“7?26”暴雨下不同土地利用坡面淺溝溝槽發(fā)育特征及體積估算

楊 波，王文龍，張闖娟，郭明明，康宏亮，王文鑫，陳卓鑫，趙 滿

（1. 西北農(nóng)林科技大學(xué)水土保持研究所黃土高原土壤侵蝕與旱地農(nóng)業(yè)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，楊凌 712100；2. 中國(guó)科學(xué)院水利部水土保持研究所，楊凌 712100；3. 榆林學(xué)院陜西省礦區(qū)生態(tài)修復(fù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，榆林 719000；4. 黃河勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院有限公司，鄭州 450003）

0 引 言

溝蝕是黃土高原地區(qū)主要的侵蝕類型，主要分為淺溝侵蝕、切溝侵蝕、沖溝侵蝕和干溝侵蝕等[1]，其中淺溝侵蝕是發(fā)生在坡耕地上主要的侵蝕類型，淺溝的形成和發(fā)展不僅使土地被吞蝕，還可降低土壤質(zhì)量指數(shù)[2-3]，產(chǎn)生嚴(yán)重的水質(zhì)和經(jīng)濟(jì)問題[4]，同時(shí)也是河流泥沙的重要來源以及污染物運(yùn)移的重要通道，研究表明，淺溝侵蝕占坡面總侵蝕量的 17%～100%[5-6]。由于淺溝侵蝕的嚴(yán)重性，自20世紀(jì)70年代以來，淺溝侵蝕的發(fā)生發(fā)展受到各國(guó)學(xué)者的廣泛關(guān)注。

目前，對(duì)于淺溝侵蝕的研究主要是采用野外調(diào)查、定位觀測(cè)[7-8]、基于 GIS的遙感影像分析[9]和室內(nèi)外模擬降雨沖刷試驗(yàn)[6,10-14]。張科利等[7]通過對(duì)黃土丘陵溝壑區(qū)坡面淺溝侵蝕發(fā)育特征進(jìn)行了野外調(diào)查，發(fā)現(xiàn)淺溝侵蝕的臨界坡長(zhǎng)與坡面平均坡度之間呈二次曲線關(guān)系。Capra等[15-16]使用不同模型對(duì)淺溝侵蝕進(jìn)行預(yù)測(cè)，發(fā)現(xiàn)經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷念A(yù)測(cè)結(jié)果明顯高于淺溝侵蝕模型 EGEM。室內(nèi)通過人工構(gòu)筑淺溝發(fā)育初期的模型，采用模擬降雨的方法得出在淺溝發(fā)育的不同階段，其侵蝕量占坡面總侵蝕量的比例不同，在淺溝發(fā)育初期和中期，侵蝕量占總產(chǎn)沙量的58%，后期為26%～59%[6]。然而自從實(shí)施退耕還林還草措施以來，該區(qū)大量的坡耕地被退耕為草地、林地和其他非農(nóng)用地[17]。由于前期多年的犁耕作用，導(dǎo)致農(nóng)地形成淺溝瓦背狀，退耕后此種形態(tài)并未消失，而是在此基礎(chǔ)上由農(nóng)地演變?yōu)槠渌耐恋乩妙愋停欢?，針?duì)此種下墊面情況，極端降雨條件下淺溝溝槽的發(fā)育狀況未見報(bào)道。因此本文以陜北“7?26”特大暴雨為研究背景，通過實(shí)地勘察測(cè)量，定量分析由該次暴雨導(dǎo)致的岔巴溝流域不同土地利用坡面淺溝溝槽發(fā)育的形態(tài)特征及淺溝溝槽體積估算關(guān)系，為后期類似災(zāi)害的防治及針對(duì)該次暴雨進(jìn)一步進(jìn)行科學(xué)研究提供一定的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

