合肥市大房郢坡面徑流觀測(cè)場(chǎng)水土流失成果分析

張笛

關(guān)鍵詞：徑流場(chǎng)監(jiān)測(cè) 水土流失 數(shù)據(jù)分析 治理措施

中圖分類號(hào)：TV12 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1679-3567（2023）10-0043-03

隨著經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的發(fā)展和基礎(chǔ)建設(shè)，原有地貌和植被受到不同程度的破壞，造成了嚴(yán)重的水土流失。包括城鎮(zhèn)建設(shè)過(guò)程中的侵蝕，也極大改變了原有地貌、水系和植被的平衡，本文主要針對(duì)水土流失的防治工作，對(duì)水土流失進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和成果分析，為進(jìn)一步實(shí)施工程和生物等治理措施提供參考依據(jù)。

1大房郢徑流場(chǎng)概要

1.1研究區(qū)概要

大房郢水土保持坡面徑流觀測(cè)場(chǎng)位于安徽省合肥市廬陽(yáng)區(qū)大楊鎮(zhèn)境內(nèi)，為江淮丘陵崗地農(nóng)田防護(hù)保土區(qū)和城市水土流失監(jiān)測(cè)代表站，2016年4月建成投入使用。地理位置為東經(jīng)117°14′37″，北緯31°54′25″。

1.2監(jiān)測(cè)方法

本站觀測(cè)內(nèi)容包括降水、徑流、泥沙、氣象。共4個(gè)徑流小區(qū)，其中1個(gè)為裸地小區(qū)，3個(gè)為植被監(jiān)測(cè)小區(qū)。1、2號(hào)小區(qū)為人工監(jiān)測(cè)，3、4號(hào)小區(qū)為自動(dòng)監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)設(shè)施包括人工泥沙觀測(cè)設(shè)施、泥沙自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、遙測(cè)雨量站、自動(dòng)氣象站等。

2監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析

本站監(jiān)測(cè)區(qū)1號(hào)小區(qū)坡度8°，2、3號(hào)小區(qū)坡度11°，4號(hào)小區(qū)坡度15°，4個(gè)小區(qū)坡長(zhǎng)均為20 m，坡寬均為5m，面積均為100m2，坡向均為270°，土層厚度均為200 cm，土壤類型為水稻土。本站近5年最大年徑流量1號(hào)小區(qū)1.81 m³（2018年），2號(hào)小區(qū)1.22m³（2021年），3號(hào)小區(qū)25.53 m³（2018年），4號(hào)小區(qū)0.56m³（2018年）；最大土壤侵蝕模數(shù)1號(hào)小區(qū)0.1400 t/（hm²·a） （2016年），2號(hào)小區(qū)1.0740 t/（hm²·a） （2021年），3號(hào)小區(qū)153.1590t/（hm²·a） （2018年），4號(hào)小區(qū)0.2290 t/（hm²·a）（2018年）。這里特別說(shuō)明，城鎮(zhèn)侵蝕主要以人為侵蝕為主，只要加強(qiáng)管理，城鎮(zhèn)侵蝕是能夠防治的。

本次分析要素主要包括降水、徑流、泥沙。根據(jù)2018—2022年度多年平均降雨及徑流數(shù)據(jù)分析對(duì)比，2020年度（偏豐水年）、2022年度（偏枯水年）數(shù)據(jù)較具有代表性，故本站監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)以2020年度、2022年度作為參照展開(kāi)分析。

2.1降水分析

2.1.1豐水年降水分析

根據(jù)大房郢坡面徑流觀測(cè)場(chǎng)2020年逐日降水量表和年降水過(guò)程摘錄表統(tǒng)計(jì)，2020年降雨量為1476.5 mm，年降水日數(shù)124 d，4—9月汛期降水量為1058.5 mm，占年降水量的71.7%。最大日降水量為115 mm，出現(xiàn)在7月18日。最大月降水量435.5 mm，為7月，最大次雨量為200 mm，歷時(shí)2750 min。最大L₃₀為78.6 mm/h。最大降雨侵蝕力為1389.2 MJ·mm/（ha·h）。2020年度月降水量分布情況如圖1所示。

