城西川小流域綜合治理成效監(jiān)測評價

關(guān)鍵詞：綜合治理；水土保持；效益評價；城西川小流域中圖分類號：S157 文獻標識碼：C DOI：10.3969/j. issn.1000-0941.2025.06.017引用格式：.城西川小流域綜合治理成效監(jiān)測評價[J].中國水土保持，2025（6）：56-58.

城西川小流域位于黃土丘陵溝壑區(qū)第五副區(qū)，地理位置重要，區(qū)位優(yōu)勢突出，是甘肅省黃土丘陵溝壑區(qū)、甘寧青山地丘陵溝壑區(qū)、寧南隴東丘陵溝壑蓄水保土區(qū)的典型代表小流域。經(jīng)過多年優(yōu)化升級，流域內(nèi)水土保持監(jiān)測設施設備齊全、技術(shù)力量成熟、工作基礎較好，取得了大量可靠的水土流失動態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)。本研究以城西川小流域為研究對象，根據(jù)2006—2012年黃土高原壩系示范工程與2013—2020年全國水土流失動態(tài)監(jiān)測項目黃河流域城西川小流域水土流失監(jiān)測數(shù)據(jù)，分析了2006—2020年城西川小流域水土流失動態(tài)變化及水土保持效益，以期為今后黃土丘陵溝壑區(qū)第五副區(qū)小流域水土流失治理規(guī)劃和決策提供參考。

1 項目背景

城西川小流域位于強烈侵蝕區(qū)，是黃河流域水土流失最嚴重的地區(qū)之一[1]。2004 年城西川小流域示范壩系綜合治理工程開始實施。2006年黃河水利委員會黃河上中游管理局選取黃河流域12條典型小流域，以典型小流域壩系監(jiān)測為重點，全面監(jiān)測壩系工程建設和運行情況，為小流域壩系工程建設綜合效益評價提供技術(shù)支撐，城西川小流域作為項目典型小流域之一，開展了壩系監(jiān)測工作。2013年，城西川典型小流域監(jiān)測站點作為黃河流域保留的29個重點監(jiān)測站點之一，被列入全國水土流失動態(tài)監(jiān)測項目，承擔小流域水土流失動態(tài)監(jiān)測工作。

2 流域概況

城西川小流域地處甘肅環(huán)縣西北部，位于北緯36^°21^′～36^°35^′ ，東經(jīng) 106^°52^′～107^°17^′ ，總面積79.6km² ;是黃河流域涇河水系馬蓮河的一條二級支溝，地勢西高東低，海拔 1 254～1 707m ，地貌以梁峁為主，還有殘塬、溝谷、川臺、灣掌；屬典型的干旱半干旱大陸性氣候區(qū)，年均氣溫 8.7⁹C ，年均日照時數(shù)2482.3h ，年均無霜期166d，年均降水量 426.0mm ，降水年內(nèi)分布不均，主要集中在7一9月，期間降水量占年降水量的 65% 以上，且多以暴雨形式出現(xiàn)，歷時短，強度大；土壤主要有黃綿土、黑鱸土、紅黏土和新積土；植被主要是荒坡牧草、水保林、灌木林。截至2020年底，累計治理水土流失面積 4 187.0hm² ，其中新修梯田1 700.0hm² 、人工造林 1567.7hm² 、種草 919.3hm² ，建設淤地壩61座（骨干壩11座、中型壩8座、小型壩42 座），壩控面積 78.6km² ，庫容858.1萬 m³ 。

3 監(jiān)測設施

城西川小流域已建成綜合觀測站1座，包括控制站1處、氣象園1處、坡面徑流小區(qū)7個，7個徑流小區(qū)在坡面上呈“一\"字形分布，尺寸（水平投影）均為長20m 寬 5m ，分別為喬木林（側(cè)柏）小區(qū)（坡度 18^° ）、裸地小區(qū)（坡度 15^° ）喬木林（油松）小區(qū)（坡度 13^° ）、灌木林（沙棘）小區(qū)（坡度 13^° ）、人工草（紫花苜蓿）小區(qū)（坡度 10^° ）、自然荒草地小區(qū)（坡度 10^° ）、人工草（紫花苜蓿）小區(qū)（坡度 8^° ），還在小流域內(nèi)設雨量點6處，以及壩系淤積、蓄水用水調(diào)查監(jiān)測點61個。

4監(jiān)測評價方法

4.1效益評價指標體系

在綜合分析城西川小流域自然、經(jīng)濟、社會情況，水土流失治理的重點和難點，以及比較已有監(jiān)測成果的基礎上，設定城西川小流域水土保持效益評價體系主要指標包括土壤侵蝕量、輸沙量、壩系攔沙量、壩系攔沙率、水土流失治理度、植被覆蓋率、糧食單產(chǎn)、人均純收入等。

