劉立峰, 杜芳艷, 馬 寧, 馬竹娥, 王惠澤

(1.黃河水利科學(xué)研究院 綏德水土保持科學(xué)試驗(yàn)站, 陜西 綏德 718000； 2.陜西師范大學(xué)， 陜西 西安 710062)

基于黃土丘陵溝壑區(qū)第Ⅰ副區(qū)淤地壩淤積調(diào)查的土壤侵蝕模數(shù)計(jì)算

劉立峰1, 杜芳艷1, 馬 寧1, 馬竹娥1, 王惠澤2

(1.黃河水利科學(xué)研究院 綏德水土保持科學(xué)試驗(yàn)站, 陜西 綏德 718000； 2.陜西師范大學(xué)， 陜西 西安 710062)

摘要：[目的] 探索適合黃土丘陵溝壑區(qū)不同溝道土壤侵蝕模數(shù)計(jì)算的新方法，為區(qū)域水土流失防治和水保規(guī)劃提供數(shù)據(jù)支持。 [方法] 以黃土丘陵溝壑區(qū)不同溝道74個(gè)不同壩型的淤地壩為基礎(chǔ)，將其看作小流域的沉沙池，同時(shí)結(jié)合實(shí)地調(diào)查測(cè)量與分析計(jì)算，利用淤地壩賦存的泥沙信息獲得不同級(jí)別溝道的土壤侵蝕量。[結(jié)果] (1) 在地形復(fù)雜的黃土丘陵溝壑區(qū)，土壤侵蝕模數(shù)與不同溝道對(duì)應(yīng)的淤地壩控制面積具有一定的負(fù)相關(guān)關(guān)系； (2) 土壤侵蝕模數(shù)調(diào)查值較設(shè)計(jì)值顯著降低，造成淤地壩空壩率上升，使淤地壩長(zhǎng)期保持負(fù)效應(yīng)。 [結(jié)論] 利用悶葫蘆壩淤積量推算壩體控制面積土壤侵蝕量，方法簡(jiǎn)單合理。同時(shí)小流域壩系可采用多種方法綜合分析，相互印證，可較準(zhǔn)確地確定小流域土壤侵蝕模數(shù)。

關(guān)鍵詞：黃丘Ⅰ副區(qū); 小流域; 淤地壩; 土壤侵蝕模數(shù)

土壤侵蝕作為影響全球陸地表層生態(tài)質(zhì)量的重要因子，是限制當(dāng)今人類(lèi)生存和發(fā)展的全球性環(huán)境問(wèn)題之一，嚴(yán)重制約著全球社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展[1]。同時(shí)，土壤侵蝕還能引發(fā)和加劇洪水災(zāi)害，造成多種環(huán)境問(wèn)題[2]。長(zhǎng)期以來(lái)，土壤侵蝕的研究一直是個(gè)難點(diǎn)，同時(shí)又是熱點(diǎn)，特別是區(qū)域土壤侵蝕模數(shù)的確定更是重中之重。土壤侵蝕模數(shù)是指單位時(shí)間、單位面積土地上的土壤侵蝕量，常以每年1 km2的土壤侵蝕量或每年侵蝕土層的厚度表示[3]。由于種種原因，整個(gè)黃土高原地區(qū)僅有極少數(shù)小流域開(kāi)展過(guò)土壤侵蝕的監(jiān)測(cè)工作，且所獲資料極為有限，對(duì)于絕大多數(shù)小流域而言，水文泥沙的觀測(cè)資料仍然空白[4]。這些流域土壤侵蝕模數(shù)的獲得，往往以流域出口水文站的泥沙監(jiān)測(cè)資料為依據(jù)，但這與實(shí)際情況相差甚遠(yuǎn)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足科研與生產(chǎn)活動(dòng)的需要。目前，在小流域水土保持規(guī)劃、土壤侵蝕研究過(guò)程中，采用水保法、水文法、遙感調(diào)查法等方法均可以進(jìn)行土壤侵蝕模數(shù)的計(jì)算，但無(wú)法滿(mǎn)足開(kāi)發(fā)建設(shè)項(xiàng)目水土流失預(yù)測(cè)的需要[5]。同時(shí)，國(guó)內(nèi)外先后出現(xiàn)了各種各樣的土壤侵蝕模型，比較有影響力的有美國(guó)通用土壤流失方程USLE模型[6]、WEPP模型[7]和歐洲的EUROSEM[8]、ANSWERS[9]等模型。然而，以上模型大多適用于緩坡坡面侵蝕量的計(jì)算，對(duì)于黃土丘陵溝壑區(qū)切割破碎、溝坡陡峻的地形特征，高含沙水流獨(dú)特的輸沙規(guī)律，計(jì)算結(jié)果難以滿(mǎn)足研究需求[10]。此外，盡管相關(guān)單位進(jìn)行了一次全國(guó)水利普查，較為準(zhǔn)確地摸清了我國(guó)土壤侵蝕的現(xiàn)狀，但對(duì)土壤侵蝕過(guò)程和驅(qū)動(dòng)機(jī)制缺乏清晰的認(rèn)識(shí)和理解，很難構(gòu)建適用于我國(guó)復(fù)雜環(huán)境條件下的土壤侵蝕模型[11,4]。因此，小流域土壤侵蝕的定量研究需要進(jìn)一步的探索[12]。

