黨廣善 劉世生

（隴南市水土保持生態(tài)環(huán)境監(jiān)測分站，甘肅 隴南 746000）

1 甘家溝坡面徑流場及監(jiān)測點基本概況

甘家溝坡面徑流場位于甘肅省隴南市武都區(qū)漢王鎮(zhèn)甘家溝流域內(nèi)，東經(jīng)105000′46〞，北緯33022′01〞。屬長江流域嘉陵江水系白龍江左岸一級支流，流域總面積41.19平方公里，其中水土流失面積35.96平方公里；主溝道長12.5公里。最高海拔2239米，最低海拔1023米，相對高差1216米。流失類型以水蝕為主，兼有重力侵蝕。流域內(nèi)滑坡分布廣、泥石流活動頻繁[1]。流域內(nèi)分布著大小滑坡體46處，崩塌體4處，滑塌、坍塌體6處，泥石流的固體物質(zhì)儲量達21892.44萬m3，為泥石流的形成提供了充足的固體物質(zhì)來源。僅1984年8月3日，發(fā)生的一次粘性泥石流，流量為386.6m3/s（相當(dāng)于50年一遇）。經(jīng)過多年的治理，已完成治理面積40110畝，其中坡改梯8092畝，水保林15020畝，經(jīng)濟林4534畝，種草3195畝，封禁8864畝，保土耕作405畝，修建攔擋壩14座。

甘家溝坡面徑流場權(quán)屬隴南市水土保持總站，2011年10月建成，2013年投入運行，屬于全國水土流失動態(tài)監(jiān)測項目。建設(shè)坡度小區(qū)的目的是對不同水土流失類型區(qū)、相同坡度的土壤侵蝕進行對比分析；其它措施小區(qū)是根據(jù)流域內(nèi)主要防治措施布設(shè)，目的是為了觀測、分析不同防治措施的蓄水保土效果[2]。甘家溝坡面徑流場，建設(shè)徑流小區(qū)五個，小區(qū)面積100m2，水平投影坡長20m、寬度5m，除4#小區(qū)水平梯田外，其它小區(qū)坡度均為15度。1#小區(qū)是裸地小區(qū)，其它為措施小區(qū)。主要觀測設(shè)施設(shè)備有：9要素氣象觀測儀一臺，電腦一臺，電子秤一臺，電子天平二臺，烘箱一臺，UPS電源一個，人工雨量筒一個，TDR100土壤水分速測儀一臺，取樣杯，大小鋁盒等。2017年10月安裝監(jiān)控攝像頭3個，接通了寬帶，可以通過辦公電腦、手機隨時觀察到徑流小區(qū)的實時狀態(tài)。

2 水土保持監(jiān)測的內(nèi)容和方法

2.1 降水監(jiān)測

降雨因子采用九要素氣象觀測儀進行觀測，自動氣象儀對大氣濕度（RH）、大氣壓力（百帕）、總輻射（W）、土壤水分（%）、風(fēng)向（度）、風(fēng)速（m/s）、大氣溫度（℃）、土壤溫度（℃）、降雨量（mm）等九要素的觀測。監(jiān)測人員定期從數(shù)據(jù)采集器下載數(shù)據(jù)，將原始數(shù)據(jù)導(dǎo)入降雨計算軟件進行計算，然后摘錄降雨過程、次雨量和日雨量等數(shù)據(jù)[3]。

徑流小區(qū)的監(jiān)測內(nèi)容包括：降雨、徑流、泥沙以及植被覆蓋度/郁閉度、土壤水分、作物產(chǎn)量等。監(jiān)測成果主要包括月報表、年度監(jiān)測報告、年度監(jiān)測報表，監(jiān)測表格包括記錄表、計算表、整編表3類共20個表格。監(jiān)測的主要內(nèi)容包括降水量、徑流泥沙、小區(qū)土壤水分、植被覆蓋度、植被高度、作物產(chǎn)量等。