2.1.2枯水年降水分析

圖1 2020年度月降水量分布圖

圖2 2022年度月降水量分布圖

根據(jù)大房郢坡面徑流觀測(cè)場(chǎng)2022年逐日降水量表和年降水過(guò)程摘錄表統(tǒng)計(jì)，2022年降水量843.5 mm，較多年平均降水量（1131.2 mm）偏小。年降水日數(shù)88 d，4—9月汛期降水量375.0 mm，占年降水量的44.5%。最大月降水量171.5 mm，為3月。最大日降水量為44.5 mm，出現(xiàn)在6月4日，最大次降水量為81.0 mm，歷時(shí)2305 min。最大L₃₀為46.3 mm/h，最大降雨侵蝕力505.5 MJ·mm/（ha·h）。

2022年度月降水量分布情況如圖2所示。

2.2徑流分析

徑流數(shù)據(jù)采集和測(cè)驗(yàn)方法采用分流桶+集流桶以及泥沙自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，1、2號(hào)小區(qū)為人工觀測(cè)，3、4號(hào)小區(qū)為自動(dòng)監(jiān)測(cè)。下墊面配置分別為果嶺草（1號(hào)小區(qū)）、馬尼拉草+海棠+紅葉石楠（2號(hào)小區(qū)）、裸地（3號(hào)小區(qū)）、紅葉石楠（4號(hào)小區(qū)）。

2.2.1豐水年徑流分析

2020年，1、2號(hào)小區(qū)分別觀測(cè)4次、3次；3、4號(hào)小區(qū)為自動(dòng)監(jiān)測(cè)。經(jīng)計(jì)算，1號(hào)小區(qū)徑流量0.556 m³；2號(hào)小區(qū)徑流量0.337 m³；3號(hào)小區(qū)徑流量15.998 m³；4號(hào)小區(qū)徑流量0.036 m³。

2.2.2枯水年徑流分析

2022年，1、2號(hào)小區(qū)為人工觀測(cè)，分別觀測(cè)2次；3、4號(hào)小區(qū)為自動(dòng)監(jiān)測(cè)，分別觀測(cè)23次、3次。經(jīng)計(jì)算，1、2、3、4號(hào)小區(qū)徑流量分別為0.017m³、0.011m³、5.698m³、0.014m³。

通過(guò)上述同期數(shù)據(jù)對(duì)比可見(jiàn)：裸地小區(qū)徑流明顯大于植被覆蓋小區(qū)；植被覆蓋小區(qū)徑流量隨著坡度、植被種類及覆蓋率變化而變化，但整體差別不大；裸地豐水期徑流遠(yuǎn)大于枯水期徑流，植被覆蓋小區(qū)收豐枯期影響較小。

2.3泥沙分析

本站為從事江淮丘陵區(qū)城市水土保持業(yè)務(wù)的實(shí)驗(yàn)研究工作，形成一個(gè)具有技術(shù)示范性，科技代表性的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)，分別對(duì)不同類型土地進(jìn)行土壤流失量監(jiān)測(cè)分析，土壤類型為水稻土，土層厚度均為200 cm，1、2、4小區(qū)植被覆蓋率分別為87%、98%、85%。3號(hào)小區(qū)為裸地。

2.3.1豐水年泥沙分析

1、2、3、4號(hào)4個(gè)小區(qū)2020年的土壤流失量分別為0 t/hm2、0t／hm²、18.119 8/hm²和0 t/hm²。3號(hào)土壤流失量明顯大于其他小區(qū)，主要因?yàn)槿曷愕厍已雌趶?qiáng)降雨導(dǎo)致。1、2、4號(hào)小區(qū)由于植被蓋度較好，平時(shí)基本沒(méi)有人為擾動(dòng)，一直保持著較好的覆蓋，所以沒(méi)有流失量。