無(wú)論是理論研究，還是水土保持實(shí)踐應(yīng)用，特別是壩系及淤地壩的規(guī)劃設(shè)計(jì)，小流域土壤侵蝕模數(shù)都是一個(gè)必不可少的重要指標(biāo)。它是小流域壩系工程可行性研究報(bào)告編制中十分重要的基礎(chǔ)性指標(biāo)，對(duì)小流域壩系工程的規(guī)模、投資及效益影響很大[13]。因此，黃土丘陵溝壑區(qū)小流域土壤侵蝕模數(shù)的確定顯得尤為重要而迫切。淤地壩在攔蓄大量泥沙的同時(shí)，記錄了小流域土壤侵蝕產(chǎn)沙過(guò)程及歷史變化特征。因此，可利用淤地壩(悶葫蘆壩)記載的泥沙信息，應(yīng)運(yùn)多種方法進(jìn)行綜合分析計(jì)算，相互印證，合理確定小流域土壤侵蝕模數(shù)，研究小流域土壤侵蝕量的空間分布特征，獲取完整的不同級(jí)別(Ⅰ—Ⅴ級(jí))溝道土壤侵蝕量，且具有系列長(zhǎng)、精度高、信息量大、實(shí)用性強(qiáng)等特點(diǎn)。

1調(diào)查的方法

通過(guò)調(diào)查2000年以來(lái)淤地壩建設(shè)和淤積過(guò)程，對(duì)比各支流發(fā)展現(xiàn)狀，為計(jì)算淤地壩年均攔沙量和減蝕量提供基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)。

1.1　調(diào)查范圍及數(shù)量

以支流為單位，對(duì)2000年以來(lái)新建淤地壩(大型壩、骨干壩、中型壩和小型壩)進(jìn)行實(shí)地調(diào)查，嘗試計(jì)算出各自的年均淤積量。本次共調(diào)查大中小淤地壩74座，涉及陜西省榆林市的綏德、米脂、榆林、佳縣、橫山、靖邊、神木、府谷、清澗和子洲等10縣，主要水系包括皇甫川、窟野河、孤山川、禿尾河、佳蘆河和無(wú)定河等黃河一級(jí)支流。

1.2　調(diào)查資料收集

本次調(diào)查以黃委會(huì)綏德水土保持科學(xué)試驗(yàn)站為依托，同時(shí)，得到了榆林市各縣水利局、水文站的大力支持。收集了被調(diào)查淤地壩的設(shè)計(jì)資料和竣工驗(yàn)收?qǐng)?bào)告，以及壩高—庫(kù)容(淤地面積)關(guān)系曲線(xiàn)(含曲線(xiàn)計(jì)算表)等基礎(chǔ)性資料。

