(jì)算結(jié)果

由表3計(jì)算結(jié)果可見，2012年佳蘆河流域水土保持措施減洪2 206萬m3，減沙1 017萬t，減洪減沙效益分別達(dá)到19.6%和38.0%。在“2012－7－27”暴雨中水土保持措施減洪減沙效益分別達(dá)到26.8%和38.3%，水土保持措施的削洪減沙效益十分明顯。從各單項(xiàng)水土保持措施減洪減沙所占比例來看，壩地表現(xiàn)最為“搶眼”，減洪減沙所占比例最大，其中減洪所占比例高達(dá)71.0%。雖然流域壩庫損毀比較嚴(yán)重，但卻依然發(fā)揮了十分重要的攔沙作用，減沙所占比例達(dá)到51.9%。林草等植被措施（包括封禁治理）減洪減沙所占比例其次，其中減洪所占比例為17.9%，減沙所占比例為29.6%。梯田減洪減沙所占比例位居第三，其中減洪所占比例為11.1%，減沙所占比例為18.5%。

3.3 水土保持措施減沙能力分析

定義水土保持單位措施面積最大減沙量為水土保持措施減沙能力。根據(jù)以往對(duì)黃河中游地區(qū)水土保持徑流小區(qū)資料的分析，梯田、林地、草地等坡面水土保持措施具有不同的攔蓄作用。當(dāng)坡地徑流深較小時(shí)，徑流基本上都被攔蓄；隨著徑流深的增加，各種曲線都存在一個(gè)極限值，即存在某種措施的最大攔蓄徑流的能力，亦即最大填洼深度。小區(qū)牧草攔蓄的最大徑流深約為5～15mm，林地?cái)r蓄的最大徑流深約為20～40 mm，水平梯田攔蓄的徑流深最大可達(dá)70mm。坡面水土保持措施攔減洪水必然減少洪水輸沙量。小區(qū)牧草的減沙作用最大約為17 000t/km2，林地為26 000 t/km2，水平梯田可達(dá)28 000t/km2，此即黃河中游坡面措施的最大減沙能力。一般來說，大面積上坡面措施的最大減沙能力要比小區(qū)值低20%左右［6］。

根據(jù)以往研究，梯田的減沙能力隨著梯田面積的增加而增大，但減沙能力存在一個(gè)上限。根據(jù)水利部第二期黃河水沙變化研究基金資助項(xiàng)目“河龍區(qū)間水土保持措施減水減沙作用分析”研究成果，河龍區(qū)間小區(qū)一類梯田的減沙能力最大可以達(dá)到25 000 t/km2，減沙效益可達(dá)86%；二類梯田的減沙能力最大約為15 000t/km2，減沙效益在70%左右；三類梯田的減沙能力最大只有5 000t/km2，減沙效益在50%左右。同時(shí)，不同產(chǎn)流產(chǎn)沙水平下不同質(zhì)量的林地減沙水平不同；林地的減沙能力不僅與林地的覆蓋度有關(guān)，而且與產(chǎn)流產(chǎn)沙水平有關(guān)；隨著產(chǎn)流產(chǎn)沙量的增大，林地的減洪減沙量增大，當(dāng)增大到一定的極限以后不再變化。覆蓋度為90%時(shí)，小區(qū)林地的最大減沙能力可以達(dá)到27 000t/km2；覆蓋度為60%時(shí)，小區(qū)林地的最大減沙能力為18 000t/km2；覆蓋度為30%時(shí)，小區(qū)林地最大減沙能力只有5 000t/km2。草地減洪減沙不僅與草地質(zhì)量有關(guān)，而且與對(duì)照區(qū)的產(chǎn)流產(chǎn)沙水平有關(guān)。蓋度為70%時(shí)，小區(qū)草地的最大減沙能力可達(dá)2 800t/km2；蓋度為50%時(shí)，最大減沙能力可達(dá)1 400t/km2；當(dāng)蓋度為35%時(shí)，最大減沙能力只有650t/km2，減沙能力較差［7］。

水土保持措施減沙指標(biāo)定義為某一時(shí)段單位措施面積減沙量，一般為一常數(shù)。顯然，水土保持措施減沙指標(biāo)一般小于其減沙能力。由于水土保持措施減沙能力與減沙指標(biāo)密切相關(guān)，為簡化研究問題，本次研究把表3中確定的佳蘆河流域減沙指標(biāo)作為其減沙能力。由此可知，佳蘆河流域2012年梯田、林地、草地減沙能力分別為99，62，20t/hm2。本次調(diào)查中看到，佳蘆河流域梯田質(zhì)量普遍較好，可按一類梯田考慮；根據(jù)計(jì)算，佳蘆河流域植被覆蓋度為50.4%。按照上述河龍區(qū)間小區(qū)不同類別、不同覆蓋度的坡面措施最大減沙能力折減20%計(jì)算，則佳蘆河流域梯田最大減沙能力為200t/hm2，林地、草地最大減沙能力分別為95，11.2t/hm2。顯然，在“2012－7－27”暴雨洪水中佳蘆河流域梯田減沙能力遠(yuǎn)未達(dá)到其最大減沙能力200 t/hm2，抵御暴雨洪水的空間仍然很大；林地減沙能力也只有其最大減沙能力的65.3%，也未達(dá)到其最大減沙能力。但草地減沙能力卻是其最大減沙能力的1.786倍，已經(jīng)超出其最大減沙能力，需要繼續(xù)加大植被措施建設(shè)力度。