4.2 監(jiān)測評價方法

考慮到城西川小流域已實施了綜合治理措施，水土保持效益評價采用水保法、水文分析法相互校核，選擇綜合效益評價體系主要指標和其他輔助指標進行整體效益評價。

1）生態(tài)效益。根據(jù)徑流小區(qū)觀測數(shù)據(jù)計算不同水土保持措施小區(qū)年土壤侵蝕量，分析坡面措施減蝕效果；采用觀測分析法，根據(jù)控制站實測數(shù)據(jù)（徑流量、含沙量等）計算流域出口輸沙量，即控制站輸沙量，并分析其年際變化特征；調(diào)查骨干壩、中型壩、小型壩淤積量，采用單壩平均淤積高程法測算壩系攔沙量，并分析壩系攔沙量歷年變化情況；綜合壩系攔沙量、坡面工程措施攔沙量（采用水保法計算）、控制站輸沙量三部分計算得到小流域產(chǎn)沙量，根據(jù)壩系攔沙率 壩系攔沙量/小流域產(chǎn)沙量 ×100% ，計算得到項系攔沙率；根據(jù)各項坡面治理措施調(diào)查數(shù)據(jù)和衛(wèi)星遙感解譯數(shù)據(jù)分別計算水土流失治理度、植被覆蓋率，并通過氣象因子調(diào)查和流域走訪了解當?shù)匦夂蜃兓?/p>

2）經(jīng)濟效益。在小流域按農(nóng)戶經(jīng)濟水平好、中、差3個檔次，分別選取有代表性的農(nóng)戶各3戶共9戶，建立現(xiàn)金實物收支臺賬。人均純收入 Σ=Σ （典型農(nóng)戶年總收入-生產(chǎn)經(jīng)營年支出-年資產(chǎn)折舊-年承包費-年稅收－年饋贈支出）/典型農(nóng)戶總?cè)丝?，單位?（人·a）。對典型地塊上的糧食單產(chǎn)或作物產(chǎn)量按單打單收（或樣方測產(chǎn)）的方法求得單位面積產(chǎn)量，并分析影響其產(chǎn)量的主要因素。

3）社會效益。采用走訪調(diào)查和調(diào)查統(tǒng)計的方法，對農(nóng)村社會經(jīng)濟情況進行調(diào)查，調(diào)查內(nèi)容包括農(nóng)業(yè)增產(chǎn)與農(nóng)民增收情況、土地利用結(jié)構(gòu)與土地利用率情況、農(nóng)村生產(chǎn)結(jié)構(gòu)與土地生產(chǎn)率變化情況，勞動利用率與農(nóng)民消費水平變化情況，以及農(nóng)林科技水平提高和解決人畜飲水困難情況等

5 結(jié)果與討論

5.1 生態(tài)效益

根據(jù)2014—2020年1號、2號徑流小區(qū)土壤侵蝕量觀測數(shù)據(jù)（見表1），1號小區(qū)喬木林（側(cè)柏）小區(qū)（坡度 18^° ）歷年土壤侵蝕量均明顯少于2號小區(qū)裸地小區(qū)（坡度 15^° ），說明坡面林草措施持續(xù)發(fā)揮了明顯的保土攔沙作用。

圖1為2006—2020年城西川小流域控制站年輸沙量數(shù)據(jù)。壩系工程于2006年基本建成運行，2006—2020年控制站年均輸沙量為10.7萬 σ_t ，年均輸沙量僅占流域年均產(chǎn)沙量的 13.1% ，淤地壩和坡面措施從源頭上封堵了向下游流域出口輸送泥沙的通道。據(jù)調(diào)查，淤積比達到 77% 左右時淤地壩就失去了攔沙功能[2]。將圖1曲線分兩個階段，其中：2006—2012年年均輸沙量為6.12萬 t ，年均輸沙量小且年際變化不明顯，原因是2006—2012年流域內(nèi)新修淤地壩61座，控制面積 55.6km² （占流域面積的 69.8% ），同時配套了坡面治理措施；2013—2020年年均輸沙量為14.70萬t，控制站輸沙量呈增加趨勢，年輸沙量較大且變化波動強烈，原因是隨著中小型壩攔沙功能逐年減弱，4座骨干壩因防洪需要調(diào)節(jié)攔蓄作用，使得控制面積進一步降至 29.1km² （占流域面積的 36.6% ），同時受降水等因素影響，年輸沙量發(fā)生波動，比如2020年未產(chǎn)流，年輸沙量為0。