1.3　調(diào)查方法

調(diào)查采用平均淤積高程法，在淤積面上進(jìn)行測(cè)量，對(duì)于少數(shù)有蓄水的壩體，先測(cè)量水面與壩頂?shù)母叱滩?，再用繩索或探桿探測(cè)水面與淤泥面的高程差，計(jì)算出淤積厚度，最后通過(guò)原始庫(kù)容曲線(xiàn)查出淤積高程。通過(guò)實(shí)測(cè)各斷面及各測(cè)量點(diǎn)淤積高程，算出平均淤積高程，依據(jù)壩高—庫(kù)容(面積)關(guān)系曲線(xiàn)，從而獲得淤積庫(kù)容。

(1) 從壩前到淤積末端，以控制淤積體平面變化為原則，取3個(gè)斷面，測(cè)量斷面間的間距。在每一斷面選3個(gè)測(cè)量點(diǎn)(控制點(diǎn))，測(cè)量各淤積測(cè)點(diǎn)的高程和測(cè)點(diǎn)間的水平距離。

(2) 各斷面的平均高程和淤積面的平均高程用下式計(jì)算：

(1)

式中：Zi——第i斷面的平均淤積高程；Zj——第i斷面、第j測(cè)點(diǎn)的淤積高程；ΔBj——同斷面相鄰測(cè)點(diǎn)間的水平距離；Bi=ΣΔBj——第i斷面淤積面的寬度。

(2)

式中：Z——壩區(qū)淤積面的平均高程； ΔLi——相鄰斷面的間距；L=∑ΔLi(壩前到淤積末端的長(zhǎng)度)。

(3) 由原始庫(kù)容曲線(xiàn)查得與高程Z相應(yīng)的庫(kù)容，即為骨干壩累計(jì)泥沙淤積體積。

2結(jié)果與討論

2.1　小流域溝道特征分析

為從溝道級(jí)別上既能反映侵蝕規(guī)律，又能進(jìn)行同級(jí)之間的比較，便于壩系布局。采用美國(guó)Strahler[14]提出的地貌幾何定量數(shù)學(xué)模型分級(jí)方法，即在一個(gè)流域內(nèi)，小到不再有分支的水道即為一級(jí)水道，兩個(gè)一級(jí)水道匯合后組成二級(jí)水道，以此類(lèi)推。在1/1萬(wàn)地形圖上進(jìn)行分級(jí)，在黃土丘陵溝壑區(qū)3條典型小流域(綏德韭園溝控制面積70.7 km2，Ⅳ級(jí)溝道；子洲小河溝控制面積63.3 km2，Ⅳ級(jí)溝道；榆林溝控制面積65.6 km2，Ⅴ級(jí)溝道)采用美國(guó)地貌幾何定量數(shù)學(xué)模型進(jìn)行溝道分級(jí)(表1)。由表1可知，各級(jí)溝道的侵蝕形態(tài)特征基本相似。對(duì)于同級(jí)溝道而言，平均面積、平均溝道長(zhǎng)、平均比降都大體相當(dāng)，使同級(jí)別的溝道不僅具有可比性，還存在著遞減的幾何級(jí)數(shù)關(guān)系。不同的是，3個(gè)流域所劃分的溝道等級(jí)級(jí)別和數(shù)量(特別是Ⅰ級(jí)溝道)相差較大，榆林溝可劃分出Ⅴ級(jí)溝道，而其他兩個(gè)流域只劃分到Ⅳ。流域的各級(jí)地貌形態(tài)特征值，均與該流域的級(jí)別成一定的相關(guān)關(guān)系，根據(jù)本次不同壩型不同溝道級(jí)別的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，同一級(jí)溝道的土壤侵蝕模數(shù)也比較接近。

表1　小流域溝道基本情況

2.2　土壤侵蝕模數(shù)監(jiān)測(cè)

研究區(qū)域內(nèi)，水蝕為主要的侵蝕類(lèi)型，侵蝕方式是溝蝕，地貌形態(tài)則溝谷縱橫，地面破碎。侵蝕量為淤地壩控制面積內(nèi)的土壤侵蝕量，由實(shí)測(cè)淤積壩高，對(duì)應(yīng)庫(kù)容曲線(xiàn)，計(jì)算出淤積體積(m3)，乘以土壤干容重(1.35 t/m3)，再除以壩控面積和淤積年限，即可獲得土壤侵蝕模數(shù)。