3.4 植被措施對(duì)流域洪水泥沙削減作用分析

植被措施對(duì)流域產(chǎn)流產(chǎn)沙具有明顯的影響。根據(jù)黃河中游泥沙主要來源區(qū)10個(gè)代表流域（區(qū)域）1960—1984年資料［8］，統(tǒng)計(jì)植被覆蓋率與產(chǎn)流產(chǎn)沙特征值，通過回歸分析，得到植被覆蓋率與徑流深和輸沙模數(shù)的負(fù)指數(shù)關(guān)系式分別為：

式中：y1——流域多年平均徑流深（mm）；y2——流域多年平均輸沙模數(shù)［t/（km2·a）］；x——流域平均植被覆蓋率（%）。（7），（8）兩式相關(guān)系數(shù)分別為0.825，0.908。由此說明，在黃河中游泥沙主要來源區(qū)，流域產(chǎn)流產(chǎn)沙尤其是產(chǎn)沙與流域植被覆蓋率（林率）之間具有很好的非線性負(fù)指數(shù)關(guān)系（圖7和圖8）。據(jù)此，只要知道植被覆蓋率的變化，便可求得徑流泥沙的變化。由式（7），（8）可以估算植被覆蓋率與減水減沙作用的定量關(guān)系：若植被覆蓋率提高1%，減水率可以提高0.5%，減沙率可以提高4.3%。

圖7 黃河中游植被覆蓋率與徑流深關(guān)系

圖8 黃河中游植被覆蓋率與輸沙模數(shù)關(guān)系

由圖7可以看出，隨著植被覆蓋率的增大，流域產(chǎn)流量（徑流深）明顯減小。即使植被覆蓋率超過90%，流域產(chǎn)流量依然呈減小趨勢。由圖8可以看出，隨著植被覆蓋率的增大，流域產(chǎn)沙量（輸沙模數(shù)）減小趨勢更為明顯，但植被覆蓋率超過60%以后，流域產(chǎn)沙量減小趨勢明顯變緩，植被覆蓋率超過70%以后流域產(chǎn)沙量趨于穩(wěn)定。顯然，隨著植被覆蓋率的增大，流域產(chǎn)沙量的變化存在著明顯的臨界現(xiàn)象，即當(dāng)流域植被覆蓋率＞70%時(shí)，植被覆蓋率對(duì)流域產(chǎn)沙量的影響不大，而一旦流域植被覆蓋率＜60%，隨著植被覆蓋率的減小，流域產(chǎn)沙量明顯增加；當(dāng)流域植被覆蓋率＜30%時(shí)，隨著植被覆蓋率的減小，流域產(chǎn)沙量迅速增大，這與盧金發(fā)［9］等的分析結(jié)論基本一致。因此，植被覆蓋率達(dá)到70%可以作為黃河中游泥沙主要來源區(qū)流域產(chǎn)沙量趨于穩(wěn)定的植被覆蓋率閾值。

根據(jù)表2水保措施面積核實(shí)結(jié)果，2012年佳蘆河流域植被（包括林草措施及封禁治理）覆蓋度（植被措施核實(shí)面積/流域面積×100%）為50.4%，與2006年相比植被覆蓋度增加了16.7%，則其減水率可以提高8.4%，減沙率可以提高71.8%。因此，佳蘆河流域植被措施在“2012－7－27”暴雨中對(duì)來自坡面的洪水泥沙削減作用非常顯著。同時(shí)，由于佳蘆河流域植被覆蓋度為50.4%，與流域產(chǎn)沙量趨于穩(wěn)定的植被覆蓋度閾值70%尚有約20%的差距，故該流域繼續(xù)通過水土保持生態(tài)工程建設(shè)以提高植被覆蓋度、從而實(shí)現(xiàn)持續(xù)減沙的空間很大，植被措施與工程措施相結(jié)合依然是最為有效的減沙措施配置模式。水土保持植被措施和工程措施等人類活動(dòng)不僅影響到流域產(chǎn)流產(chǎn)沙等水文過程，還將改變流域的植被狀況并影響流域的產(chǎn)流機(jī)制，進(jìn)而直接影響流域綜合治理的效果。因此，進(jìn)一步開展人類活動(dòng)影響下的流域生態(tài)水文過程演變研究必要而迫切［10］。