1.1.1 暴雨情況

2017年7月25 日晚8時(shí)至26日早8時(shí)，由于受極端冷空氣與暖濕氣流共同作用，陜西榆林地區(qū)突降 200年一遇特大暴雨[18]，暴雨主要集中在子洲、綏德、米脂一帶，該暴雨使無定河及其支流爆發(fā)歷史特大洪水。據(jù)后期調(diào)查統(tǒng)計(jì)資料及榆林市氣象局資料顯示[19-21]，小理河流域李家河、李孝河兩地雨量站雨強(qiáng)高達(dá) 72.4 mm/h和79 mm/h，暴雨中心綏德縣趙家砭8 h累計(jì)降雨量為252.3 mm，基本占據(jù)全年降雨的一半多。此外無定河和大理河流域日降雨量達(dá) 100 mm以上的區(qū)域面積為5 483.7 km2，大于200 mm以上的面積為1 721.4 km2[20]；無定河白家川站洪峰流量為4500 m3/s，達(dá)建站以來最大洪水；大理河綏德水文站實(shí)測(cè)洪峰流量為3 160 m3/s（警戒流量為1350 m3/s）超歷史實(shí)測(cè)最大流量2 450 m3/s，其最高水位為4.11 m[21]，超歷史實(shí)測(cè)水位。此次特大暴雨，造成子洲和綏德兩縣存在部分人員傷亡、大量房屋、牲畜、農(nóng)田、道路受損，災(zāi)情嚴(yán)重，據(jù)統(tǒng)計(jì)直接損失高達(dá)38.7億元。

1.1.2 流域基本情況

岔巴溝流域位于陜西省榆林市子洲縣境內(nèi)，地理坐標(biāo)為 37°37′31″～37°47′57″N，109°3′1″～109°47′16″E，地貌類型屬于典型的黃土丘陵溝壑區(qū)，屬于無定河的二級(jí)支流和大理河的一級(jí)支流，流域面積205 km2，主溝道長(zhǎng)為26.5 km，流域兩岸基本為對(duì)稱型，區(qū)內(nèi)地形破碎，溝道縱橫，平均溝壑密度為1.05 km/km2，且下游大于中上游、左岸大于右岸。該區(qū)氣候?yàn)闇貛Т箨懶约撅L(fēng)氣候，年均氣溫為8 ℃，最高為35 ℃，最低為-27 ℃；年降雨量為450 mm，且主要集中在6－9月，多為短歷時(shí)強(qiáng)降雨類型，年均蒸發(fā)量為1228 mm。流域土壤類型主要為黃土高原典型的由黃土母質(zhì)發(fā)育而來的黃綿土，土壤機(jī)械組成以粉粒為主，土質(zhì)疏松，且土地利用不合理，植被稀少，在暴雨情況下易發(fā)生強(qiáng)烈土壤侵蝕。