2.2.12000年以后不同溝道土壤侵蝕模數(shù)本次調(diào)查共涉及各類(lèi)淤地壩54座。其中，小型壩5座，中型壩16座，骨干壩25座，大型壩8座。經(jīng)計(jì)算，Ⅰ級(jí)溝道(適宜建小型淤地壩)，土壤侵蝕模數(shù)平均值為10 161.4 t/(km2·a)；Ⅱ級(jí)溝道(適宜建中型淤地壩)，土壤侵蝕模數(shù)平均值為6 966.8 t/(km2·a)；Ⅲ級(jí)溝道(適宜建骨干壩)，土壤侵蝕模數(shù)平均值為6748.2 t/(km2·a)；Ⅲ—Ⅳ級(jí)溝道(適宜建大型壩)，土壤侵蝕模數(shù)平均值為5 718.6 t/(km2·a)(表2)。

表2　不同溝道土壤侵蝕模數(shù)監(jiān)測(cè)表

同時(shí)，依據(jù)控制面積的大小，將本次調(diào)查的54座淤地壩分為4類(lèi)，并算出不同壩型控制面積的平均值，并與該壩型對(duì)應(yīng)的土壤侵蝕模數(shù)平均值做出趨勢(shì)圖(圖1)，由圖1可以看出，不同溝道土壤侵蝕模數(shù)與壩體控制面積(壩型)呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。隨著淤地壩控制面積的增加，土壤侵蝕模數(shù)逐步減小，且減幅逐漸降低。同時(shí)，間接表明控制面積作為影響土壤侵蝕模數(shù)的一個(gè)重要因子，在壩系面積較小的情況下，它對(duì)土壤侵蝕模數(shù)的影響更為劇烈，隨著壩系面積的增大，它在所有影響因子中所占的比重下降。

圖1　土壤侵蝕模數(shù)與控制面積趨勢(shì)圖

2.2.22000年以后部分支流侵蝕模數(shù)的變化2000年以后，黃河流域各支流不同溝道的土壤侵蝕模數(shù)差異顯著。無(wú)定河一級(jí)支流蘆河上游靖邊縣的馬場(chǎng)溝大型壩，控制面積9.5 km2，2003年建設(shè)，至今已淤積10 a，計(jì)算的土壤侵蝕模數(shù)為20 500 t/(km2·a)，是本次土壤侵蝕模數(shù)調(diào)查的最高值；侵蝕模數(shù)最低的是無(wú)定河下游米脂的馮家溝骨干壩，控制面積3 km2，2007年建設(shè)，已淤積年6 a，土壤侵蝕模數(shù)僅為2 700 t/(km2·a)。清澗河支流經(jīng)計(jì)算侵蝕模數(shù)最高僅為6 624 t/(km2·a)，平均值只有3 600 t/(km2·a)(表3)。另外，本次調(diào)查中，由于壩系積水較深，以致無(wú)法得到土壤侵蝕模數(shù)，皇甫川僅有一座壩可以測(cè)量，測(cè)得土壤侵蝕模數(shù)為9 200 t/(km2·a)。

2.3　淤地壩攔沙量與減蝕量計(jì)算

在小流域淤地壩土壤侵蝕模數(shù)的研究當(dāng)中，淤地壩的攔沙量與減蝕量是兩個(gè)極為重要的指標(biāo)。

表3　2000年以后部分黃河支流土壤侵蝕模數(shù)

2.3.1攔沙量的計(jì)算淤地壩的攔沙量，由攔泥量和減輕溝蝕量(減蝕量)兩部分組成，因此，淤地壩攔沙量必然大于攔泥量。而攔泥量由已淤成壩地和未淤成壩地兩部分組成[15]。

淤地壩攔沙量的計(jì)算方法主要有典型推算法和全面調(diào)查法。典型推算法的計(jì)算公式為:

ΔWsg=Msf(1-A1)(1-A2)

(3)

