王麗潔，孛永明，陳 瑾

(定西市水土保持科學研究所，甘肅 定西 743000)

定西市黃土丘陵溝壑區(qū)第Ⅴ副區(qū)侵蝕溝道分級分類研究

王麗潔，孛永明，陳 瑾

(定西市水土保持科學研究所，甘肅 定西 743000)

黃土丘陵溝壑區(qū)；第Ⅴ副區(qū)；侵蝕溝道；分級；分類

采用Strahler提出的地貌幾何定量數(shù)學模型分級方法和基于溝道開析度、割裂度、主支溝系數(shù)的侵蝕溝道分類方法，對位于黃土丘陵溝壑區(qū)第Ⅴ副區(qū)的甘肅省定西市安定區(qū)安家溝流域和高泉溝流域具有典型性的15條侵蝕溝道進行分級分類研究。結(jié)果表明：主支溝狀況和割裂狀況能大致反映溝道的侵蝕特征，強度割裂型和主溝型溝道、中度割裂型和半主溝型溝道有一定相關(guān)性。提出了強度割裂型和主溝型溝道、中度割裂型和半主溝型溝道、弱度割裂型和半主溝型溝道的治理對策。

黃土丘陵溝壑區(qū)第Ⅴ副區(qū)在甘肅省內(nèi)主要分布于蘭州市、白銀市、定西市、慶陽市、臨夏州等地，區(qū)域內(nèi)地形破碎，坡陡溝深，水土流失嚴重。本研究以甘肅省定西市安定區(qū)安家溝流域和高泉溝流域為例，對黃土丘陵溝壑區(qū)第Ⅴ副區(qū)具有典型性的侵蝕溝道進行分級分類研究，總結(jié)同類型溝道的綜合治理模式，希望能為甘肅省小流域綜合治理和生態(tài)環(huán)境改善提供參考。

1 溝道基本特征

定西市安家溝流域和高泉溝流域具有鮮明的黃土丘陵溝壑區(qū)第Ⅴ副區(qū)地形地類特征，地形圖和觀測、研究資料比較齊全，因此選擇這兩個小流域的典型溝道作為分級分類研究對象。

安家溝小流域面積8.56 km2，由安家溝和馬家岔兩條主溝道組成，其中安家溝溝道長2.97 km、面積3.94 km2，馬家岔溝道長3.48 km、面積4.62 km2。溝道內(nèi)有9條長度>500 m的支溝，溝道最大相對高差235 m。流域內(nèi)有大小支毛溝42條，溝壑密度3.14 km/km2，平均坡度為14.3°，多年平均降水量427 mm。

高泉溝流域面積9.168 km2，由茍家蕖溝和坡兒下兩條主溝道組成，其中茍家蕖溝溝道長6.825 km、坡兒下溝溝道長3.40 km。溝道內(nèi)有6條長度>500 m的支溝，溝道最大相對高差330 m，溝壑密度2.38 km/km2，多年平均降水量415.2 mm。

2 侵蝕溝道分級方法

傳統(tǒng)的侵蝕溝道分級方法，不能從溝道級別上反映侵蝕規(guī)律，也難以進行同級溝道的類比。針對這個問題，我們采用Strahler提出的地貌幾何定量數(shù)學模型分級方法[1]。該分級方法是在同一流域內(nèi)，最小的不可分支的支溝屬于第一級溝道，兩個一級溝道匯合而成的溝道為二級溝道，兩個二級溝道匯合而成的溝道為三級溝道，以此類推，直至全流域溝道劃分完畢；通過全流域的水沙河槽為最高級別溝道，也就是這個小流域的流域等級；所有間歇性溝道和永久性溝道都包括在內(nèi)，只要具有明顯的穩(wěn)定性谷地，都可以根據(jù)序列的命名方式進行分級。

利用安家溝流域和高泉溝流域1 ∶1萬地形圖，按照水利普查要求，從長度>100 m的溝道里篩選出15條長度>500 m的溝道，進行了系統(tǒng)的實地調(diào)查和圖上量測。實地調(diào)查內(nèi)容包括對流域界限、溝沿線的勾繪和溝道、溝頭治理利用情況調(diào)查等，圖上量測內(nèi)容包括每條溝道所在的流域面積、溝壑面積和溝道相對高差等特征值。15條溝道的特征值和分級結(jié)果見表1。

3 侵蝕溝道分類方法

選取反映溝道形態(tài)的溝道開析度、割裂度和主支溝系數(shù)進行侵蝕溝道分類。通過實地調(diào)查和圖上量測，計算每條溝道的開析度、地面割裂度和主支溝系數(shù)等地貌形態(tài)特征值。按照統(tǒng)計學原理，計算溝道開析度、割裂度和主支溝系數(shù)的平均值和標準差，從而進行侵蝕溝道分類。

3.1 按溝道開析狀況分類

溝道的開析狀況是指溝道的開張程度，反映溝道的宏觀地形開闊特征[2]。一般溝道開析度越大，溝壑越開闊，溝坡越平緩，溝道的立地條件就越好，開發(fā)利用潛力越大。溝道的開析度計算公式為