2.2 徑流泥沙監(jiān)測

采用集流池對徑流小區(qū)徑流泥沙進行收集，集流池側(cè)壁裝有水尺，為了確保小規(guī)模徑流泥沙取樣準(zhǔn)確，在每個集流池內(nèi)加裝了10mm塑料板制作的長方體集流桶，同時對集流池進行了分隔。泥沙量的數(shù)據(jù)采集，設(shè)有簡易水樣采樣，泥沙分析實驗室。

每次降雨產(chǎn)生的地表徑流終止后，量取集流池水深，各取三個水深值，填入徑流小區(qū)徑流泥沙采樣記錄表。量測完水深后，充分攪拌集流池的蓄水，使泥沙與水充分混合達到均勻，取各集流池渾水作為本次降水產(chǎn)生的泥沙水樣，將水樣靜置沉淀后，吸出上層清水，把泥沙盒放入烘箱，在105°C下烘干至恒重，一般8-12小時。關(guān)閉烘箱電源，冷卻半小時[4]。然后分別稱重（含集流槽沉積的泥沙）求得此次徑流各集流池的含沙量，通過換算折合成單位面積上的產(chǎn)沙量，即為該次降雨所產(chǎn)生的土壤侵蝕量。

2.3 土壤與植被監(jiān)測

土壤含水量是表示土壤干濕狀況的指標(biāo)。每15天（每月1日、15日）觀測一次；每次產(chǎn)流后加測一次、日降雨量大于12mm（未產(chǎn)流的情況下）加測1次，同時觀測一次植被覆蓋度和植被高度。TDR體積含水量測試在徑流小區(qū)中部進行，選一測試點，再以測試點為圓心、TDR探針（間距3.1cm）為直徑的圓周以圓心角120°為間隔插入土壤讀數(shù)，取三次讀數(shù)的算術(shù)平均值作為測試點TDR體積含水量值，TDR法測定的土壤深度為7.5cm。

2.4 作物產(chǎn)量監(jiān)測

第一，農(nóng)作物產(chǎn)量監(jiān)測。農(nóng)作物監(jiān)測：在農(nóng)作物成熟之際，在徑流小區(qū)上中下部位各選取三個1平方米的樣本點收獲，對農(nóng)作物種子和秸稈晾干后進行稱重，以計算作物產(chǎn)量及秸稈產(chǎn)量。對不擬晾干的農(nóng)作物種子稱鮮重。

第二，牧草產(chǎn)量監(jiān)測。牧草監(jiān)測：每次選擇食草性最佳之時，在徑流小區(qū)上中下部位各選取三個1平方米的樣本點收獲牧草，清點牧草株數(shù)，量取牧草高度，并對晾干后的牧草進行稱重，以計算每次的牧草產(chǎn)量，累加各次得出全年牧草產(chǎn)量。

第三，經(jīng)濟林產(chǎn)量監(jiān)測。經(jīng)濟林產(chǎn)量監(jiān)測：油橄欖全部采摘稱鮮重。

3 主要監(jiān)測成果與分析

3.1 降雨監(jiān)測成果

2020年度，甘肅省隴南市武都區(qū)甘家溝坡面徑流場降雨天數(shù)105天，降水量804.4mm，主要集中于5～10月，占全年降水量的93.0%；最大月降水量327.0mm（8月），最大日降水量49.8mm（8月16日），最大次雨量136.6mm，歷時3610min，最大30min雨強33.1mm/h（8月12日），最大次降雨侵蝕力204.6 MJ.mm/（hm2.h）（8月12日），年降雨侵蝕力為 1047.5 MJ.mm/（hm2.h）。觀測結(jié)果如表1所示。

表1 2020年度甘家溝站降雨量監(jiān)測主要指標(biāo)成果統(tǒng)計

3.2 徑流小區(qū)監(jiān)測成果

第一，2020年度監(jiān)測成果。根據(jù)5個徑流小區(qū)16場降雨的徑流泥沙觀測數(shù)據(jù)分析，甘肅省隴南市武都區(qū)甘家溝坡面徑流場徑流系數(shù)為0.0004～0.0460，年土壤流失量為0.0000～7.5403 t/hm2.y。各項觀測結(jié)果見表2。