1.2 研究方法

1.2.1 樣點(diǎn)選擇與調(diào)查方法

調(diào)查主要采用內(nèi)業(yè)和外業(yè)相結(jié)合的方法。在前期專家團(tuán)隊(duì)綜合考察選點(diǎn)的基礎(chǔ)上，利用奧維互動(dòng)地圖軟件在岔巴溝流域選取12個(gè)具有完整集水區(qū)域且包含多種土地利用類型的小流域調(diào)查樣點(diǎn)，12個(gè)小流域分別均勻分布在流域的上中下游，即上中下游左右兩岸各選兩個(gè)，且各個(gè)樣點(diǎn)小流域都分布在該條小流域主溝道兩側(cè)，每個(gè)小流域面積應(yīng)以0.2～0.5 km2為宜；后期主要根據(jù)奧維互動(dòng)地圖導(dǎo)航功能導(dǎo)航至前期室內(nèi)選擇的樣點(diǎn)進(jìn)行野外實(shí)地勘察，若發(fā)現(xiàn)樣點(diǎn)已受到大量人為擾動(dòng)則選取備用調(diào)查點(diǎn)進(jìn)行調(diào)查，考察人員分兩組進(jìn)行，每組人員分別從小流域出口出發(fā)，沿兩側(cè)山脊線開始依次調(diào)查流域內(nèi)由該次暴雨導(dǎo)致的所有坡面的淺溝侵蝕特征。主要利用對(duì)講機(jī)、望遠(yuǎn)鏡觀察對(duì)岸調(diào)查組盲區(qū)內(nèi)的坡面情況。利用激光測(cè)距儀、50 m量程皮尺測(cè)量淺溝的長(zhǎng)度、用鋼卷尺測(cè)量被侵蝕淺溝溝槽的寬度和深度，當(dāng)淺溝長(zhǎng)度≤10 m時(shí)，每隔1 m測(cè)量一次寬和深；當(dāng)淺溝長(zhǎng)度＞10 m且≤20 m時(shí)，每隔2 m測(cè)量一次；當(dāng)淺溝長(zhǎng)度＞20 m且≤30 m時(shí)，每隔3 m測(cè)量一次；當(dāng)淺溝長(zhǎng)度＞30 m時(shí)，每隔5 m測(cè)量一次。淺溝斷面形態(tài)參數(shù)為各測(cè)量點(diǎn)寬度和深度的平均值。選取溝槽兩側(cè)附近具有代表性的位置用坡度儀測(cè)量坡度，上中下坡各測(cè)量多次，求平均值，觀察并記錄該坡面的土地利用類型。本次共調(diào)查淺溝105條，其中休閑地23條、農(nóng)地51條、撂荒地31條，調(diào)查流域總面積為 3.32 km2。土地利用類型與坡度相吻合，其中休閑地坡度分布在16°～25°、26°～35°之間的樣點(diǎn)占比26.09%、43.48%，其余30.43%分布在36°～45°之間；81%以上的農(nóng)地分布坡度 25°以下；撂荒地分布在 16°～25°之間的樣點(diǎn)占比58.06%，分布在26°～35°之間的樣地占比38.71%，其余3.23%為36°。調(diào)查樣點(diǎn)如圖1所示。

圖1 岔巴溝流域調(diào)查樣點(diǎn)分布Fig.1 Distribution of sampling spot in Chabagou watershed

1.2.2 土地利用情況

淺溝是指分布于坡面沒有明顯溝邊的槽形地，是一種固定的侵蝕溝形態(tài)，經(jīng)橫向犁耕后不能消除其已形成的痕跡[7]。然而自1999年以來，隨著退耕還林還草政策的實(shí)施及當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)條件的改善，該區(qū)陡坡耕地和一部分耕作困難的坡耕地也被逐步棄耕撂荒。因此該次調(diào)查的淺溝所處坡面土地利用類型主要以農(nóng)地、休閑地和撂荒地為主。農(nóng)地（種植有豆類、谷類等農(nóng)作物的坡耕地，蓋度約為10%～20%），一般情況下，農(nóng)地淺溝溝槽在前期經(jīng)過人工耕地、除草等措施已將淺溝溝槽填實(shí)，因此調(diào)查中發(fā)現(xiàn)農(nóng)地的淺溝溝槽可基本認(rèn)定為由本次特大暴雨所形成；休閑地（前期為農(nóng)地，調(diào)查時(shí)未種植任何農(nóng)作物的裸地，休閑待利用的坡耕地，休閑年限為1 a以內(nèi)，蓋度＜5%）；撂荒地（前期為農(nóng)地，后經(jīng)退耕還林等措施發(fā)展為草地的坡耕地，蓋度＞70%），休閑地和撂荒地坡面由此次暴雨導(dǎo)致的淺溝溝槽主要通過觀察淺溝溝槽斷面的節(jié)理，生物結(jié)皮情況以及植被滑落情況來判斷。以上 3種土地利用類型的瓦背狀淺溝地形均在前期為農(nóng)地時(shí)經(jīng)過多年耕作已經(jīng)形成，而淺溝侵蝕是暴雨發(fā)生時(shí)，匯集于淺溝底部的徑流沖刷、形成新的侵蝕溝槽過程中所造成的土壤流失[15]，因此本文在淺溝形態(tài)已形成的基礎(chǔ)上，針對(duì)此次暴雨導(dǎo)致的淺溝溝槽的進(jìn)一步發(fā)育狀況進(jìn)行調(diào)查研究，各土地利用類型淺溝及淺溝溝槽實(shí)際侵蝕情況如圖2所示。