(1)

式中：K為溝道開析度；D為溝道平均寬度，m；H為溝道平均相對高差，m；A為溝壑面積，km2；L為溝道長度，km。

3.2 按溝道的割裂狀況分類

溝道的割裂狀況用地面割裂度G來反映。在一定的地域范圍內(nèi)，地面割裂度越大，溝壑面積越大，溝谷面積越小，地形越破碎，水土流失面積就越大。割裂度計算公式為

(2)

式中：G為地面割裂度，%；A為溝壑面積，km2；S為流域面積，km2。

3.3 按溝道主支溝狀況分類

溝道主支溝狀況反映了溝道的支溝發(fā)育程度和數(shù)量、流域溝道切割的破碎程度，對溝道治理具有指導作用。溝道主支溝狀況可用主支溝系數(shù)來表示，計算公式為

(3)

式中：R為主支溝系數(shù)；L0為主溝道長，m；L為溝道全長，m。

3.4 綜合分級

根據(jù)表1和公式(1—3)，得到15條溝道的開析度、割裂度和主支溝系數(shù)，以及其平均值、標準差計算結(jié)果，見表2。

按超過平均值1個標準差為一級、低于平均值1個標準差為一級、中間為一級的原則，對侵蝕溝道開析度、割裂度、主支溝系數(shù)進行分類，各分類標準見表3—5。

參照上述標準，對安家溝和高泉溝流域15條典型溝道進行分類，結(jié)果見表6。

4 侵蝕溝道防治措施

對溝道進行分級分類，有助于了解和發(fā)現(xiàn)溝道侵蝕規(guī)律，從而確定有針對性的溝道綜合治理模式。根據(jù)定西市黃土丘陵溝壑區(qū)第Ⅴ副區(qū)15條典型溝道的分級分類結(jié)果，強度割裂型和主溝型有一定的相關(guān)性，中度割裂型和半主溝型有一定的相關(guān)性，說明可以根據(jù)主支溝狀況和割裂狀況初步判定溝道狀況，結(jié)合溝道立地條件，制定防治對策，達到因溝而治的目的。

(1)強度割裂型和主溝型溝道。因溝道地形比較開闊、溝坡較緩、溝底較寬，故應以開發(fā)利用為主、治理防護為輔，形成多元化的治理開發(fā)體系。高泉溝14、 15號溝，溝坡面積較大，應加強對溝坡的治理，植物和工程措施相結(jié)合，注重植物措施的合理布局。溝底部位在治理的同時可配套人畜用水和節(jié)水灌溉工程，努力改善當?shù)厝诵箫嬎щy的狀況[3]。配套攔水攔泥和蓄水工程，不僅能解決當?shù)厝罕娪盟凸喔葐栴}，而且能發(fā)展蓄水養(yǎng)殖，產(chǎn)生一定的經(jīng)濟效益。栽植喬灌混交林可作為定西市黃土丘陵溝壑區(qū)第Ⅴ副區(qū)強度割裂型和主溝型溝道的主要治理模式，并按照溝道立地條件由好到差，逐漸增加灌木的比例[4]。

(2)中度割裂型和半主溝型溝道。應堅持治理與利用相結(jié)合，因地制宜，靈活多樣，合理布設工程和植物措施。比如在高泉溝11、12號溝中建設了柳谷坊，既攔蓄了泥沙又增加了植被覆蓋；在安家溝7號溝布設了小型淤地壩，溝坡栽植灌木林。這些方法可以在定西市黃土丘陵溝壑區(qū)第Ⅴ副區(qū)中度割裂型溝道和半主溝型溝道治理中推廣。

(3)弱度割裂型和半主溝型溝道。如安家溝1、2、3號溝道地形破碎，溝坡面積小、坡面陡，降水入滲慢，易形成大量徑流，進而造成水土流失、溝岸溝頭地貌惡化。由于地勢相對狹窄、侵蝕嚴重，故應采取以治理防護為主、開發(fā)利用為輔的治理模式，采取植物措施，涵養(yǎng)水土，減少暴雨泥沙流失量，增加降雨就地入滲，達到防治水土流失、阻止次生侵蝕溝頭發(fā)育的目的。

[1] 付明勝,任兆選,白平良.地貌幾何數(shù)學模型在黃土高原溝道分級和壩系規(guī)劃中的應用[J].中國水土保持科學,2003,1(4):25-27,55.

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

[3] 吳發(fā)啟.水土保持規(guī)劃[M].西安:西安地圖出版社,2002:239-245.

[4] 黨維勤,金綏慶,鄭妍,等.陜北黃土丘陵溝壑區(qū)人工栽培喬木樹種的適地適樹判別[J].中國水土保持,2003(4):21-22.

(責任編輯 李楊楊)

S157.1

A

1000-0941(2015)03-0043-03

王麗潔(1981—)，女，甘肅定西市人，工程師，從事水土保持研究工作。

2014-09-15