式中:ΔWsg——流域淤地壩攔沙量(t)；Ms——單位面積壩地?cái)r沙量(t/hm2)；f——流域壩地面積；A1——人工填墊面積在壩地總面積中所占比例系數(shù)；A2——推移質(zhì)在壩地?cái)r沙量中所占比例系數(shù)。其中，Ms與溝道地形、壩高等因素有關(guān)，Ms隨流域不同而有所差異；f的確定有兩種方法：新增壩地面積和前期已淤成的壩地面積。對(duì)后一種壩地的攔沙量，目前尚無(wú)較好的計(jì)算方法，一般情況下僅計(jì)算第一種壩地的攔沙量。流域不同，A1和A2也不相同，據(jù)對(duì)無(wú)定河和孤山川流域的調(diào)查，A1分別為25%和13%，A2約為10%～20%。由于溝道地形的復(fù)雜性，淤地壩的大小高低相差較大，利用該方法推算出的小流域淤地壩攔沙量，難免有或大或小的誤差。

全面調(diào)查法則是對(duì)流域淤地壩逐個(gè)進(jìn)行調(diào)查，將所有淤地壩的攔沙量加起來(lái)，得出全流域的攔沙量。這種方法工作量大，但精度高。黃河中游不少支流，特別是陜西省內(nèi)的一些支流淤地壩的攔沙量，均采用該方法進(jìn)行調(diào)查。

2.3.2減蝕量的計(jì)算減蝕量主要包括被壩內(nèi)泥沙淤積物覆蓋下的原溝谷侵蝕量和波及影響的淤泥面以上溝道侵蝕的減少量[16]。后一部分的數(shù)量較難確定，一般是在前一部分的基礎(chǔ)上乘以一個(gè)擴(kuò)大系數(shù)。減蝕量與溝壑密度、溝道比降及溝谷侵蝕模數(shù)等因素密切相關(guān)，其計(jì)算公式為：

ΔWsj=F·Wsi·k1·k2

(4)

式中:ΔWsj——計(jì)算年淤地壩減蝕量(104t);F——計(jì)算年淤地壩的面積；Wsi——計(jì)算年內(nèi)流域的侵蝕模數(shù)(t/km2)，按各控制區(qū)的年輸沙模數(shù)擴(kuò)大1.15倍而得；k1——溝谷侵蝕量與流域平均侵蝕量之比。根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)，黃土高原溝壑區(qū)k1值為2.20；黃河中游黃土丘陵溝壑區(qū)k1取1.75；k2為壩地以上溝谷侵蝕的影響系數(shù)，一般取k2=1.0。

2.4　土壤侵蝕模數(shù)調(diào)查值與設(shè)計(jì)值的對(duì)比

本次調(diào)查對(duì)象為悶葫蘆壩，在調(diào)查的74座壩中，有24座因水太深無(wú)法調(diào)查，有54座已被部分利用，雖有淺水，但可以測(cè)量。此次調(diào)查的悶葫蘆壩，壩體控制面積大小各異，有的達(dá)10 km2，有的僅有0.62 km2，但不論大小，它們都能對(duì)一次洪水泥沙全部攔住，所以淤地壩的已淤庫(kù)容即為它淤積年限內(nèi)的攔沙量(表4)。由表4可知，與設(shè)計(jì)值相比，各流域不同溝道的土壤侵蝕模數(shù)調(diào)查值出現(xiàn)了不同程度的下降。其中，降幅最大可達(dá)80.0%～96.9%，共涉及有17座壩，占本次調(diào)查總數(shù)的31.5%；減幅在12.5%～39.9%的有8座，占調(diào)查總數(shù)的14.8%；減幅在40.0%～59.9%的有11座，占20.4%；在60.0%～79.9%的有11座占，20.4%?？偣灿?7座淤地壩土壤侵蝕模數(shù)調(diào)查值小于設(shè)計(jì)值，占調(diào)查總數(shù)的87%，說(shuō)明建壩以來(lái)，相對(duì)于設(shè)計(jì)值而言，壩系小流域內(nèi)土壤侵蝕模數(shù)實(shí)際值顯著降低。其中，減幅最明顯的為無(wú)定河支流郝家梁和窟野河支流蘇圪臺(tái)的兩座中型壩。前者建于2006年4月，控制面積2.69 km2，設(shè)計(jì)土壤侵蝕模數(shù)1.8×104t/(km2·a)，實(shí)測(cè)數(shù)值僅有600 t/(km2·a)，減少了17 400 t/(km2·a)，減幅達(dá)96.7%；后者建于2007年9月，控制面積2.75 km2，設(shè)計(jì)值30 000 t/(km2·a)，實(shí)測(cè)值僅為916 t/(km2·a)，減少了29 084 t/(km2·a)，減幅達(dá)96.9%。