表2 甘家溝觀測站2020年度徑流泥沙觀測結(jié)果表

第二，歷年觀測成果對比。與2017年度相比，2020年度，降雨量增加47.2%，降雨侵蝕力增加17.7%。1號徑流小區(qū)產(chǎn)流次數(shù)增加1場，徑流深增加207.2%，土壤流失量減少83.8%；2號徑流小區(qū)產(chǎn)流次數(shù)減少6場，徑流深減少53.1%，土壤流失量減少97.7%；3號徑流小區(qū)產(chǎn)流次數(shù)減少4場，徑流深增加85.7%，土壤流失量減少80.0%；4號徑流小區(qū)產(chǎn)流次數(shù)減少5場，徑流深增加60.6%，土壤流失量減少100%；5號徑流小區(qū)產(chǎn)流次數(shù)增加1場，徑流深減少13.7%，土壤流失量減少99.6%；

與2018年度相比，2020年度，降雨量增加40.0%，降雨侵蝕力減少60.5 %。1號徑流小區(qū)產(chǎn)流次數(shù)增加2場，徑流深減少65.5%，土壤流失量減少90.2%；2號徑流小區(qū)產(chǎn)流次數(shù)減少4場，徑流深減少93.8%，土壤流失量減少99.3%；3號徑流小區(qū)產(chǎn)流次數(shù)減少8場，徑流深減少92.2%，土壤流失量減少99.9%；4號徑流小區(qū)產(chǎn)流次數(shù)減少4場，徑流深減少92.8%，土壤流失量減少100%；5號徑流小區(qū)產(chǎn)流次數(shù)增加2場，徑流深減少89.2%，土壤流失量減少99.9%；

與2019年度相比，2020年度，降雨量增加59.9%，降雨侵蝕力增加72.9%。1號徑流小區(qū)產(chǎn)流次數(shù)增加9場，徑流深增加2723.7%，土壤流失量增加374倍；2號徑流小區(qū)產(chǎn)流次數(shù)增加0場，徑流深增加82.5%，土壤流失量增加342.6%；3號徑流小區(qū)產(chǎn)流次數(shù)減少4場，徑流深減少17.0%，土壤流失量減少87.8%；4號徑流小區(qū)產(chǎn)流次數(shù)減少6場，徑流深0.3mm，土壤流失量減少100%；5號徑流小區(qū)產(chǎn)流次數(shù)增加9場，徑流深增加410.3%，土壤流失量增加31.1%。

3.3 作物測產(chǎn)

2#小區(qū)種植馬鈴薯，測得平均密度為7p/m2，平均秸稈產(chǎn)量（干重）2333kg/hm2，馬鈴薯平均產(chǎn)量26333kg/hm2（鮮重）。

3#小區(qū)2020年重新播種紫花苜蓿，平均密度為169p/m2，測得苜蓿平均產(chǎn)量（干重）2000kg/hm2（2020年重新種植）。

4#小區(qū)種植玉米，測得玉米平均密度為8p/m2，秸稈平均產(chǎn)量16167kg/hm2，玉米平均產(chǎn)量13500kg/hm2，收獲指數(shù)為0.84。

5#小區(qū)栽植油橄欖，共8株，今年第四年結(jié)果，油橄欖產(chǎn)量11000kg/h 。

4 存在的問題與建議

（1）監(jiān)測設(shè)備老化陳舊，需要更新。

（2）為確保監(jiān)測工作正常開展，需增加監(jiān)測經(jīng)費。

（3）希望加強業(yè)務(wù)交流、培訓(xùn)，及時掌握水土保持監(jiān)測新技術(shù)、新設(shè)備、新動態(tài)。不斷提高監(jiān)測人員業(yè)務(wù)水平以及監(jiān)測工作水平。

5 結(jié)語

水土保持監(jiān)測是現(xiàn)代環(huán)保事業(yè)中非常重要的內(nèi)容之一，是提升水土保持措施針對性的重要依據(jù)。本文主要以甘家溝坡面徑流場為例闡述了水土保持監(jiān)測相關(guān)內(nèi)容，通過本文的介紹能夠?qū)︻愃茀^(qū)域的水土保持監(jiān)測提供一定參考和幫助，對于推動環(huán)境保護事業(yè)發(fā)展具有現(xiàn)實意義。