圖2為2006—2020年城西川小流域歷年壩系累計攔沙量。由圖2可知，壩系攔沙量逐年增加，年均新增攔沙量為45.7萬t，最大年新增攔沙量為126.1萬t，出現(xiàn)在2011年，最小年新增攔沙量為1.3萬t，出現(xiàn)在2020年。其中：2006—2012 年年均新增攔沙量為65.7萬t，壩系淤積明顯，61座淤地壩全部發(fā)揮攔蓄功能；2013—2020年年均新增攔沙量為28.2萬t，期間小型壩、中型壩逐漸淤滿，2017年開始部分骨干壩為確保安全度汛調(diào)節(jié)運行，降低了攔蓄能力，因此累計攔沙量增速變緩。2006—2020年城西川小流域壩系年均攔沙率為 55.9% 。年攔沙率從2006年的 67.5% 達到最高峰2011年的 85.1% ，以后總體呈減小趨勢，到2020年達到最低點 6.3% ，說明淤地壩在功能發(fā)揮期的攔沙效益極為顯著。監(jiān)測調(diào)查結(jié)果顯示，2006—2020年小流域內(nèi)溝道壩系工程和坡面梯田林草措施共攔沙71.1萬t，占全流域年產(chǎn)沙量的 86.9% ，水土保持效果顯著。

根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)和衛(wèi)星影像，以2020年為評估年，小流域內(nèi)水土流失治理度達到 52.6% ，植被覆蓋率達到 44.2% 。小流域內(nèi)實施的梯田、水保林等提高了當?shù)氐男钏Ｍ聊芰Γ鰪娏送寥婪柿?，大大提高了土地生產(chǎn)率；在一定程度上降低了區(qū)域內(nèi)干旱缺水、洪澇災害的發(fā)生瀕率，流域小氣候得到明顯改善，增加了空氣濕度，提高了林下蓋度；自然修復效果顯著，生物多樣性明顯增加，改善了野生動物棲息環(huán)境，生態(tài)彈性得到恢復。

5.2 經(jīng)濟效益

興修梯田、造林種草、建設淤地壩等水土保持措施助力鄉(xiāng)村振興，為鄉(xiāng)村發(fā)展注入了活力。流域內(nèi)人均梯田面積從2006年的 0.24hm² 提升到2012年的0.44hm² ，糧食單產(chǎn)（梯田小麥）從2013年的2850kg/hm² 增長到2020年的 3200kg/hm² ，年人均糧食產(chǎn)量從 664kg 提升到 1176kg ，農(nóng)村居民年人均純收入從2496.0元增長到8785.9元，流域經(jīng)濟得到較快發(fā)展。

5.3 社會效益

淤地壩以壩代路，改善了生產(chǎn)交通，被群眾親切地稱為架起的“便民橋”，極大地方便了群眾生產(chǎn)生活。壩系工程的防洪減災功能保障了群眾糧田安全和生產(chǎn)生活，庫區(qū)蓄水為發(fā)展灌溉和解決人畜飲水提供了水源，使群眾得到了實惠。坡耕地改造為梯田后，提高了糧食產(chǎn)量，增加了農(nóng)民收入。小流域治理改善了當?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件，通過土地利用結(jié)構(gòu)和農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，促進了當?shù)馗黜椛鐣聵I(yè)全面進步，實現(xiàn)了經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展。

6 結(jié)束語

城西川小流域水土流失治理成效顯著。三大效益評價結(jié)果中，生態(tài)效益的提高最為顯著，生態(tài)效益是經(jīng)濟效益發(fā)展的基礎，同時社會效益宏觀效果明顯。封禁、坡面治理和壩系工程建設，發(fā)揮了層層攔蓄、削峰減能、固溝減蝕、減少入黃泥沙的重要作用，對穩(wěn)定溝床、溝坡，促進植被自然修復作用明顯。小流域內(nèi)的水土流失得到一定控制，生態(tài)環(huán)境明顯改善，群眾增收增產(chǎn)，生產(chǎn)生活水平明顯提升。城西川小流域綜合治理取得明顯成效，其治理經(jīng)驗對推動黃河流域生態(tài)保護和高質(zhì)量發(fā)展具有借鑒意義，

參考文獻：

[1］彭世想，郭相秦，劉卓，等.馬蓮河流域水沙變化與水土保持成效分析[J].中國水土保持，2020（11）：29-31.

[2］劉曉燕.黃河近年水沙銳減成因[M].北京：科學出版社，2016：120-128.（責任編輯 李楊楊）