表4　不同支流土壤侵蝕模數(shù)實(shí)測(cè)值比設(shè)計(jì)值減少比例

由于土壤侵蝕模數(shù)的大幅減少，造成淤地壩空壩率上升，使淤地壩長(zhǎng)期保持負(fù)效應(yīng)，這也是黃河中游來(lái)沙銳減的主要原因。與此同時(shí)，調(diào)查中也有7座壩的土壤侵蝕模數(shù)實(shí)測(cè)值大于設(shè)計(jì)值，占調(diào)查總座數(shù)的13%，最大增幅為70.8%，土壤侵蝕模數(shù)增加量為8 500 t/(km2·a)。其中，大型壩2座，靖邊、橫山各1座；骨干壩4座，橫山3座，榆陽(yáng)區(qū)1座；小型壩1座，位于清澗縣。土壤侵蝕量實(shí)測(cè)值比設(shè)計(jì)值增加了580～8 500 t/(km2·a)，增加了4.4%～70.8%。如無(wú)定河支流靖邊縣馬場(chǎng)溝2003年興建的大型壩，控制面積9.5 km2，設(shè)計(jì)侵蝕模數(shù)12 000 t/(km2·a)，實(shí)測(cè)侵蝕模數(shù)20 500 t/(km2·a)，增加85 00 t/(km2·a)，增加了70.8%；無(wú)定河支流橫山縣龍頭小型壩，2005年興5 770 t/(km2·a)，增加了4.4%(表5)。土壤侵蝕模數(shù)設(shè)計(jì)值偏小，會(huì)導(dǎo)致垮壩現(xiàn)象。例如，韭園溝和王茂溝小流域在1953—1960年期間共建淤地壩42座，其中19座在1961年被淤平，其余2座在1962和1963年被淤平，21座淤地壩被淤平的平均時(shí)間只有3.38 a，土壤侵蝕模數(shù)設(shè)計(jì)值嚴(yán)重偏低。另外，靖邊縣設(shè)計(jì)的土壤侵蝕模數(shù)也只有12 000 t/(km2·a)，對(duì)于該地區(qū)來(lái)說(shuō)相對(duì)較低。

2.5　2000年以后建設(shè)的骨干壩利用情況

本次調(diào)查中，共調(diào)查2000年以后建設(shè)的骨干壩74座，已利用24座，占32.4%；有積水而未利用的50座，占調(diào)查總數(shù)的67.6%(表6)。其中，府谷縣共修建骨干壩15座，截止調(diào)查時(shí)，沒(méi)有一座被利用；利用情況較好的為綏德縣，10座壩中，已有7座被利用。已利用的骨干壩，從建壩到調(diào)查時(shí)，長(zhǎng)達(dá)11 a，壩內(nèi)一直存有積水，導(dǎo)致不能被利用，造成淤地壩效益滯后或負(fù)效應(yīng)，這種現(xiàn)象仍在持續(xù)。而中小型淤地壩一般在3~6 a內(nèi)即可耕種，因此，地方群眾更熱衷于建中小型淤地壩，而不愿建骨干壩。

表5　調(diào)查區(qū)2000年以后建設(shè)的淤地壩減蝕量

表6　調(diào)查區(qū)2000年以后建設(shè)的骨干壩利用情況

3結(jié) 論

(1) 本次調(diào)查中不同級(jí)別溝道土壤侵蝕模數(shù)調(diào)查結(jié)果依次為:Ⅰ級(jí)溝道10 161.4 t/(km2·a)；Ⅱ級(jí)溝道6 966.8 t/(km2·a)；Ⅲ級(jí)溝道6 748.2 t/(km2·a)；Ⅲ—Ⅳ級(jí)溝道5 718.6 t/(km2·a)。表明在地形復(fù)雜的黃土丘陵溝壑區(qū)，土壤侵蝕模數(shù)與不同溝道對(duì)應(yīng)的淤地壩控制面積具有一定的負(fù)相關(guān)關(guān)系，即隨著淤地壩控制面積的增加，土壤侵蝕模數(shù)逐步減小，且減幅逐漸降低。表明控制面積作為影響土壤侵蝕模數(shù)的一個(gè)重要因子，在壩系面積較小的情況下，它對(duì)土壤侵蝕模數(shù)的影響更為劇烈，隨著壩系面積的增大，它在所有影響因子中所占的比重呈下降趨勢(shì)。