圖2 各土地利用類型淺溝溝槽Fig.2 Ephemeral gully groove of land use type

1.3 計(jì)算公式

淺溝溝槽侵蝕量用溝槽體積來描述，計(jì)算公式如下

式中VEG代表淺溝溝槽體積，m3；W上為測(cè)量點(diǎn)淺溝溝槽的上寬，m；W底為測(cè)量點(diǎn)溝槽底寬，m；h為測(cè)量點(diǎn)溝槽深度，m；l為坡面淺溝測(cè)量間隔，m；l=1、2、3和5 m。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與計(jì)算

用Excel2016統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)；用Spss19.0進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，主要包括在對(duì)不同土地利用淺溝溝槽形態(tài)特征差異性檢驗(yàn)時(shí)運(yùn)用方差分析，在分析不同土地利用類型淺溝溝槽體積估算時(shí)運(yùn)用相關(guān)性和回歸分析；用 Arcgis10.1和OriginPro2016繪圖。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同土地利用類型淺溝溝槽斷面形態(tài)特征分布

岔巴溝流域休閑地、農(nóng)地、撂荒地的淺溝溝槽斷面平均寬度、平均深度和平均斷面面積的分布情況如圖 3所示。1）淺溝溝槽寬度均集中分布在30～70 cm范圍，累積頻率均在 90%以上；其中，發(fā)生在休閑地和撂荒地上淺溝溝槽寬度主要分布在30～40 cm范圍內(nèi)，所占比例分別為45.16%和34.78%，而農(nóng)地上發(fā)育的淺溝溝槽寬度主要分布在40～50 cm范圍內(nèi)，占比39.22%。2）各土地利用下的淺溝溝槽侵蝕深度集中分布在20～60 cm范圍，累積頻率均在 82%以上；其中休閑地、農(nóng)地和撂荒地坡面淺溝溝槽深度主要分布在20～30、30～40和50～60 cm范圍內(nèi)，所占比例分別為25.81%、35.3%和34.79%。3）淺溝溝槽斷面面積主要集中分布在 0.05～0.25 m2范圍，累積頻率均為80.65%以上，農(nóng)地的累積頻率甚至高達(dá)98.04%；其中，休閑地、農(nóng)地和撂荒地上淺溝溝槽斷面面積主要分布在0.1～0.15 m2范圍內(nèi)，所占比例分別為29.03%、35.29%和21.74%，其中農(nóng)地占比最大。

圖3 不同土地利用類型淺溝溝槽斷面形態(tài)參數(shù)頻率分布Fig.3 Frequency distribution of morphological parameters of ephemeral gully groove cross-sectional in different land use types

2.2 不同土地利用類型淺溝溝槽形態(tài)參數(shù)特征

圖4為3種土地利用類型下的淺溝溝槽形態(tài)參數(shù)分布圖。由圖可知，休閑地、農(nóng)地和撂荒地坡面淺溝溝槽發(fā)育平均寬度分別為46.46、47.41和43.11 cm ，且不同土地利用類型的坡面淺溝溝槽寬度差異不顯著（P＞0.05）；淺溝溝槽平均深度分別為 47.11、36.06和 41.47 cm，其中休閑地淺溝溝槽侵蝕深度較農(nóng)地高出30.64%，二者差異性顯著（P＜0.05）；淺溝溝槽平均斷面面積分別為0.23、0.17和 0.19 m2，其中農(nóng)地和休閑地坡面差異性顯著（P＜0.05）。不同土地利用類型坡面淺溝溝槽侵蝕體積均值分別為5.9、3.26和4.5 m3；其中，發(fā)育在休閑地和發(fā)育在撂荒地上淺溝溝槽體積分別是農(nóng)地的 1.8倍和 1.38倍，其中，休閑地與農(nóng)地坡面淺溝溝槽侵蝕體積具有顯著性差異（P＜0.05），而休閑地和撂荒地、農(nóng)地和撂荒地差異不顯著（P＞0.05）。各條淺溝溝槽被侵蝕的體積大小依次為休閑地＞撂荒地＞農(nóng)地。休閑地由于坡面土壤松散裸露，使得溝槽侵蝕量較大。因此在該區(qū)應(yīng)減少對(duì)農(nóng)地的休閑，已休閑的土地應(yīng)進(jìn)行植被恢復(fù)。

