王鴻斌

(黃河水利委員會(huì) 西峰水土保持科學(xué)試驗(yàn)站，甘肅 慶陽 745000)

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西峰水保站黃土高塬溝壑區(qū)水土流失規(guī)律試驗(yàn)觀測(cè)

王鴻斌

(黃河水利委員會(huì) 西峰水土保持科學(xué)試驗(yàn)站，甘肅 慶陽 745000)

水土流失規(guī)律；試驗(yàn)觀測(cè)；黃土高塬溝壑區(qū)；西峰站

西峰站的黃土高塬溝壑區(qū)水土流失規(guī)律試驗(yàn)觀測(cè)工作已開展了60余年，初步摸清了黃土高塬溝壑區(qū)水土流失基本規(guī)律，提出了黃土高塬溝壑區(qū)水土流失綜合治理模式，對(duì)推動(dòng)黃土高原地區(qū)乃至全國的水土流失治理、發(fā)展當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)、減少入黃泥沙做出了重要貢獻(xiàn)。未來，西峰站黃土高塬溝壑區(qū)水土流失觀測(cè)將以數(shù)字化、信息化發(fā)展為目標(biāo)，努力提高觀測(cè)成果的科學(xué)性和準(zhǔn)確性，為黃土高塬溝壑區(qū)乃至整個(gè)黃土高原的水土流失治理和黃河治理提供決策支持。

西峰水土保持科學(xué)試驗(yàn)站成立于1951年，是黃河水利委員會(huì)在黃土高塬溝壑區(qū)設(shè)立的集水土保持科學(xué)研究、監(jiān)督監(jiān)測(cè)、治理示范、管理服務(wù)于一體的綜合性基層事業(yè)單位。為探索黃土高塬溝壑區(qū)水土流失規(guī)律、分析水土保持效益，西峰站在新中國成立初期相繼建立了黃土高塬溝壑區(qū)南小河溝、趙家川、王家灣、硯瓦川，子午嶺次生林區(qū)王家河、石橋、堡子溝、柳溝、魏家溝、石橋溝、黨家川，殘塬溝壑區(qū)鋪溝、野雞溝、小羊溝、丁家嘴溝等一批監(jiān)測(cè)流域，形成了中流域套小流域、小流域套支毛溝、支毛溝套小區(qū)的觀測(cè)站網(wǎng)體系，先后共建成徑流站24個(gè)、徑流小區(qū)68個(gè)。

1 試驗(yàn)觀測(cè)站網(wǎng)布設(shè)

60多年來，西峰站緊緊圍繞黃土高塬溝壑區(qū)水土流失治理需求，按照“縱向?qū)Ρ龋叫袑?duì)比，以及大流域套小流域，綜合套單項(xiàng)”的指導(dǎo)思想，在水土保持試驗(yàn)研究、綜合治理、示范與推廣、生態(tài)工程建設(shè)等方面，開展了大量極具價(jià)值的基礎(chǔ)性工作。通過觀測(cè)研究，初步摸清了高塬溝壑區(qū)水沙變化規(guī)律，取得了一系列單項(xiàng)水土保持措施及小流域綜合治理效益變化監(jiān)測(cè)成果，為中小流域綜合治理模式的確定、農(nóng)林牧生態(tài)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)優(yōu)化、徑流高效利用及節(jié)水灌溉技術(shù)體系的形成與發(fā)展提供了技術(shù)支撐，對(duì)推動(dòng)黃土高原地區(qū)乃至全國的水土流失治理、發(fā)展當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)、減少入黃泥沙發(fā)揮了重要作用，為中國水土保持學(xué)科體系創(chuàng)立做出了貢獻(xiàn)。

目前西峰站正在對(duì)南小河溝和硯瓦川兩個(gè)流域?qū)嵤┍O(jiān)測(cè)。南小河溝小流域地處甘肅省慶陽市西峰區(qū)境內(nèi)，系涇河的二級(jí)支流，流域總面積38.93 km2。從1954年開始分別在南小河溝流域出口、治理溝(楊家溝)和非治理溝(董莊溝)支毛溝出口設(shè)立把口站，并配套布設(shè)了氣象、徑流小區(qū)觀測(cè)?，F(xiàn)實(shí)施觀測(cè)的有4個(gè)徑流泥沙測(cè)站、14個(gè)自動(dòng)化雨量站、1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)氣象園、14個(gè)坡度因子徑流小區(qū)、2個(gè)全坡面徑流小區(qū)、2個(gè)荒坡標(biāo)準(zhǔn)小區(qū)、6個(gè)水土保持措施因子小區(qū)。流域內(nèi)雨量站網(wǎng)密度為2.8站/km2。硯瓦川流域地處甘肅省慶陽市西峰區(qū)、寧縣境內(nèi)，系涇河二級(jí)支流，流域總面積376.69 km2，涉及西峰區(qū)、寧縣的8個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)。為探索中尺度流域的水土流失綜合治理效益，并為小區(qū)及小流域觀測(cè)資料移用于大面積水土流失治理效益分析提供依據(jù)，從1976年開始，西峰站在硯瓦川流域布設(shè)了1個(gè)徑流泥沙測(cè)站。目前，該流域內(nèi)共布設(shè)了24個(gè)雨量站，雨量站網(wǎng)密度為15.7站/km2。