標(biāo)準(zhǔn)徑流小區(qū)測(cè)定的泥沙量，基本可以作為小流域輸沙率的參考值，但人為破壞植被和侵蝕的評(píng)價(jià)，需要參考大型坡面觀測(cè)場(chǎng)。

2.3.2枯水年泥沙分析

1、2、3、4號(hào)4個(gè)小區(qū)2022年的土壤流失量分別為0.000 6t／hm²、0.0005 hm²、6.5267 t/hm²和0t／hm²2.3號(hào)小區(qū)土壤流失量明顯大于其他小區(qū)，主要因?yàn)槿曷愕丶把雌诙啻屋^強(qiáng)降雨導(dǎo)致。1、2、4號(hào)小區(qū)由于植被蓋度極好，且全年基本無(wú)人為擾動(dòng)，所以近乎沒(méi)有流失量。

3實(shí)驗(yàn)成果結(jié)論與措施建議

3.1結(jié)論

根據(jù)長(zhǎng)期試驗(yàn)監(jiān)測(cè)，不同的產(chǎn)流時(shí)長(zhǎng)和強(qiáng)度、土壤下滲能力以及植被類型可知下墊面及地表情況直接關(guān)系到水土流失程度。降水量、徑流量、土壤流失之間的具體影響關(guān)系，通過(guò)對(duì)2020年和2022年數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，可見(jiàn)水土流失主要發(fā)生在豐水年的汛期5—9月份，且集中出現(xiàn)在裸地環(huán)境下；枯水年水土流失情況較弱，非汛期因降水較少，植被蓋度較好，在無(wú)人為干擾情況下，水土流失量極小。

3.2措施建議

根據(jù)水土流失影響因素，建議參考當(dāng)?shù)赝恋氐淖匀惶匦院椭脖坏姆植?，合理種植植被，合適的植被具有覆蓋地面、截持降雨、減緩流速、分散流量、過(guò)濾淤泥、固結(jié)土壤和改良土壤等作用，從而減少或防治水土流失。防治水土流失，原則上以預(yù)防為主，工程措施和生物措施相結(jié)合。關(guān)于水土保持的研究以及水土流失的成因、危害、措施和不足，鄧嵐等人在《我國(guó)水土流失研究初探》中進(jìn)行了探究，詳細(xì)分析了人為因素和自然環(huán)境因素對(duì)水土流失的負(fù)面貢獻(xiàn)。因此，合理開(kāi)發(fā)利用土地，維持良好的下墊面條件，減少工程項(xiàng)目對(duì)局部環(huán)境的破壞及土壤沉降的影響是不可忽視的。

其次，社會(huì)對(duì)水土保持監(jiān)測(cè)的認(rèn)識(shí)不夠，也極大限制了水土保持監(jiān)測(cè)事業(yè)的發(fā)展，監(jiān)測(cè)點(diǎn)少，設(shè)施不夠完善，均是水土保持工作目前面臨的問(wèn)題。

4結(jié)語(yǔ)

綜上所述，結(jié)合近些年專家學(xué)者針對(duì)水土保持的理論研究和實(shí)踐可知，水土流失的防治是一個(gè)嚴(yán)重的生態(tài)問(wèn)題，是不健全的生態(tài)系統(tǒng)、較差的對(duì)抗外力緩沖性、頻繁的人類活動(dòng)等因素共同造就的結(jié)果。而目前針對(duì)水土流失的監(jiān)測(cè)并沒(méi)有實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)化管理，社會(huì)對(duì)水土保持監(jiān)測(cè)的認(rèn)識(shí)不夠，還需要加強(qiáng)宣傳教育。水土流失的防止，最終還需要以預(yù)防監(jiān)督為主，總體布局，建立完善的防止體系，推動(dòng)水土保持事業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。