侵蝕溝寬深比是反應(yīng)溝蝕形態(tài)的一項(xiàng)重要指標(biāo)[22]。休閑地、農(nóng)地和撂荒地淺溝溝槽平均寬深比分別為1.1、1.45和1.15，且寬深比均大于1，表明不同土地利用類型坡面淺溝溝槽溝壁的橫向拓寬速率大于溝底的下切速率；其中農(nóng)地的橫向侵蝕速率較大，其寬深比是休閑地和撂荒地的1.32和1.26倍。差異性檢驗(yàn)可知，休閑地和撂荒地淺溝溝槽寬深比均與農(nóng)地呈顯著性差異（P＜0.05）。

圖4 不同土地利用類型淺溝溝槽形態(tài)特征Fig.4 Morphological characteristics of ephemeral gully groove in different land use types

2.3 不同坡段淺溝溝槽平均寬深比和體積變化

將所測(cè)淺溝長(zhǎng)度按上中下均分為 3等份，分別統(tǒng)計(jì)出休閑地、農(nóng)地和撂荒地在各部分的平均寬深比和平均侵蝕體積變化情況，如圖5所示。3種土地利用類型條件下，坡面各位置淺溝溝槽寬深比均大于1，表明，此次暴雨導(dǎo)致岔巴溝流域各坡面淺溝溝槽的發(fā)育特征從上到下整體上均為橫向拓寬作用大于溝底下切作用；且均為中段寬深比最小，即中段淺溝溝槽的橫向侵蝕速率低于上下兩個(gè)坡段，而下切作用要高于上下兩個(gè)位置。其中，休閑地和農(nóng)地的寬深比均為上段＞下段＞中段，相較于中段，休閑地和農(nóng)地上段和下段寬深比分別高出 5.36%、0.69%和35.07%、16.04%；而撂荒地坡面淺溝溝槽的寬深比為下段＞上段＞中段，相對(duì)于中段寬深比，下段和上段分別高出6.74%和10.32%。

統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，3種土地利用類型淺溝由上段到中段至下段，淺溝溝槽體積依次均為遞增趨勢(shì)；其中休閑地淺溝溝槽由上坡到中坡位置至下坡位置，體積分別增長(zhǎng)11.71%和 3.8%、農(nóng)地增長(zhǎng) 7.52%和 9.46%、撂荒地增長(zhǎng)14.48%和3.9%。導(dǎo)致此種現(xiàn)象的原因是在黃土高原地區(qū)，上坡位置坡度較中下坡要緩，下坡段坡度相對(duì)較大[7,23]，越往下坡位置坡面匯水面積越大，徑流越集中，從而徑流流速越大，侵蝕能力隨之加強(qiáng)，導(dǎo)致侵蝕量變大[24-25]。

圖5 不同坡段淺溝溝槽平均寬深比和平均體積變化情況Fig.5 Average width-depth ratio and average volume change of ephemeral gully groove in different slope sections