2 試驗(yàn)觀測(cè)內(nèi)容及指標(biāo)體系

西峰站水土流失規(guī)律觀測(cè)的內(nèi)容與指標(biāo)體系主要包括：①河道徑流泥沙監(jiān)測(cè)。通過建立測(cè)站，觀測(cè)水位(水頭)、流量、含沙量、降水量和蒸發(fā)量等，掌握中小流域水沙變化規(guī)律。②單項(xiàng)治理措施效益觀測(cè)。通過建立徑流小區(qū)，主要觀測(cè)徑流量、侵蝕量、降水量、土壤含水率等，測(cè)定洪水深、徑流量、含沙量、侵蝕模數(shù)。③徑流泥沙變化的降雨因子監(jiān)測(cè)。采用人工雨量筒、虹吸式自記雨量計(jì)、遙測(cè)雨量計(jì)觀測(cè)全年次降雨量、降雨歷時(shí)、降雨總量。④溝道治理工程淤積變化。對(duì)壩庫淤積采用斷面法測(cè)量，一年一次計(jì)算年淤積量，對(duì)特大暴雨增加測(cè)次，以觀測(cè)次暴雨淤積情況。⑤氣象要素觀測(cè)，主要觀測(cè)風(fēng)力、風(fēng)向、溫度、濕度、蒸發(fā)、降雨等氣象要素。⑥典型暴雨調(diào)查。監(jiān)測(cè)較大范圍暴雨強(qiáng)度、歷時(shí)、危害程度、坡面侵蝕、溝道重力侵蝕等，要做到調(diào)查及時(shí)、全面、準(zhǔn)確。⑦調(diào)查董莊溝溝道上中下游斷面年度沖淤變化。采用投影法進(jìn)行喬木林、灌木林樣方郁閉度觀測(cè)，采用網(wǎng)格法進(jìn)行荒坡樣方覆蓋度觀測(cè)。

3 試驗(yàn)觀測(cè)取得的成果資料

1964年,整編刊印了1954—1963年《黃河中游水土保持徑流測(cè)驗(yàn)資料西峰小流域部分》《黃河中游水土保持徑流測(cè)驗(yàn)資料西峰徑流小區(qū)部分》。1982年，整編刊印了《1954—1980年黃河中游水土保持徑流泥沙測(cè)驗(yàn)資料西峰部分》。

1981年以后，每年按照以下五部分內(nèi)容連續(xù)編印觀測(cè)成果資料：第一部分降水資料，包括降水量觀測(cè)記載表、降水量摘錄表、逐日降水量表、各時(shí)段最大降水量；第二部分徑流資料，包括洪水水文要素摘錄表、逐次洪水測(cè)驗(yàn)成果表、逐日平均流量表、逐次洪水降水量觀測(cè)成果表；第三部分徑流小區(qū)資料，包括徑流小區(qū)觀測(cè)記載表、徑流小區(qū)逐次徑流測(cè)驗(yàn)成果表；第四部分泥沙觀測(cè)資料，包括水位流量單沙測(cè)驗(yàn)記載表、懸移質(zhì)水樣處理記載表、逐日平均輸沙率表、逐日平均含沙量表；第五部分其他資料，包括蒸發(fā)量觀測(cè)記載表、逐日蒸發(fā)量表、土壤濕度測(cè)定計(jì)算表、土壤含水率實(shí)測(cè)成果表等。

4 試驗(yàn)觀測(cè)成果及其應(yīng)用

一是摸清了黃土高塬溝壑區(qū)水土流失基本規(guī)律。以南小河溝流域1954—1980年水土流失試驗(yàn)觀測(cè)數(shù)據(jù)為樣本，分析研究得出黃土高塬溝壑區(qū)“徑流主要來自塬面，泥沙主要來自溝谷，塬水下溝對(duì)流域泥沙量影響最大”。塬面徑流量占總量的67.4%，溝谷泥沙量占總量的86.3%，塬水下溝后流域泥沙總量增加76.8%～77.9%。