(2) 與設(shè)計(jì)值相比，土壤侵蝕模數(shù)調(diào)查值顯著降低。87%的小流域調(diào)查值小于設(shè)計(jì)值，減幅最大可達(dá)96.9%，31.5%的流域減幅達(dá)到了80.0%～96.9%。土壤侵蝕模數(shù)的大幅減少，造成淤地壩空壩率上升，使淤地壩長(zhǎng)期保持負(fù)效應(yīng)，導(dǎo)致黃河中游來(lái)沙量銳減。

(3) 在本次調(diào)查的74座骨干壩中，因存有積水而未被利用的達(dá)50座，占調(diào)查總數(shù)的67.6%，說(shuō)明淤地壩在設(shè)計(jì)之初對(duì)土壤侵蝕模數(shù)數(shù)值的估算明顯偏離實(shí)際數(shù)值，間接表明對(duì)土壤侵蝕模數(shù)準(zhǔn)確計(jì)算的重要性和緊迫性。

(4) 利用悶葫蘆壩淤積量推算壩體控制面積的土壤侵蝕量，調(diào)查方法簡(jiǎn)單合理，考慮因素比較全面。同時(shí)，小流域壩系可采用多種方法進(jìn)行綜合分析計(jì)算，相互印證，從而較準(zhǔn)確地確定小流域土壤侵蝕模數(shù)，是對(duì)土壤侵蝕監(jiān)測(cè)工作的是一個(gè)重要補(bǔ)充，極具推廣價(jià)值。

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Calculation on Soil Erosion Modulus Based on Sedimentation Investigation of Check Dam in First Subdivision of Loess Hilly-gully Region

LIU Lifeng1, DU Fangyan1, MA Ning1, MA Zhue1, WANG Huize2

(1.SoilandWaterConservationStationofSuide,YellowRiverInstituteofHydraulicResearch,Suide,Shaanxi718000,China; 2.ShaanxiNormalUniversity,Xi’an,Shaanxi710062,China)

Abstract：[Objective] The study aimed to find a new method calculating soil erosion modulus in order to provide basic data for planning of check dams and dam system, which could also provide important reference value to soil and water loss prevention. [Methods] Different levels of channel in loess hilly region has been chosen for research. Chose seventy-four different type of dam “check dam”, which could also been seen as an aerated grit chamber. By the sediment information recorded of check dam, the amount of soil erosion of different levels of channel obtained. Meanwhile, combining field investigation and analysis calculation, try to explore a new method, which could get the accurate soil erosion modulus in loess region. [Results] (1) In complex terrain of loess hilly region, there is a negative correlation between soil erosion modulus and controlled area, which is corresponding to different channel silt dam; (2) Compared with the design value, the droop value of soil erosion modulus reduced significantly, which made silt dam can not be used, and makes silt dam holding negative effects in long-term. [Conclusion] Based on sedimentation volume of check dam, calculating the soil erosion modulus of controlled area is simple and reasonable. At the same time, a variety of methods could be used and comprehensive analysis, they confirm each other, so that we could calculate soil erosion modulus accurately.

Keywords:first subdivision of loess hilly-gully region; small watershed; check dam; soil erosion modulus

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1000-288X(2015)06-0124-06

中圖分類(lèi)號(hào)：P332.5， P334+91

收稿日期：2014-08-27修回日期：2014-10-13

資助項(xiàng)目：黃河水利科學(xué)研究院科研業(yè)務(wù)費(fèi)專(zhuān)項(xiàng)“黃土丘陵溝壑區(qū)淤地壩減蝕作用研究”(HKY-JBYW-2013-26)

第一作者：劉立峰(1978—),男(漢族),陜西省榆林市人,工程師,主要從事水土保持方面的研究工作。E-mail:llf_780118@163.com。