2.4 淺溝溝槽斷面特征的表征

定量描述侵蝕溝形態(tài)，對(duì)于進(jìn)一步認(rèn)識(shí)溝谷演變規(guī)律，估算侵蝕量具有重要意義。趙春紅等[26]將 ξ作為區(qū)分不同侵蝕溝之間的一個(gè)定量指標(biāo)，認(rèn)為淺溝溝槽斷面特征值 ξ應(yīng)在 1.92～7.83之間變化?；诖吮疚挠?jì)算了“7?26”暴雨岔巴溝流域各土地利用坡面淺溝溝槽斷面的值，分級(jí)結(jié)果如圖6所示。1）岔巴溝流域休閑地、農(nóng)地和撂荒地3種坡面的值分別位于0.95～3.53、0.75～3.79和0.99～4.33之間，均值分別為2.34、2.11和1.64；其中，休閑地和農(nóng)地的ξ值主要集中分布在1～3之間，累積頻率分別為90.32%和84.31%，且休閑地和農(nóng)地ξ值在 2～2.5范圍內(nèi)的比例最大，分別占比 32.9%和27.45%；而撂荒地值集中分布在1～2之間，累積頻率達(dá)78.26%，其中ξ值在1～1.5范圍內(nèi)的比例最大，為60.87%。2）從均值來看，本研究中休閑地和農(nóng)地的ξ值在趙春紅等研究的結(jié)果之內(nèi)，而撂荒地的值略小于該研究結(jié)果。造成此種差異的原因是土地利用類型的差異[27]；趙春紅等研究的淺溝溝槽分布在裸露的坡耕地上，而本研究中所調(diào)查的撂荒地與之不同，其中撂荒地經(jīng)退耕還林等其他恢復(fù)措施，坡面植被生長(zhǎng)良好，因此在經(jīng)過徑流沖刷坡面淺溝溝槽時(shí)，由于受植被因子的限制而自發(fā)調(diào)整溝槽斷面參數(shù)的大小和形狀[28]，且隨著植被覆蓋度的增加斷面寬深比將減小[22]。另外，趙春紅等研究發(fā)現(xiàn)淺溝溝槽斷面形態(tài)受土壤性質(zhì)的影響。本文中相對(duì)于農(nóng)地的常年翻耕和施肥導(dǎo)致農(nóng)地土壤容重更小且土壤更疏松多孔，撂荒地的土壤容重更大，土壤黏結(jié)性更好，加上植被本身就具有改善土體的作用[29-30]，從而使撂荒地的土壤疏松程度與農(nóng)地差異較大，進(jìn)而對(duì)淺溝溝槽斷面的發(fā)育影響較大，而撂荒地的植被大于其他坡面，從而使撂荒地值相對(duì)最小。因此，在表征淺溝溝槽斷面寬深比變化特征時(shí)應(yīng)充分考慮坡面的植被、土壤性質(zhì)等因素。

圖6 岔巴溝流域淺溝溝槽斷面特征值ξ的分布Fig.6 ξ distributions of ephemeral gully groove in Chabagou watershed

2.5 不同土地利用類型淺溝溝槽侵蝕體積估算

由圖 7可知，休閑地、農(nóng)地和撂荒地坡面，淺溝溝槽體積與坡面坡度和溝槽寬度、深度之間呈極顯著（P＜0.01）的指數(shù)函數(shù)、冪函數(shù)和線性函數(shù)關(guān)系；其中，撂荒地與坡度、寬度、深度和長(zhǎng)度等因子均呈極顯著（P＜0.01）的指數(shù)函數(shù)關(guān)系；農(nóng)地除與寬度呈極顯著（P＜0.01）的指數(shù)函數(shù)關(guān)系外，與坡度、深度和長(zhǎng)度均呈極顯著（P＜0.01）的冪函數(shù)關(guān)系；而休閑地則與坡度和淺溝長(zhǎng)度呈極顯著（P＜0.01）的線性關(guān)系，與淺溝溝槽寬度、深度之間呈極顯著（P＜0.01）的指數(shù)函數(shù)關(guān)系。

圖7 岔巴溝流域淺溝溝槽侵蝕體積與坡度和淺溝溝槽形態(tài)參數(shù)的關(guān)系Fig.7 Relationship between erosion volume of ephemeral gullies groove and gradient and ephemeral gullies groove morphological parameters in Chabagou watershed