二是提出了黃土高塬溝壑區(qū)水土流失綜合治理模式。以南小河溝流域水土流失規(guī)律觀測(cè)數(shù)據(jù)成果為依據(jù)，提出了黃土高塬溝壑區(qū)水土保持“三道防線”綜合治理模式。基本方略為：固溝保塬，塬、坡、溝綜合治理，按照因地制宜、因害設(shè)防的原則，建立“塬面徑流控調(diào)，坡面林草治理，溝道水沙集蓄”三道防線。

三是取得了觀測(cè)流域水土保持措施效益監(jiān)測(cè)的定量化成果。比如，據(jù)同期對(duì)比資料，楊家溝經(jīng)過綜合治理，與非治理溝董莊溝相比，1954—1997年洪水輸沙量減少了76.1%，2007—2011年平均洪水輸沙量為3 710 t，平均輸沙模數(shù)為3 229.5 t/km2，比董莊溝洪水輸沙量減少了84.9%。此外，每年還為全國水土保持公報(bào)的發(fā)布提供翔實(shí)的水土保持措施監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。

5 試驗(yàn)觀測(cè)的特點(diǎn)

西峰站黃土高塬溝壑區(qū)水土流失規(guī)律試驗(yàn)觀測(cè)體現(xiàn)了五大特點(diǎn)：一是觀測(cè)歷史悠“久”。從1954年開始，西峰站在黃土高塬溝壑區(qū)布設(shè)水土流失試驗(yàn)觀測(cè)站網(wǎng)，開展了降雨徑流泥沙觀測(cè)、下墊面調(diào)查、水土保持效益分析等工作，開創(chuàng)了黃土高塬溝壑區(qū)水土流失試驗(yàn)觀測(cè)的先河。二是資料系列“長”。截至2014年底，取得了徑流泥沙資料755站年，雨量資料2 969站年，地形因子徑流小區(qū)、植被因子徑流小區(qū)、耕作措施因子徑流小區(qū)、水土保持措施因子徑流小區(qū)、泥沙徑流小區(qū)徑流泥沙資料358區(qū)年。三是試驗(yàn)觀測(cè)規(guī)?！按蟆?。按照“中尺度流域、小流域、支毛溝、徑流小區(qū)”的布設(shè)原則，開展了不同尺度的水土流失規(guī)律試驗(yàn)研究，現(xiàn)有南小河溝國有試驗(yàn)觀測(cè)基地4.8 km2，是目前國內(nèi)最大的水土流失試驗(yàn)觀測(cè)基地。四是試驗(yàn)觀測(cè)成果應(yīng)用“廣”。西峰站在實(shí)踐中總結(jié)提出了固溝保塬的治理方針、“三道防線”和“四個(gè)生態(tài)經(jīng)濟(jì)帶”的綜合治理模式，在慶陽地區(qū)37條大塬綜合治理中得到采用。五是試驗(yàn)觀測(cè)手段“新”。為提高水土流失試驗(yàn)觀測(cè)精度，西峰站從2008年開始，建成了南小河溝水土流失自動(dòng)化測(cè)報(bào)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了降雨、水位、蒸發(fā)、氣溫等要素的自動(dòng)化觀測(cè)和實(shí)時(shí)傳輸；2015年又建成了推移質(zhì)集沙槽，首次將推移質(zhì)納入全國水土流失動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與公告項(xiàng)目之中。

6 結(jié) 語

在生態(tài)環(huán)境受到高度重視的今天，及時(shí)、準(zhǔn)確的水土保持監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)持續(xù)發(fā)展至關(guān)重要。西峰水保站將一如既往，按照國家及部、委關(guān)于生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)工作的要求，進(jìn)一步優(yōu)化水土保持監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，依靠科技創(chuàng)新和技術(shù)進(jìn)步，提高水土保持監(jiān)測(cè)的立體化、自動(dòng)化和智能化水平，為黃土高塬溝壑區(qū)乃至整個(gè)黃土高原的水土流失治理和黃河治理提供決策支持，為國家生態(tài)建設(shè)管理和規(guī)劃提供依據(jù)。

(責(zé)任編輯 李楊楊)

S157

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1000-0941(2016)10-0027-02

王鴻斌(1968—)，男，甘肅慶陽市人，學(xué)士，高級(jí)工程師，長期從事水土流失規(guī)律觀測(cè)及水土保持監(jiān)測(cè)工作。

2016-08-02