4 洪水輸沙量減少的水土保持治理措施特征

佳蘆河流域水土保持措施在2012年7月暴雨洪水中的削洪減沙效益十分明顯，既說明黃河中游地區(qū)在1997年以來持續(xù)大規(guī)模治理背景下，近期水土保持措施的削洪減沙能力有了明顯提高，也與近期流域下墊面出現(xiàn)的一些新的變化特征密切相關(guān)。茲闡述如下：

（1）梯田。從佳蘆河流域梯田建設(shè)情況看，近期建設(shè)規(guī)模較大。由表2可知，2012年流域梯田保存面積比2006年增加了84.8%，梯田配置比達(dá)到24.3%，因此，佳蘆河流域梯田在“2012－7－27”暴雨中發(fā)揮了較大的攔蓄作用。

（2）淤地壩。根據(jù)本次調(diào)查統(tǒng)計(jì)，佳蘆河流域截至2012年底共計(jì)建設(shè)淤地壩3 913座，其中骨干壩202座，中型壩1 765座，小型壩1 946座；1990年以后新建骨干壩20座，控制面積比（骨干壩控制面積之和/流域水土流失面積×100%）10.7%，總庫容0.339億m3。其中地處“2012－7－27”暴雨區(qū)的中小淤地壩絕大多數(shù)建于20世紀(jì)70年代和80年代初期，到90年代中后期已基本淤滿。但2003年以來新建的淤地壩大多數(shù)淤積緩慢，至今也未淤滿。根據(jù)本次現(xiàn)場調(diào)查和統(tǒng)計(jì)，有30%左右的骨干壩蓄水運(yùn)用。由于佳蘆河流域“2012－7－27”暴雨核心區(qū)基本上為2003年以來流域淤地壩建設(shè)密度最大的地區(qū)，因此，數(shù)量龐大的淤地壩群（系）在本次暴雨中削減洪峰、攔沙減蝕的作用非常突出，減洪減沙所占比例最大。

（3）植被。1997年以來，黃河中游地區(qū)由于退耕還林、生態(tài)修復(fù)和封禁治理等措施的實(shí)施，植被恢復(fù)速度明顯加快。就佳蘆河流域而言，近期植被變化也非常明顯。根據(jù)表2結(jié)果，2012年佳蘆河流域植被覆蓋度為50.4%，與2006年相比植被覆蓋度增加了16.7%。根據(jù)抽樣調(diào)查，2012年7月暴雨前佳蘆河流域植被平均郁閉度（植被葉冠垂直投影面積與植被面積之比）為0.49，根據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織規(guī)定，郁閉度在0.70（含0.70）以上為稠密植被，郁閉度在0.20～0.69之間為中度植被，郁閉度在0.20（不含0.20）以下為稀疏植被。因此，佳蘆河流域已達(dá)到中度植被的郁閉度水平，植被措施在本次暴雨中的攔蓄作用如此明顯是因有充分的覆蓋度和郁閉度作基礎(chǔ)，其減洪減沙所占比例僅次于淤地壩并非偶然。

5 結(jié) 論

（1）佳蘆河流域“2012－7－27”暴雨洪水特點(diǎn)是暴雨量大，雨強(qiáng)大，暴雨籠罩面積大；洪峰流量、最大含沙量、洪水量和洪水輸沙量明顯減小。流域汛期降雨產(chǎn)流關(guān)系可以分為3個(gè)區(qū)，即暴雨區(qū)、大雨區(qū)和一般降雨區(qū)，具有明顯的分區(qū)特征。其中暴雨區(qū)場次洪水對(duì)應(yīng)的面平均雨量Pc≥50mm；大雨區(qū)25mm≤Pc＜50mm；一般降雨區(qū)Pc＜25mm。

（2）2012年佳蘆河流域水土保持措施減洪2 206萬m3，減沙1 017萬t，減洪減沙效益分別達(dá)到19.6%和38.0%。在“2012－7－27”暴雨中水土保持措施減洪減沙效益分別達(dá)到26.8%和38.3%。水土保持措施的削洪減沙效益十分明顯。

（3）佳蘆河流域“2012－7－27”暴雨洪水中壩地減洪減沙所占比例最大，分別高達(dá)71.0%和51.9%；林草等植被措施（包括封禁治理）減洪減沙所占比例其次，分別為17.9%和29.6%；梯田減洪減沙所占比例位居第三，分別為11.1%和18.5%。植被措施對(duì)流域洪水泥沙削減作用顯著。與2006年相比流域植被覆蓋度增加16.7%，減水率提高8.4%，減沙率提高71.8%。

（4）在“2012－7－27”暴雨中佳蘆河流域梯田、林地減沙能力均未達(dá)到其最大減沙能力，抵御暴雨洪水的空間仍然很大；但草地減沙能力卻是其最大減沙能力的1.786倍，已經(jīng)超出其最大減沙能力，需要繼續(xù)加大植被措施建設(shè)力度。

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