綜上，由決定系數(shù)R2的大小可知，相比文中其他影響因子，“7?26”特大暴雨岔巴溝流域休閑地、農(nóng)地和撂荒地坡面淺溝長(zhǎng)度與淺溝溝槽侵蝕體積之間關(guān)系最優(yōu)（R2=0.529、0.574和 0.857）；因此，3者淺溝溝槽侵蝕的體積分別可用淺溝長(zhǎng)度的線性函數(shù)（y=0.301x-1.526）、冪函數(shù)（y=0.17x0.972）和指數(shù)函數(shù)（y=0.637e0.065x）關(guān)系進(jìn)行估算。結(jié)果與 Stefano等[31]在意大利西西里島調(diào)查得出淺溝侵蝕體積可用溝長(zhǎng)的指數(shù)函數(shù)估算以及Capra等[32]研究得出淺溝溝槽侵蝕可用冪函數(shù)進(jìn)行預(yù)測(cè)相似。但需注意的是，在利用該模型對(duì)岔巴溝流域“7·26”暴雨淺溝溝槽侵蝕體積進(jìn)行估算時(shí)，各土地利用下的淺溝溝槽侵蝕體積估計(jì)值將會(huì)略小于實(shí)測(cè)淺溝溝槽侵蝕體積。

3 結(jié) 論

本文以黃土高原“7?26”特大暴雨岔巴溝流域?yàn)檠芯繉?duì)象，通過對(duì)其中12小流域樣點(diǎn)不同土地利用類型坡面（休閑地、農(nóng)地、撂荒地）淺溝侵蝕的調(diào)查，系統(tǒng)研究了在極端降雨條件下不同土地利用類型坡面淺溝溝槽發(fā)育特征及溝槽侵蝕體積的估算關(guān)系。結(jié)果表明：

1）“7·26”暴雨導(dǎo)致岔巴溝流域休閑地、農(nóng)地和撂荒地淺溝溝槽侵蝕寬度集中分布在30～70 cm，累積頻率均在90%以上，深度集中分布在20～60 cm，累積頻率在82%以上，斷面面積集中分布在0.05～0.25 m2范圍，累積頻率達(dá) 80.65%以上；淺溝溝槽平均寬度分別為46.46、47.41和43.11 cm，平均深度分別為47.11、36.06和41.47 cm，平均斷面面積分別為0.23、0.17和0.19 m2，其中，休閑地坡面淺溝溝槽深度和斷面面積均顯著高于農(nóng)地（P＜0.05）。

2）淺溝溝槽平均寬深比分別為 1.15、1.45和 1.1，其中農(nóng)地平均寬深比顯著大于休閑地和撂荒地（P＜0.05）；坡面由上到下，休閑地和農(nóng)地的寬深比均為溝槽上段＞下段＞中段，撂荒地為下段＞上段＞中段，且寬深比均大于1，表明，此次暴雨導(dǎo)致岔巴溝流域各坡面淺溝溝槽的發(fā)育特征從上到下整體上均為橫向拓寬作用大于溝底下切作用。

3）淺溝溝槽平均侵蝕體積分別為5.9、3.26和4.5 m3，發(fā)育在休閑地和發(fā)育在撂荒地上淺溝溝槽體積分別是農(nóng)地的1.8倍和1.38倍，其中，休閑地淺溝溝槽侵蝕體積顯著大于農(nóng)地（P＜0.05）。

4）休閑地、農(nóng)地和撂荒地淺溝溝槽侵蝕體積可分別用淺溝長(zhǎng)度的線性函數(shù)（y=0.301x-1.526，R2=0.529，P＜0.01）、冪函數(shù)（y=0.17x0.972，R2=0.574，P＜0.01）和指數(shù)函數(shù)（y=0.637e0.065x，R2=0.857，P＜0.01）關(guān)系進(jìn)行估算。